減壓-超聲波聯(lián)用提取紅松籽油動(dòng)力學(xué)模型及油脂組成、抗氧化活性研究

王鳳娟，夏曉雨，張 娜，符 群，郭慶啟，3

（1.東北林業(yè)大學(xué) 林學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150040；2.哈爾濱商業(yè)大學(xué) 食品工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150076；3.黑龍江省森林食品資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，黑龍江 哈爾濱 150040）

紅松屬于長(zhǎng)青喬木，其堅(jiān)果通常長(zhǎng)9～12 mm，含油量高。紅松籽油本身營(yíng)養(yǎng)價(jià)值豐富，其脂肪酸含量高達(dá)70%左右，其中含有50%多不飽和脂肪酸（PUFA），40%單不飽和脂肪酸（MUFAs）和10%飽和脂肪酸（SFAs）?！侗静菥V目》記載：“松仁味溫，味甘，無(wú)毒，主治關(guān)節(jié)風(fēng)濕，頭眩，潤(rùn)五臟，逐風(fēng)痹寒風(fēng)，補(bǔ)體虛，滋潤(rùn)皮膚，久服輕身不老”?，F(xiàn)代研究表明紅松籽油具有調(diào)節(jié)血脂[1]、抗氧化[2]、抗炎[3]、減肥[4]等功能。

隨著現(xiàn)代高新工程技術(shù)的發(fā)展，酶輔助提取法[5]、超臨界CO2萃取[6]以及超聲波技術(shù)[7]等正逐漸的應(yīng)用于油脂工業(yè)中。但酶輔助提取法提取油脂需進(jìn)行破乳且油脂與蛋白質(zhì)不易分離，酶制劑價(jià)格昂貴，應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)有一定的局限性。超臨界CO2萃取技術(shù)得率高，但提取周期長(zhǎng)，設(shè)備一次性投資較高。超聲波提取技術(shù)具有節(jié)約溶劑、簡(jiǎn)化提取步驟、提高有效成分得率等優(yōu)點(diǎn)。大多數(shù)功能性食品有效成分具有熱敏性，減壓條件下容器內(nèi)氣壓低，溶劑分子間分子鏈的能量減少，沸點(diǎn)降低。同時(shí)超聲波可改變物質(zhì)介質(zhì)形態(tài)，加速化學(xué)反應(yīng)和觸發(fā)新的反應(yīng)通道[8]?？栈饔眉哟蠓肿娱g的加速度及其對(duì)分子鏈和細(xì)胞壁的作用[9]，因此將減壓技術(shù)與超聲波提取技術(shù)聯(lián)用可以更有效的提高目標(biāo)物質(zhì)得率。近年來(lái)，減壓耦合超聲技術(shù)廣泛應(yīng)用于丹參、茶多酚的研究中[10-11]，但應(yīng)用于紅松籽油未見(jiàn)報(bào)道。

本試驗(yàn)旨在研究減壓-超聲波聯(lián)用提取紅松籽油單因素的基礎(chǔ)上，采用提取動(dòng)力學(xué)反映不同超聲波功率在不同時(shí)間條件下對(duì)紅松籽油提取效果的影響[12]，并采用OriginPro 8 軟件將不同多項(xiàng)式方程與動(dòng)力學(xué)提取過(guò)程進(jìn)行模型擬合，對(duì)最佳方程模型進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。通過(guò)氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（GC-MS）檢測(cè)減壓-超聲波聯(lián)用提取的紅松籽油脂肪酸組成并測(cè)定抗氧化活性，為紅松籽油的提取和工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試劑與儀器

試劑：1，1- 二苯基-2- 三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）（≥98%），購(gòu)于Sigma 公司；2，2-聯(lián)氮-雙-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸（2,2’-azino-bis-3-ethylbenzothiazoline-6-sulfoniic acid，ABTS）（≥98%），購(gòu)于Sigma公司；所用化學(xué)試劑均為分析純。

