美洲大蠊藥材中油脂的提取工藝考察

滿紅霞，那凱歌，譚巧云，肖培云，楊永壽

（1.大理大學(xué)藥學(xué)與化學(xué)學(xué)院，云南大理　671000；2.云南省昆蟲生物醫(yī)藥研發(fā)重點實驗室，云南大理　671000）

美洲大蠊藥材中油脂的提取工藝考察

滿紅霞1，那凱歌1，譚巧云1，肖培云1，楊永壽2*

（1.大理大學(xué)藥學(xué)與化學(xué)學(xué)院，云南大理671000；2.云南省昆蟲生物醫(yī)藥研發(fā)重點實驗室，云南大理671000）

目的：考察美洲大蠊藥材中油脂的提取工藝以及皂化值的測定，為今后美洲大蠊藥材中油脂的測定和開發(fā)利用提供依據(jù)。方法：以石油醚為溶劑，采用正交實驗設(shè)計考察物料比、提取溫度、提取時間3因素對油脂的提取率和皂化值的影響。結(jié)果：采用索氏提取法，物料比為1：15，溫度80℃，時間2 h提取率最高。結(jié)論：驗證性實驗結(jié)果表明，該方法操作簡便、結(jié)果準(zhǔn)確，可作為美洲大蠊藥材中油脂的提取方法。

美洲大蠊藥材；油脂；提取工藝；皂化值

［DOI］10.3969/j.issn.2096-2266.2016.08.004

昆蟲是地球上種類多、生命力強、繁殖速度快、數(shù)量巨大的生物種群，其體內(nèi)含有大量的不飽和脂肪酸和人體必需脂肪酸，大多數(shù)昆蟲油脂的不飽和脂肪酸以亞油酸為主〔1〕。不飽和脂肪酸具有降低血清膽固醇和低密度膽固醇含量等生理功能〔2〕，而亞油酸作為人體必需脂肪酸，能降血脂、防止動脈粥樣硬化以及血栓的形成〔3〕。作為藥用歷史悠久的美洲大蠊（Periplaneta americana），其體內(nèi)含有豐富的油脂，主要是烯醇、烯酸類和烷烴類化合物，所含的不飽和脂肪酸中主要有亞油酸、油酸、十八碳烯酸、十八碳二烯酸等〔3-4〕。由此可見，美洲大蠊油脂具有潛在的開發(fā)利用價值。本研究對美洲大蠊油脂的提取率及油脂的質(zhì)量進(jìn)行考察，為今后的進(jìn)一步研究提供依據(jù)。

1　材料與方法

1.1試劑與儀器

1.1.1試劑美洲大蠊藥材（彌渡崢峰美蠊養(yǎng)殖廠，批號：20140616；黃明祥美蠊養(yǎng)殖場，批號：20140916；鳳儀美蠊養(yǎng)殖場，批號：20141123；禾源美蠊養(yǎng)殖場，批號：20140728；景洪美蠊養(yǎng)殖場，批號：20140830；紅豐美蠊養(yǎng)殖場，批號：20141005），水為超純水，其他試劑均為分析純。

1.1.2儀器粉碎機（DFY-200型，溫嶺市林大機械有限公司）；電子天平（AL204-IC，梅特勒-托利多儀器有限公司）；電熱鼓風(fēng)恒溫干燥箱（101A-2B，上海崇明實驗儀器廠）；超聲波清洗器（SK5200H，上?？茖?dǎo)超聲儀器有限公司）；電熱恒溫水浴鍋（SSY4，北京泰克儀器有限公司）；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（RE-3000型，上海亞榮生化儀器廠）。

1.2試劑的配制

1.2.10.5 mol/L氫氧化鉀-乙醇溶液的配制精密稱取28.00 g固體氫氧化鉀，緩慢加入少量95%乙醇溶液，待完全溶解后移入1 000 mL量瓶中，用95%乙醇定容，混勻，備用〔5〕。

1.2.20.5 mol/L鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液配制精密量取41.60 mL濃鹽酸，于1 000 mL量瓶中，加蒸餾水定容置刻度，混勻，備用。

