索氏法提取黑莓籽油工藝研究

唐小媛，韓永斌

（南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，江蘇南京210018）

索氏法提取黑莓籽油工藝研究

唐小媛，韓永斌*

（南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，江蘇南京210018）

以黑莓籽為原料，采用索氏法提取黑莓籽油?？疾炝巳軇┬再|(zhì)、粉碎度、提取溫度、提取時(shí)間及料液比對黑莓籽油出油率的影響。通過正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化索氏法提取黑莓籽油的最佳工藝條件為：以石油醚為提取劑，黑莓籽粉碎過80目篩，提取時(shí)間2h，溫度為90℃，料液比1∶15（g∶mL），在此條件下實(shí)驗(yàn)測得黑莓籽油平均出油率為22.855%。

黑莓籽油，索氏提取，優(yōu)化

黑莓（Rubus spp.）為薔薇科（Rosaceae）懸鉤子屬（Rubus L.）多年生藤本植物，原產(chǎn)北美，因其果實(shí)富含維生素C、維生素K、葉酸、鞣花酸、沒食子酸、槲皮素、花青素及人體必需的礦物質(zhì)錳等功能性成分，具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，在世界上被譽(yù)為“黃金水果”[1-2]。研究表明，黑莓籽油中不飽和脂肪酸的含量較高，其主要脂肪酸成分及含量為：亞油酸61.22%，亞麻酸17.60%，棕櫚酸3.71%，硬脂酸2.18%，油酸14.72%[3]，是一種具有開發(fā)價(jià)值的新型保健油脂。我國是亞洲種植黑莓的主要地區(qū)。目前關(guān)于黑莓籽油提取的文獻(xiàn)較少，劉云鶴等[4]采用超臨界CO2萃取黑莓籽油的得油率為16.10%，朱紅葉等[5]利用超聲輔助提取黑莓籽油得油率為17.06%，而索氏法提取黑莓籽油的研究未見報(bào)道。故本研究著重對索氏法提取黑莓籽油的工藝進(jìn)行探討，以期為黑莓籽油的開發(fā)利用提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

黑莓籽 南京寶生源食品有限公司，60℃熱風(fēng)干燥，粉碎過篩，密封保存；無水乙醇、正己烷、石油醚（b.p.60～90℃）、乙醚、乙酸乙酯等 均為分析純。

DHG-9030A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海一恒科技有限公司；高速中藥粉碎機(jī) 天津華鑫儀器廠；JA2003型電子天平 上海精密科學(xué)儀器有限公司；RE-52AA型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 上海亞榮生化儀器廠；HH-6型數(shù)顯恒溫水浴鍋 常州國華電器有限公司；索氏提取器。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 索氏法提取黑莓籽油工藝流程 黑莓籽→清理除雜→60℃熱風(fēng)干燥→粉碎→過篩→稱重→索氏提取→旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)→黑莓籽油

1.2.2 索氏法提取工藝的單因素及正交實(shí)驗(yàn)

1.2.2.1 單因素實(shí)驗(yàn) 取約5g黑莓籽粉，分別考察不同的提取溶劑（無水乙醇、正己烷、石油醚、乙醚和乙酸乙酯）、粉碎度（20、40、60、80、100目）、提取時(shí)間（30、60、90、120、150、180min）、提取溫度（70、75、80、85、90、95℃）、料液比（1∶5、1∶10、1∶15、1∶20、1∶25）對黑莓籽油出油率的影響。所得的提取液于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中減壓蒸餾，回收有機(jī)溶劑，得到黑莓籽油。

1.2.2.2 正交實(shí)驗(yàn) 在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選取對黑莓籽油出油率影響較顯著的提取溫度、提取時(shí)間、粉碎度3個(gè)因素進(jìn)行L9（34）正交實(shí)驗(yàn)，對提取條件進(jìn)行優(yōu)化。正交實(shí)驗(yàn)因素水平表見表1。