試驗(yàn)儀器：7890-5973N 型氣質(zhì)聯(lián)用儀（GCMS），美國(guó)Agilent 公司；UV-5500PC 紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)，上海元析儀器有限公司；高功能粉碎機(jī)，天津泰斯特儀器有限公司；RE-2000A 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器，鞏義市予華儀器有限公司；DL-6M離心機(jī)，湖南星科科學(xué)儀器有限公司。減壓-超聲波聯(lián)用裝置為實(shí)驗(yàn)室自制，其中超聲波清洗機(jī)型號(hào)為SB25-12 DTD，寧波新芝生物科技股份有限公司制造；SHB-IIIG 真空泵，鄭州長(zhǎng)城科工有限公司制造。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 原料預(yù)處理

紅松籽產(chǎn)自黑龍江省伊春市，將種籽剝?nèi)ネ鈿ぜ胺N皮后在60 ℃烘干至恒重（質(zhì)量差＜0.002 g），粉碎過(guò)80 目篩。處理后的紅松籽粉裝入密封袋，4 ℃條件下保存?zhèn)溆谩＝?jīng)測(cè)定其水分含量為6.52%，粗脂肪含量為68.76%。

1.2.2 理化性質(zhì)測(cè)定方法

水分，GB/T 50093—2016；粗脂肪，GB/T 5512—2008；酸值，GB/T 5009.229—2016；碘值，GB/T 5532—2008；皂化值，GB/T 5534—2008；過(guò)氧化值，GB/T 5009.227—2016。

1.2.3 紅松籽油脂肪酸組成測(cè)定

紅松籽油甲脂化按照GB/T 17376—2008 方法進(jìn)行；

色譜分析條件：DB-5MS 石英毛細(xì)柱色譜柱（30 m×250 μm×0.25 μm）；柱升溫程序：初溫60 ℃，以10 ℃/min 升至270 ℃，保留5 min，再以8 ℃/min 升至300 ℃，保留8 min；進(jìn)樣口溫度270 ℃，色譜-質(zhì)譜接口溫度260 ℃；載氣:氦氣；載氣流量：1.0 mL/min；用于電子沖擊的電離能量70 eV；質(zhì)量范圍50～550m/z；氣質(zhì)分析結(jié)果與數(shù)據(jù)庫(kù)檢索比對(duì)，確定各峰代表的物質(zhì)，并根據(jù)峰面積計(jì)算每個(gè)成分的相對(duì)含量。

1.2.4 減壓-超聲波利用提取紅松籽油單因素試驗(yàn)

準(zhǔn)確稱取烘干至恒質(zhì)量的樣品5.00 g，在真空度為0.08～0.09 MPa，分別選用丙酮、正己烷、石油醚（30～60 ℃）、無(wú)水乙醇進(jìn)行減壓-超聲波聯(lián)用試驗(yàn)確定最佳提取溶劑后，在一定超聲波功率和超聲溫度下，以一定料液比提取25 min，4 000 r/min 離心10 min 后，取上清液在45 ℃下旋蒸至恒重，計(jì)算紅松籽油得率，確定最佳提取工藝。得率計(jì)算公式如下：

得率/(g·100g-1)= [最終油脂質(zhì)量(g)/初始紅松籽質(zhì)量(g)]×100。

1.2.5 減壓-超聲波聯(lián)用提取動(dòng)力學(xué)模型設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)在減壓-超聲波聯(lián)用提取紅松籽油單因素的基礎(chǔ)下，研究不同超聲波功率在不同時(shí)間條件下對(duì)紅松籽油得率的影響。對(duì)該過(guò)程進(jìn)行擬合，確定最佳提取方程模型后進(jìn)行驗(yàn)證，并采用Fick擴(kuò)散公式計(jì)算擴(kuò)散速率并分析。

1.3 紅松籽油的抗氧化能力測(cè)定

1.3.1 紅松籽油對(duì)DPPH 自由基的清除能力

以無(wú)水乙醇為溶劑，采用分光光度法測(cè)定紅松籽油清除DPPH 自由基能力[13-14]，按照下式計(jì)算清除率：

式中：A為樣品（不同質(zhì)量濃度樣品溶液）與DPPH 自由基混合溶液的吸光度；A0為樣品（同上）與無(wú)水乙醇混合溶液的吸光度；A1為無(wú)水乙醇與DPPH 自由基混合溶液的吸光度。