1.3提取工藝流程工藝流程：美洲大蠊全蟲→粉碎→烘干→稱重→提取→抽濾→減壓蒸餾→回收溶劑→油脂→皂化值測定。

油脂提取率計算：油脂提取率/%=（油脂質(zhì)量/樣品質(zhì)量）×100%

1.4油脂皂化值的測定皂化值是指皂化1 g油脂中的可皂化物所需氫氧化鉀的質(zhì)量，其大小與油脂中所含脂肪酸的分子質(zhì)量有關(guān)：相對分子質(zhì)量越小，皂化值越高。此外，若游離脂肪酸含量增大，皂化值也隨之增大〔5〕。因此，皂化值可以作為衡量油脂質(zhì)量的一個指標(biāo)。

精密稱取美洲大蠊油脂約1.0 g，置錐形瓶中，精密移取0.5 mol/L的氫氧化鉀-乙醇溶液25.0 mL，沸水浴中加熱回流30 min，然后用乙醇10 mL沖洗冷凝管的內(nèi)壁和塞的下部，加酚酞指示液3滴，用0.5 mol/L鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定剩余的氫氧化鉀，至溶液的粉紅色剛好退去。加熱至沸，若溶液又出現(xiàn)粉紅色，則繼續(xù)滴定至粉紅色退去，讀數(shù)。同時用空白實驗校正，按下列公式計算皂化值〔6〕：

其中，V空—空白試驗滴定消耗鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL；

V樣—樣品滴定消耗鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL；

W—稱取油脂的質(zhì)量，g；

CHCI—鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mol/L；

56.11—氫氧化鉀的摩爾質(zhì)量，g/mol。

2　試驗方法與結(jié)果

2.1提取方法的考察精密稱取同一批次的美洲大蠊藥材3份（崢峰美蠊養(yǎng)殖場，批號：20140616），每份約10.0 g，以石油醚〔7〕為提取溶劑，分別采用索氏、超聲和加熱回流3種提取方法進(jìn)行考察，并測定油脂的皂化值。超聲和回流提取法的提取率、皂化值都較低，索氏提取法的提取率和皂化值最高，故選用索氏提取法提取美洲大蠊中的油脂。見表1。

表1　提取方式對美洲大蠊油脂提取率及皂化值的影響

2.2單因素試驗

2.2.1料液比對提取率和皂化值的影響分別稱取同一批次的美洲大蠊藥材適量，按1：5、1：10、1：15、1：20、1：30（g/mL）的比例加入石油醚，采用索氏提取法，提取溫度80℃，提取2 h，分別測定油脂的提取率和皂化值。見圖1。由圖1結(jié)果可知，料液比對美洲大蠊油脂的提取率有明顯的影響，提取率隨著溶劑的增加而逐漸提高。當(dāng)料液比達(dá)到1：10時，油脂的提取率趨于穩(wěn)定，在1：15時達(dá)到最高，為27.74%。這是因為隨著料液比的增大，降低了溶劑中油脂的濃度，增加了美洲大蠊藥材和石油醚接觸面上的濃度差，從而加快了傳遞速率，提高了油脂的提取率，故選擇料液比為1：15。

圖1　不同料液比對美洲大蠊油脂提取率及皂化值的影響

2.2.2溫度對提取率和皂化值的影響精密稱取同一批次美洲大蠊藥材4份，每份約10.0 g，各加入石油醚100 mL，分別于70、80、85、90℃下采用索氏提取法提取2 h，測定油脂的提取率和皂化值。見圖2。由圖2可知，隨著溫度的升高，提取率先升高后降低。油脂隨著溫度的升高，氧化速度也隨之加快〔8〕。在80℃時，提取率和皂化值最高。當(dāng)溫度超過80℃時，提取率逐漸降低，皂化值也相應(yīng)遞減。這可能是由于溫度較低時石油醚的循環(huán)速度較慢，隨著溫度的升高，循環(huán)速度加快，提取率上升。但溫度過高，油脂易發(fā)生氧化，導(dǎo)致皂化值降低。綜合考慮，選取80℃為最佳提取溫度。

圖2　溫度對美洲大蠊油脂提取率及皂化值的影響

2.2.3提取時間的影響精密稱取同一批次的美洲大蠊藥材4份，每份約10.0 g，加入石油醚100 mL，于80℃下采用索氏提取法分別提取1、2、3、4 h，考察提取時間的影響。見圖3。由圖3可知，隨著時間的延長，提取率和皂化值呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢，提取時間為2 h時，提取率和皂化值都達(dá)到最大值，這可能是由于隨著時間的延長，部分低沸點的油脂易揮發(fā)，造成提取率降低〔9〕，并且在較高溫度下部分油脂發(fā)生氧化、降解，致使皂化值減小。