表1 實(shí)驗(yàn)因素水平表Table 1 Factors and levels of orthogonal test

1.2.3 出油率計(jì)算 出油率（%）=提取油脂質(zhì)量（g）/黑莓籽質(zhì)量（g）×100

1.2.4 黑莓籽油理化指標(biāo)測定 油脂感官指標(biāo)按GB/T 5525-2008測定；折光指數(shù)按GB/T 5527-2010測定；皂化值按GB/T 5530-2005測定；酸值按GB/T 5534-2008測定；過氧化值按GB/T 5538-2005測定。

2 結(jié)果與討論

2.1 提取劑的選擇

圖1 不同溶劑對黑莓籽油出油率的影響Fig.1 Effect of different solvents on the extraction rate of blackberry seed oil注：標(biāo)有不同字母的表示彼此間差異顯著，p＜0.05；圖2～圖5同。

由圖1可知，無水乙醇、正己烷、石油醚、乙醚和乙酸乙酯這五種溶劑中，石油醚的提取效率最高，且石油醚相對其他四種溶劑來說，沸程較高（b.p.60～90℃），不易揮發(fā)，毒性較小，回收率高，價(jià)格低廉。因此，綜合考慮，本實(shí)驗(yàn)選取石油醚（b.p.60～90℃）為提取劑。

2.2 粉碎度對提取效果的影響

圖2 粉碎度對黑莓籽油出油率的影響Fig.2 Effect of grinding degree on the extraction rate of blackberry seed oil

由圖2可知，隨著粉碎度的增大，黑莓籽油出油率也隨之增加，但當(dāng)粉碎度增加到一定程度后，出油率增加緩慢。物料粉碎度越大，即物料顆粒越小，物料顆粒間接觸面積及溶劑傳質(zhì)面積越大，溶劑易滲入物料內(nèi)部與油脂充分接觸，因而黑莓籽油出油率隨粉碎度增大而增大。但當(dāng)粉碎度高于60目后，出油率隨著粉碎強(qiáng)度提高增加不顯著。原因可能是物料粒度過細(xì)，浸提過程中物料顆粒沉積，間隙減小，增加了物料與溶劑間傳質(zhì)阻力，使黑莓籽油提取率降低[6]。

2.3 提取溫度對提取效果的影響

圖3 提取溫度對黑莓籽油出油率的影響Fig.3 Effect of extraction temperature on the extraction rate of blackberry seed oil

由圖3可以看出，隨著溫度的升高，黑莓籽油的出油率增加顯著，但當(dāng)溫度高于85℃時(shí)，出油率增加遲緩。原因在于起初提取溫度的提高會增加油脂分子的動能，加速分子運(yùn)動，促進(jìn)擴(kuò)散作用，故提取溫度的提高增大了提取速率。但當(dāng)絕大部分油脂分子熱運(yùn)動加劇到一定程度而擴(kuò)散到溶劑中時(shí)，溫度的繼續(xù)升高則很難提高出油率[7]。

2.4 提取時(shí)間對提取效果的影響

圖4 提取時(shí)間對黑莓籽油出油率的影響Fig.4 Effect of extraction time on the extraction rate of blackberry seed oil

如圖4所示，提取時(shí)間越長，黑莓籽油的出油率越高。在起初的120min內(nèi)，黑莓籽油的出油率隨著提取時(shí)間的延長增加顯著；但當(dāng)提取時(shí)間超過120min后，出油率增長遲緩。這表明油脂的溶出漸漸達(dá)到平衡，萃取時(shí)間過長會令油脂的乳化現(xiàn)象加劇，而且還是是對能源的浪費(fèi)，同時(shí)長時(shí)間的加熱還會使黑莓籽油的品質(zhì)受到不利的影響[8]。因此，本實(shí)驗(yàn)提取時(shí)間宜在120min附近。

2.5 料液比對提取效果的影響

圖5 料液比對黑莓籽油出油率的影響Fig.5 Effect of solid-liquid ratio on the extraction rate of blackberry seed oil

從圖5可以看出，隨著石油醚用量的增加，黑莓籽油出油率增加顯著。這是由于溶劑用量的增加增大了黑莓籽油與溶劑之間的濃度差，從而提高了傳質(zhì)速率，令出油率增大，但是當(dāng)溶劑用量增加至1∶15后，由于黑莓籽中的油脂含量逐漸減少，溶劑用量的增加對黑莓籽油得率的提高不再起顯著作用，此時(shí)，油脂提取率基本保持不變甚至呈下降趨勢，這樣會造成溶劑不必要的浪費(fèi)。因而，本實(shí)驗(yàn)料液比選擇為1∶15。