1.3.2 紅松籽油對(duì)ABTS+自由基的清除能力

無(wú)水乙醇為溶劑，采用分光光度計(jì)法測(cè)定紅松籽油清除ABTS+自由基的能力[15]，按照下式計(jì)算其清除率：

式中：A為樣品（不同質(zhì)量濃度樣品溶液）與ABTS+自由基混合溶液的吸光度；A0為樣品（同上）與無(wú)水乙醇混合溶液的吸光度；A1為無(wú)水乙醇與ABTS+自由基混合溶液的吸光度。

2 結(jié)果與分析

2.1 減壓-超聲波聯(lián)用提取紅松籽油工藝條件的確定

2.1.1 溶劑對(duì)減壓-超聲波聯(lián)用提取紅松籽油得率的影響

本研究中采用四種溶劑（丙酮、正己烷、石油醚（30～60 ℃）、無(wú)水乙醇）作為提取溶劑，加入粉碎烘干后紅松籽仁5.00 g，在真空度為0.08～0.09 MPa，料液比1∶7（g∶mL），超聲波溫度45 ℃，超聲波功率210 W 條件下，超聲波提取25 min，結(jié)果如圖1所示。

圖1 溶劑對(duì)紅松籽油得率的影響Fig.1 Effect of solvents on the yield of Korean pine seed oil

各溶劑得率順序?yàn)椋赫和椋臼兔眩颈緹o(wú)水乙醇，正己烷提取紅松籽油得率顯著高于丙酮和無(wú)水乙醇（p＜0.05），為52.11%，石油醚提取紅松籽油的得率為50.83%。洪晴悅等[16]以油用牡丹籽為原料，利用超聲波輔助提取牡丹籽毛油時(shí)篩選最佳溶劑時(shí)，正己烷與石油醚得率差異不顯著，但考慮到安全性選用正己烷為提取溶劑。宋于洋[17]研究沙棘籽油有機(jī)溶劑提取工藝中得出，以正己烷為溶劑的樣品得率和溶劑回收率均高于以石油醚為溶劑的樣品。根據(jù)《食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》（GB 2760—2014）食品工業(yè)用加工助劑中規(guī)定正己烷和石油醚均可作為提取溶劑使用，但正己烷可用于大豆油加工工藝，故選用正己烷為最佳溶劑。

2.1.2 超聲波功率對(duì)減壓-超聲波聯(lián)用提取紅松籽油得率的影響

以正己烷為提取溶劑，在真空度為0.08～0.09 MPa，料液比1∶7（g∶mL），超聲波溫度45 ℃條件下，超聲25 min，考察不同超聲波功率對(duì)紅松籽油得率的影響，結(jié)果如圖2所示。

圖2 超聲波功率對(duì)紅松籽油得率的影響Fig.2 Effect of ultrasonic power on the yield of Korean pine seed oil

在超聲波功率150～210 W 時(shí)紅松籽油得率隨著超聲波功率的增大而增加，其原因可能是超聲波功率的增大，加劇分子間的擴(kuò)散速度，機(jī)械作用及空化效應(yīng)相應(yīng)增加，共同促進(jìn)溶劑分子間的相互作用，有利于紅松籽油的釋放；超聲波功率為210～300 W 時(shí)，得率隨超聲波功率的增加而減少，其原因可能是當(dāng)超聲波功率超過(guò)一定值后，溶劑內(nèi)滲透壓達(dá)到平衡，溶劑運(yùn)動(dòng)狀態(tài)減緩，從而減少物料與溶劑的相互接觸，導(dǎo)致紅松籽油得率下降[18-19]，故最佳超聲波功率為210 W。Ai-Jun 等[20]認(rèn)為隨超聲波功率加大，溶劑表面張力系數(shù)和粘度系數(shù)降低，有利于產(chǎn)生空化氣泡。當(dāng)功率達(dá)到一定值后，蒸汽壓的增加導(dǎo)致空化強(qiáng)度或空化效應(yīng)下降，故隨著超聲波功率加大，得率先增加后減小。

2.1.3 溫度對(duì)減壓-超聲波聯(lián)用提取紅松籽油得率的影響

以正己烷為提取溶劑，在真空度為0.08～0.09 MPa，料液比1∶7（g∶mL），超聲功率210 W，超聲25 min，考察不同超聲波溫度下對(duì)紅松籽油得率的影響，結(jié)果如圖3所示。

圖3 超聲波溫度對(duì)紅松籽油得率的影響Fig.3 Effect of ultrasonic temperature on the yield of Korean pine seed oil

