響應面法優(yōu)化超聲輔助提取芒果核仁油工藝的研究

吳 賢，賈有青，李 哲，毛 鵬

沈陽師范大學 (沈陽 110034)

芒果是世界上第二大熱帶水果, 屬于漆樹科植物, 芒果分布范圍廣, 產量豐富, 年產量29萬t以上[1-4]。 芒果中主要有黃酮、萜類、苷類和酚類等化合物，還是可可脂的替代物[5-8]。根據(jù)中國藥典的記載，芒果核是蒙藥的傳統(tǒng)藥物之一，具有養(yǎng)腎，祛風濕的功能，用于腿部疼痛等。目前研究的主要是芒果葉和芒果皮的化學成分，而對芒果核的研究比較少，因此，芒果核的研究與開發(fā)利用具有較好的理論意義和實際意義[9-11]。

油脂的提取有壓榨法、浸出法、先壓榨后浸出結合法。而超聲輔助提取法是在浸出法的基礎上加入超聲振動，在強大的沖擊波和微聲流的作用下，使細胞壁破裂，從而使細胞內的油脂得到充分釋放，達到提高出油率的目的[12-15]。與常規(guī)浸出方法相比，超聲輔助浸出法提取芒果核仁油有工藝簡單、成本低、提取時間短等優(yōu)點[16-18]。

本實驗采用超聲輔助法提取芒果核仁油，通過改變料液比、超聲時間和超聲溫度來進行單因素實驗和正交試驗[19]，最終得到芒果核仁油最佳的提取工藝參數(shù)，以提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1材料與試劑

青芒果：產地越南；正己烷，分析純，天津市大茂化學試劑廠。

1.1.2儀器與設備

BJ-800A型多功能粉碎機，浙江德清機械有限公司；SHZ-D(III) 型循環(huán)水式多用真空泵，鄭州亞榮儀器有限公司；FZG型低溫真空干燥箱，南京飛宇制藥設備有限公司；D2000-2L型電子天平，西杰天平(北京)儀器有限公司；YZ-60A型超聲波清洗機，杭州蕭山余祝超聲波設備廠； HH-6型數(shù)顯恒溫水浴鍋，上海皓莊儀器有限公司； IKA RV-10型旋轉蒸發(fā)儀，上海輔澤商貿有限公司。

1.2 方法

1.2.1樣品預處理

收集新鮮芒果核，去除芒果核殼和種皮，將黃白色的種仁烘干，用多功能粉碎機粉碎，每次1 000 g，粉碎時間為15 min，以物料防止氧化導致實驗結果誤差大。

1.2.2芒果核仁油提取工藝

芒果核仁油提取工藝如下：

芒果核仁 →清理→烘干→ 粉碎→稱量→

超聲輔助正己烷浸泡 → 抽濾→固體殘渣

↓

稱重←芒果核仁油←旋蒸←混合液

ERICA的核心評價部分采用三級評估模式，每級評估在輸入數(shù)據(jù)的要求、評估的復雜程度、評價方法及評估結果的保守程度等方面各不相同，各級評估相互獨立，評估者可根據(jù)需要自由選取某級評估。

↓

正己烷(回收)

1.2.3出油率的計算方法

式中：ω為芒果核仁出油率，%；m為芒果核仁出油質量， g；M為芒果核仁粉稱量質量, g。

1.2.4單因素實驗

將粉碎的芒果仁粉稱重10.00 g作為物料重量，浸出溶劑為正己烷，分別考察超聲時間(20、40、 60、80、100 min)、料液比(1∶5、1∶10、1∶15、1∶20、1∶25，g/mL)、提取溫度(55 ℃、60 ℃、65 ℃、70 ℃、75 ℃)這3個因素對芒果核仁出油率的影響。在超聲震動輔助下，提取芒果核仁粉中的油脂，使用真空抽濾器抽取液體，使混合液和固體殘渣分離，用旋轉蒸發(fā)儀分離混合液中的油脂和正己烷，得到芒果核仁毛油，計算出油率。

1.2.5正交實驗

2 結果與討論

2.1 單因素實驗結果

2.1.1料液比對芒果核仁出油率的影響

在提取溫度60 ℃、超聲時間40 min的條件下，選擇不同溶液比(1∶5、1∶10、1∶15、1∶20、1∶25，g/mL)進行實驗，實驗結果見圖1。

圖1 料液比對芒果核仁出油率的影響

由圖1可知，隨著料液比的增大，芒果核仁出油率逐步提高，在料液比(g/mL)為1∶20后趨于平緩，因此本實驗最適宜料液比(g/mL)為1∶20。

2.1.2超聲時間對芒果核仁出油率的影響

在料液比(g/mL)1∶20、提取溫度60 ℃的條件下，選擇不同超聲時間(20 min、40 min、60 min、80 min、100 min)進行實驗，實驗結果見圖2。

圖2 超聲時間對芒果核仁出油率的影響

由圖2可知，隨著超聲時間的延長，芒果核仁出油率逐步增大，在超聲時間60 min后趨于平緩，因此本實驗最適宜超聲時間為60 min。

2.1.3提取溫度對芒果核仁出油產率的影響

在料液比(g/mL)1∶20、超聲時間40 min的條件下，選擇不同提取溫度(55 ℃、60 ℃、65℃、70 ℃、75 ℃)進行實驗，實驗結果見圖3。

由圖3可知，隨著提取溫度的升高，芒果核仁出油率逐步增大，在提取溫度65 ℃后緩慢降低，因此本實驗最適宜提取溫度為65 ℃。

圖3 提取溫度對芒果核仁出油率的影響

2.2 正交實驗優(yōu)化分析

在單因素實驗結果基礎上，選擇料液比、超聲時間、提取溫度三個因素，找到出油率受三個因素影響的最佳點，以芒果仁核出油率為指標在最佳點附近進行正交實驗。因素水平表見表1。

表1 因素水平表

根據(jù)因素水平表，設計正交實驗以確定進一步優(yōu)化超聲工藝，正交實驗結果見表2。

表2 正交實驗結果分析

由正交試驗結果得，各因素對芒果核仁油脂的出油率影響大小順序為A>B>C，即料液比>超聲時間>提取溫度。因此通過正交試驗得出的芒果核仁油脂的最佳工藝點為A3B3C2，即料液比為1∶25，超聲時間為70 min，提取溫度為65 ℃，此條件在正交試驗序列中無需驗證。

3 結論

通過超聲震動進行輔助提取對粉碎后的芒果核仁油脂進行提取分析，研究芒果核仁油脂的提取率的影響因素，分析料液比、時間、溫度的改變的單因素試驗，對芒果核仁出油率的影響；隨著控制條件的變化，再通過正交分析，找出料液比、時間、溫度對出油率影響的最佳條件，設計出正交試驗的最佳點為：料液比為1∶25，超聲時間為70 min，提取溫度為65 ℃，在此條件下芒果核仁油脂的最佳出油率為8.84%。