2.6 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果及方差分析

表2 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 2 The results of orthogonal experiment

表3 方差分析結(jié)果Table 3 The results of analysis of variance

由表2、表3可知，各因素對黑莓籽油出油率的影響主次順序依次為：A＞C＞B，其中A、C對黑莓籽油出油率影響顯著，最佳水平的組合為A3B2C3，即提取溶劑選用石油醚，黑莓籽粉碎過80目篩，提取時(shí)間2h，溫度為90℃，料液比1∶15（g∶mL）。按此最佳條件進(jìn)行驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，測得黑莓籽油平均出油率為22.855%，此結(jié)果高于正交實(shí)驗(yàn)中任意組合的出油率，說明正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果可靠，提取工藝可行。

索氏法是利用一定量溶劑對原料進(jìn)行回流提取的方法，溶劑用量較少，萃取效率較高[9]。而與目前報(bào)道過的黑莓籽油提取方法相比，索氏法出油率要明顯高于超臨界CO2流體萃取法16.10%[4]及超聲波輔助提取法17.06%[5]。但索氏法所帶來的疑慮是產(chǎn)品油中的殘留溶劑問題，關(guān)于此疑慮已有學(xué)者對石油醚提取月見草籽油時(shí)產(chǎn)品油中殘留的溶劑含量進(jìn)行測定，其結(jié)果僅有0.2mg/kg[10]，采取減壓蒸餾或提高回收溶劑的溫度100～105℃殘留溶劑是能夠被揮散掉的。因此，從提取成本和操作方便考慮，索氏法提取黑莓籽油還是有較大優(yōu)勢。

2.7 索氏法提取的黑莓籽油理化指標(biāo)分析

按正交實(shí)驗(yàn)所得最佳工藝條件進(jìn)行黑莓籽油索氏法提取，并對其進(jìn)行理化指標(biāo)分析，結(jié)果見表4。

表4 理化指標(biāo)測定結(jié)果Table 4 The test results of physical and chemical index

3 結(jié)論

采用索氏法提取黑莓籽油，以出油率為評價(jià)指標(biāo)，通過正交實(shí)驗(yàn)得出最佳工藝條件為：以石油醚為提取劑，黑莓籽粉碎過80目篩，提取時(shí)間2h，溫度為90℃，料液比1∶15（g∶mL）。按此最佳條件進(jìn)行驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，測得黑莓籽油平均出油率為22.855%，高于目前報(bào)道的超臨界CO2流體萃取法及超聲波輔助提取法。

對索氏法提取的黑莓籽油的理化指標(biāo)進(jìn)行分析得到：黑莓籽油呈黃綠色，透明，具有黑莓籽油固有的氣味，皂化值為（200±2.5）mg/g，酸值為（4.17± 0.56）mg KOH/g，過氧化值為（18.77±1.12）mmol/kg。

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Study on blackberry seed oil extraction technology by soxhlet methods

TANG Xiao-yuan，HAN Yong-bin*
（Department of Food Science and Technology，Nanjing Agricultural University，Nanjing 210018，China）

The blackberry seed oil was extracted by soxhlet methods from blackberry seed，and the effect of different solvents，grinding degree，extraction temperature，extraction time，solid-liquid ratio on the oil yield extraction were investigated.The optimal conditions were determined by orthogonal test as follows：benzine as solvents，grinding degree 80 mu，extraction temperature 90℃，extraction time 2h，solid-liquid ratio 1∶15（g∶mL）.Under the optimal conditions，the yield of blackberry seed oil was 22.855%.

blackberry seed oil；soxhlet extraction；optimization

TS224.4

B

1002-0306（2012）22-0303-03

2012-05-17 *通訊聯(lián)系人

唐小媛（1987-），女，碩士研究生，研究方向：農(nóng)產(chǎn)品加工。

江蘇省科技支撐計(jì)劃（BE2010408）；江蘇高校優(yōu)勢科學(xué)建設(shè)工程資助項(xiàng)目。