當(dāng)溫度為35～45 ℃時(shí)，得率隨溫度的升高而增加，這可能是由于溶劑提取速度主要取決于擴(kuò)散系數(shù)，當(dāng)顆粒大小和溶劑半徑確定時(shí)，擴(kuò)散系數(shù)取決于溫度。隨著提取溫度的升高，溶劑與油分子的動(dòng)態(tài)能量增加，分子間運(yùn)動(dòng)速率增加加速紅松籽油的釋放，紅松籽油得率提高[21]。在提取溫度為45 ℃時(shí)得率達(dá)到最高。當(dāng)溫度為45～60 ℃時(shí)，隨著溫度的升高，紅松籽油得率逐漸降低。當(dāng)超聲溫度高于45 ℃后，達(dá)到正己烷負(fù)壓狀態(tài)下的沸點(diǎn)溫度，導(dǎo)致溶劑與物料的接觸時(shí)間縮短；高溫致使油脂分解，少量揮發(fā)性油損失，導(dǎo)致紅松籽油得率下降[22]，試驗(yàn)最佳超聲波溫度為45 ℃。YANG 等[23]在利用超聲波提取黃芩苷時(shí)得到類(lèi)似結(jié)果。Moradi N 等[24]認(rèn)為空化和熱效應(yīng)影響得率，空化引起氣化泡內(nèi)爆，導(dǎo)致更高的湍流度，熱效應(yīng)升高溶質(zhì)的溶劑熱度，降低溶劑黏度從而增加跨細(xì)胞傳質(zhì)。當(dāng)溫度高于最適溫度時(shí)，氣化效應(yīng)隨溫度的升高而降低，熱效應(yīng)本身不做貢獻(xiàn)，得率降低。

2.1.4 料液比對(duì)減壓-超聲波聯(lián)用提取紅松籽油的影響

以正己烷為提取溶劑，在真空度為0.08～0.09 MPa，超聲功率210 W，超聲溫度45 ℃，超聲25 min，考察不同料液比對(duì)紅松籽油得率的影響，結(jié)果如圖4所示。

圖4 料液比對(duì)紅松籽油得率的影響Fig.4 Effect of solid-liquid ratio on the yield of Korean pine seed oil

料液比在1∶4～1∶7 的范圍內(nèi)，紅松籽油得率呈上升趨勢(shì)，當(dāng)料液比達(dá)到1∶7 時(shí)，得率達(dá)到53.01%±0.30%。其原因可能是溶劑量的增加改變?cè)吓c溶劑間的濃度差異，促進(jìn)溶劑與物料的接觸。當(dāng)料液比在1∶7～1∶9 的范圍內(nèi)，得率無(wú)明顯增加?？赡苁菙U(kuò)散速率已達(dá)到最大值，溶劑的增加對(duì)紅松籽油得率影響不大[25]。Moradi N[24]研究了料液比對(duì)葵花籽油得率的影響時(shí)認(rèn)為當(dāng)料液比達(dá)到一定閾值后，增加溶劑量對(duì)得率無(wú)顯著影響。

為比較減壓-超聲波聯(lián)用與單獨(dú)超聲波對(duì)紅松籽油提取效果的差異性，以正己烷為溶劑，在超聲波功率210 W，超聲波溫度45 ℃，超聲時(shí)間25 min，料液比1∶7（g∶mL），4 000 r/min 離心10 min 后，取上清液在45℃下旋蒸至恒重，測(cè)定紅松籽油得率，做3組平行對(duì)照試驗(yàn)。經(jīng)計(jì)算后得出，其得率為50.25%±0.46%，減壓-超聲波聯(lián)用提取比超聲波提取紅松籽油的得率提高2.76%。

2.2 減壓-超聲波聯(lián)用提取紅松籽油動(dòng)力學(xué)

2.2.1 減壓-超聲聯(lián)用提取紅松籽油動(dòng)力學(xué)方程的擬合

以正己烷為提取溶劑，超聲波溫度45 ℃，料液比1∶7（g∶mL），真空度0.08～0.09 MPa條件下，考察不同超聲波功率和時(shí)間對(duì)紅松籽油得率的影響，結(jié)果如圖5所示。