圖3　時間對美洲大蠊油脂提取率及皂化值的影響

2.3正交試驗根據(jù)單因素實驗結(jié)果，本實驗擬用L9（34）正交試驗設(shè)計法對料液比（A）、溫度（B）、提取時間（C）3因素進(jìn)行篩選，因素與水平見表2，結(jié)果及分析見表3～4。

表2　美洲大蠊油脂提取工藝正交試驗因素水平表

表3　美洲大蠊油脂提取工藝正交試驗結(jié)果

表4　方差分析表

表3、表4的結(jié)果表明，各因素對美洲大蠊油脂提取率的影響大小順序為：B＞C＞A，即溫度對結(jié)果的影響差異有統(tǒng)計學(xué)意義，時間對結(jié)果的影響差異有統(tǒng)計學(xué)意義，料液比對結(jié)果的影響差異無統(tǒng)計學(xué)意義。

正交試驗結(jié)果顯示最佳提取工藝為：A3B2C2，但考慮到經(jīng)濟(jì)因素，且A2與A3油脂提取率相差較小，故選擇料液比為1：15，溫度為80℃，提取時間2 h作為最佳提取工藝。

2.4驗證性實驗精密稱取與正交試驗相同批次的美洲大蠊藥材3份，按正交試驗所得最佳提取工藝A2B2C2進(jìn)行提取，測得油脂的提取率為29.07%，皂化值為180.77，RSD為1.12%，表明正交試驗結(jié)果準(zhǔn)確可靠。

2.5樣品測定按最佳工藝A2B2C2分別考察來自5個不同廠家的美洲大蠊藥材中油脂的提取率及皂化值。見表5。由表5可知，美洲大蠊藥材中油脂含量最高可達(dá)38.54%，最低為23.86%，皂化值最高為181.32，最低為160.14，這可能是由于不同養(yǎng)殖廠家的飼料配方、飼養(yǎng)條件不同，致使美洲大蠊藥材含油脂量和皂化值不同。

表5　樣品測定結(jié)果（n=5）

3　討論

本實驗以石油醚為提取溶劑，比較了索氏提取、超聲提取和加熱回流提取3種方法對美洲大蠊藥材油脂的提取率以及皂化值的測定，得出索氏提取法為美洲大蠊油脂提取的最佳方法。通過正交試驗設(shè)計方法，對提取料液比、提取溫度、提取時間3因素進(jìn)行了優(yōu)化，得出美洲大蠊油脂的最佳提取工藝為：料液比為1：15、提取溫度為80℃、提取時間為2 h。影響美洲大蠊油脂提取率的因素順序為：提取溫度＞提取時間＞料液比。該方法簡單快速準(zhǔn)確，為美洲大蠊油脂的提取和藥材的質(zhì)量評價提供參考。

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〔Abstract〕Objective:Studying the extraction process of Periplaneta americana oil and determining the saponification value，to provide scientific basis for the future oil determination，exploitation and utilization.Methods:With petroleum ether as the solvent，the effects of extraction material ratio，temperature and time on the extraction rate and the saponification value were investigated by orthogonal experiment.Results:When using the method of cable extraction，the optimum conditions for Periplaneta americana lipid extraction were:extraction ratio of material to solvent:1：15，temperature:80℃，time:2 h.Conclusion:Verification experimental results show that the method is simple and accurate，which can be used as a method for the extraction of Periplaneta americana oil.

〔Key words〕Periplaneta americana；oil；extraction technology；saponification value

（責(zé)任編輯李楊）

Study on Extraction Process of Periplaneta americana oil

Man Hongxia1，Na Kaige1，Tan Qiaoyun1，Xiao Peiyun1，Yang Yongshou2*
（1.College of Pharmacy and Chemistry，Dali University，Dali，Yunnan 671000，China；2.Yunnan Provincial Key Laboratory of Entomological Biopharmaceutical R&D，Dali，Yunnan 671000，China）

R284.2

A

2096-2266（2016）08-0011-04

國家自然科學(xué)基金資助項目（81360634；81060329）；云南省教育廳科學(xué)研究基金資助項目（2011Z053）

2015-08-23

2015-10-14

滿紅霞，碩士研究生，主要從事藥物分析研究.

楊永壽，高級實驗師.