圖5 不同減壓-超聲波功率下得率隨時(shí)間的變化Fig.5 Changes of the yield under different decompression assisted ultrasonic power and time

由圖5可知，在一定超聲波功率條件下，得率隨時(shí)間的延長(zhǎng)而增加。在5～20 min 時(shí)，得率的增加較為明顯，可能是由于這一階段處于傳質(zhì)的洗滌和擴(kuò)散階段[26]，胡愛(ài)軍等[27]研究超聲波提取油脂動(dòng)力學(xué)發(fā)現(xiàn)，在洗滌過(guò)程油脂整體呈現(xiàn)核-殼結(jié)構(gòu)，隨提取時(shí)間的延長(zhǎng)，該結(jié)構(gòu)中核不斷縮小，殼厚度增加。充分?jǐn)嚢杼崛∫簳r(shí)，溶質(zhì)穿過(guò)殼層向溶劑擴(kuò)散；在20～30min 時(shí)，不同超聲波功率提取條件下得率的增加較為緩慢，紅松籽油向溶劑的浸出接近平衡[32]。

采用不同多項(xiàng)式方程擬合試驗(yàn)數(shù)據(jù)，結(jié)果見(jiàn)表1。表中相關(guān)系數(shù)（R2）越大，表示該模型越能準(zhǔn)確描述不同提取功率在不同時(shí)間條件下紅松籽油的提取動(dòng)力學(xué)過(guò)程。由表1可知，在超聲波功率150 W、180 W、210 W 時(shí)，最能反映紅松籽油得率隨超聲波時(shí)間和功率變化的動(dòng)力學(xué)方程為Boltzman 模型，對(duì)應(yīng)的R2分別為0.986 6、0.979 8、0.995 3。為進(jìn)一步驗(yàn)證動(dòng)力學(xué)方程模型的準(zhǔn)確性，分別選取兩個(gè)不同時(shí)間點(diǎn)，測(cè)定紅松籽油得率，并對(duì)比預(yù)測(cè)值和實(shí)測(cè)值，結(jié)果如表2所示。

表1 不同減壓-超聲波功率條件下提取模型的擬合參數(shù)Table 1 Fitting parameters of extraction models under different decompression assisted ultrasonic power

表2 減壓-超聲波聯(lián)用提取紅松籽油提取動(dòng)力學(xué)模型驗(yàn)證Table 2 Verification of dynamic extraction model of Korean pine seed oil under decompression assisted ultrasonic power

由表1和表2可知玻爾茲曼動(dòng)力學(xué)模型最能反映紅松籽油得率隨時(shí)間的變化，相關(guān)系數(shù)R2≥0.979 8。對(duì)該模型進(jìn)行驗(yàn)證，由表2可知，紅松籽油的預(yù)測(cè)值和實(shí)測(cè)值的擬合程度變化范圍是0.951 8～0.977 0，擬合程度較好，故玻爾茲曼動(dòng)力學(xué)模型能很好的反應(yīng)提取動(dòng)力學(xué)過(guò)程。

2.2.2 減壓-超聲波聯(lián)用提取紅松籽油過(guò)程中的擴(kuò)散系數(shù)

減壓-超聲波聯(lián)用提取紅松籽油的擴(kuò)散過(guò)程可以采用Fick 擴(kuò)散公式描述，在不同提取壓力條件下對(duì)應(yīng)的擴(kuò)散系數(shù)如表3所示。

表3 不同提取功率下的擴(kuò)散系數(shù)值Table 3 Deff values under different extraction power

本項(xiàng)研究中，通過(guò)菲克第二定律推導(dǎo)出的有效擴(kuò)散系數(shù)結(jié)果如表3可知，紅松籽油的有效擴(kuò)散系數(shù)與超聲波功率呈現(xiàn)正相關(guān)。隨著超聲波功率的增加，有效擴(kuò)散系數(shù)從1.489 4×10-11m2/min增加到2.513 4×10-11m2/min。這可能是由于功率的增加為傳質(zhì)提供推動(dòng)力，紅松籽油與溶劑接觸頻率增多，加快了浸出進(jìn)程。

2.3 減壓-超聲波連用提取的紅松籽油理化性質(zhì)及脂肪酸組成

2.3.1 減壓-超聲波聯(lián)用提取的紅松籽油理化性質(zhì)

對(duì)紅松籽油的理化性質(zhì)進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果如表4所示。

表4 減壓-超聲波聯(lián)用提取紅松籽油的理化性質(zhì)Table 4 Physicochemical properties of Korean pine seed oil under decompression assisted ultrasonic

從表4可知，紅松籽油的碘值大于130 g/100 g，說(shuō)明其為干性油脂，是高度不飽和脂肪酸且酸值小于國(guó)標(biāo)（≤4.0 mg/g），過(guò)氧化值小于國(guó)標(biāo)（≤0.25 g/100 g）。紅松籽油皂化值大于大豆油標(biāo)準(zhǔn)（189～195 mg/g）。采用減壓-超聲波聯(lián)用提取所得紅松籽油的酸值，過(guò)氧化值均達(dá)到國(guó)家食用油標(biāo)準(zhǔn)。

2.3.2 減壓-超聲波聯(lián)用提取的紅松籽油脂肪酸組成

由圖6和表5可知，紅松籽油中主要含有8種脂肪酸，分別為棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、皮諾斂酸、花生一烯酸、花生二烯酸、花生三烯酸。亞油酸含量最高，為46.27%，油酸次之，為28.95%。紅松籽油中的亞油酸含量與張思桐等[28]研究不同品系中紅松籽油脂肪酸分布特征中亞油酸含量43.20%～46.14% 相符。亞油酸有助于抑制動(dòng)脈血栓的形成和降低血清膽固醇，在預(yù)防心腦血管疾病方面有重要作用。由于亞油酸是一種必需脂肪酸，人體無(wú)法合成，必須從食物中攝取，所以人們以亞油酸含量的高低作為評(píng)價(jià)食用油質(zhì)量好壞的指標(biāo)之一[29]。棕櫚酸和硬脂酸為飽和脂肪酸，其含量均在4.00%以下。紅松籽油不飽和脂肪酸高達(dá)90.00%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于飽和脂肪酸。皮諾斂酸含量為13.26%。皮諾斂酸是紅松籽油中獨(dú)特的脂肪酸成分，參與類(lèi)花生素的生物合成并刺激機(jī)體分泌抑制食欲的膽囊收縮素和胰高血糖素樣肽，向大腦中樞傳遞“飽腹感”，降低食欲[30]。此試驗(yàn)中也檢測(cè)到少量的二十碳一烯酸（1.04%）、二十碳二烯酸（0.54%）和二十碳三烯酸（0.82%）。

圖6 減壓-超聲波聯(lián)用提取的紅松籽油脂肪酸氣相色譜圖Fig.6 Gas chromatogram of fatty acid in Korean pine seed oil extracted by decompression assisted ultrasonic

表5 減壓-超聲波利用提取的紅松籽油的脂肪酸組成及含量Table 5 Fatty acid composition and content of Korean pine seed oil extracted by decompression assisted ultrasonic

2.4 減壓-超聲波聯(lián)用提取的紅松籽油體外抗氧化能力測(cè)定

2.4.1 不同濃度紅松籽油對(duì)DPPH 自由基的清除作用

由圖7可知，在4～16 mg/mL 范圍內(nèi)，DPPH自由基清除率由31.08%增加至74.13%，隨著紅松籽油濃度的升高逐漸增大；在16～24 mg/mL 范圍內(nèi)，清除率緩慢增加后逐漸趨于平緩。當(dāng)樣品濃度為24 mg/mL 時(shí)，清除率達(dá)到84.36%，而VE在濃度為24 mg/mL 時(shí)，清除率已達(dá)到93.06%。紅松籽油對(duì)DPPH 自由基的IC50值為8.20± 0.77 mg/mL，VE的IC50值是6.22±1.77 mg/mL。VE 和紅松籽油對(duì)DPPH 自由基清除率的差異不大。Wei 等[31]研究發(fā)現(xiàn)山核桃、巴西松子的清除率分別為79.20%、62.50%；王媛等[32]發(fā)現(xiàn)采用超聲波技術(shù)提取的葡萄籽油在濃度為25 mg/mL 時(shí)，其DPPH 自由基清除率達(dá)到80.00%左右。本試驗(yàn)采用減壓-超聲波聯(lián)用提取的紅松籽油與DPPH 清除能力呈正相關(guān)，表明紅松籽油具有良好的抗氧化能力。

圖7 紅松籽油和VE 對(duì)DPPH 自由基的清除作用Fig.7 DPPH radical scavenging capacity of Korean pine seed oil and VE

2.4.2 不同濃度紅松籽油對(duì)ABTS+自由基的清除作用

由圖8可知，隨著紅松籽油和VE質(zhì)量濃度的升高，對(duì)ABTS+自由基的清除能力呈現(xiàn)先增加后趨于平緩的趨勢(shì)。紅松籽油在4～24 mg/mL 的范圍內(nèi)，清除率由41.16%迅速增加至92.86%后趨于平緩。在濃度為24 mg/mL 時(shí)，紅松籽油清除率達(dá)到最大值93.27%，VE對(duì)ABTS+自由基的清除能力達(dá)到98.82%。紅松籽油對(duì)ABTS+自由基清除能力的IC50值為7.74±0.06 mg/mL，VE的IC50值為5.72±1.10 mg/mL。余甘子核仁油對(duì)ABTS+自由基清除能力與本試驗(yàn)中紅松籽油對(duì)ABTS+自由基清除能力趨勢(shì)相同，均表現(xiàn)為在一定范圍內(nèi)隨著樣品濃度的增加清除能力逐漸增大，之后趨于平緩。從IC50值來(lái)看，幾種油對(duì)ABTS+自由基清除能力大小的順序?yàn)椋杭t松籽油＞葡萄籽油＞余甘子仁油＞裸仁南瓜籽油＞亞麻籽油[33-34]。

圖8 紅松籽油和VE 對(duì)ABTS+自由基的清除作用Fig.8 ABTS+ radical scavenging capacity of Korean pine seed oil and VE

3 結(jié)論與討論

單因素試驗(yàn)優(yōu)化得出減壓-超聲波聯(lián)用提取最佳工藝條件為：在真空度為0.08～0.09 MPa 的條件下，以正己烷為提取溶劑，在料液比1∶7（g∶mL），超聲功率為210 W，溫度45 ℃條件下超聲25 min，紅松籽油的得率是（53.01%± 0.30%）；擬合不同減壓-超聲輔助提取功率下紅松籽油的得率隨時(shí)間變化的動(dòng)力學(xué)過(guò)程得知，玻爾茲曼學(xué)模型擬合程度較高，相關(guān)系數(shù)R2≥0.979 8。驗(yàn)證試驗(yàn)中實(shí)測(cè)值與預(yù)測(cè)值之間擬合度≥0.951 8。說(shuō)明此擬合模型是可靠的。研究表明，減壓-超聲波聯(lián)用技術(shù)與超聲法、抽真空-回流法提取效果接近，均高于常規(guī)回流提技術(shù)。該技術(shù)通過(guò)降低容器內(nèi)壓強(qiáng)，減少溶液間的分子壓力，進(jìn)而降低提取過(guò)程中的能耗，縮短提取時(shí)間，降低提取溫度，有利于保護(hù)熱敏性成分物質(zhì)的抗氧化活性[9,11]。

測(cè)定脂肪酸組成可知，紅松籽油不飽和脂肪酸高達(dá)90.00%，亞油酸含量最高，為46.27%，油酸次之，為28.95%，其中松籽油中獨(dú)特的不飽和脂肪酸—皮諾斂酸高達(dá)13.26%。采用減壓-超聲波聯(lián)用提取的紅松籽油酸值、碘值均符合國(guó)標(biāo)，碘值163.70 g/100 g 遠(yuǎn)高于不同品系紅松籽油碘值最大值127.22 g/100 g[28]。皂化值是判定平均相對(duì)分子量大小的指標(biāo)，皂化值越大，平均分子量越大，紅松籽油的皂化值205.77 mg/g，不同區(qū)域紅松籽油的皂化值179～181 mg/g[35]。其DPPH 自由基和ABTS+自由基清除能力的IC50值分別為8.20± 0.77 mg/mL、7.74±0.06 mg/mL，具有一定的抗氧化活性能力。減壓-超聲波聯(lián)用提取的紅松籽油脂肪酸含量與下一步將對(duì)紅松籽油中的多不飽和脂肪酸進(jìn)一步分離純化，并研究其功能性。