獼猴桃籽油萃取工藝新探究

秦玉珠，徐炎玉，王 恒，張文斌，王雅珍

（黑龍江工業(yè)學院 資源工程學院，黑龍江雞西 158100）

獼猴桃籽油不僅含有銅、鐵、鋅和硒等礦物元素，還富含多種不飽和脂肪酸[1-2]。除了可作為食用油，還可作為多功能的營養(yǎng)保健油，在美容化妝品行業(yè)有很大用途，可用于研發(fā)祛斑、潤膚類化妝品和眼霜產品，還被廣泛用于調節(jié)血脂等保健膠囊，其揮發(fā)性組分的研究鮮有人報道[3-4]。本文主要研究超聲波萃取和SCF萃取獼猴桃籽油，優(yōu)化提取工藝、分析油脂揮發(fā)性組分，同時對比分析兩種萃取方法得到的獼猴桃籽油的理化特性，以期為獼猴桃籽油的高效工業(yè)化生產提供參考[5-6]。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

獼猴桃籽，新籽一級，西安恒達農業(yè)科技有限公司；CO2氣體，純度≥99.9%，哈爾濱黎明氣體有限公司；石油醚（60～90 ℃沸程）、KI、酚酞指示劑和Na2S2O3均為分析純；基準重鉻酸鉀。

1.2 儀器與設備

本文所用儀器型號及生產廠家如表1所示。

表1 儀器型號及生產廠家

1.3 工藝流程

（1）SCF法。獼猴桃籽除雜清洗后，105 ℃烘干4 h，用FW-177萬能高速粉碎機粉碎后，過40目篩，稱取獼猴桃籽粉250 g，裝料于1 L萃取釜中，SCF萃取后得獼猴桃籽油。

（2）超聲波溶劑萃取法。選用溶劑萃取法中較為高效的超聲波輔助溶劑萃取法，工藝流程為獼猴桃籽除雜清洗后，105 ℃烘干4 h，用FW-177萬能高速粉碎機粉碎后，過40目篩，稱取獼猴桃籽粉250 g，加入溶劑，進行超聲波輔助萃取，抽濾后減壓蒸餾，干燥得到獼猴桃籽油。

1.4 分析檢測方法

（1）萃取率計算。萃取率按公式（1）計算。

式中：ω為獼猴桃籽油萃取率，%；m為獼猴桃籽油質量，g；M為獼猴桃籽裝料量，g。

（2）揮發(fā)性組分分析。使用氣相色譜-質譜聯用（Gas Chromatography-Mass Spectrometry，GCMS）對SCF萃取的獼猴桃籽油進行揮發(fā)性組分 分析[7-8]。

（3）酸價檢測。酸價的檢測參照《食品安全國家標準 食品中酸價的測定》（GB 5009.229—2016），檢測方法采用國家標準中的第一法“冷溶劑指示劑滴定法”。

（4）過氧化值檢測。過氧化值的檢測參照《食品安全國家標準 食品中過氧化值的測定》 （GB 5009.227—2016），檢測方法采用國家標準中的第一法“滴定法”。

1.5 單因素試驗

粉碎后的獼猴桃籽過40目篩并稱取250 g置于超臨界二氧化碳萃取設備的1 L容量的萃取釜中，SCF萃取設備中控制CO2流體流量為40 L·h-1；SCF萃取設備中有兩臺分離釜，其中分離釜Ⅰ的工藝條件為溫度42 ℃，壓力8 MPa；分離釜Ⅱ的工藝條件為壓力4 MPa，溫度為室溫[9-10]，分別考察萃取壓力、溫度和時間對萃取率的影響。

1.5.1 萃取壓力對萃取率的影響

將萃取溫度設為40 ℃，萃取時間設定為 90 min；考察在15 MPa、20 MPa、25 MPa、30 MPa、 35 MPa和40 MPa不同萃取壓力下的萃取率。

1.5.2 萃取溫度對萃取率的影響

保持獼猴桃籽油萃取壓力為30 MPa，萃取時間設定為90 min，分別在20 ℃、30 ℃、40 ℃、50 ℃和60 ℃時測定其萃取率，得到不同萃取溫度下的萃取率。

1.5.3 萃取時間對萃取率的影響

選擇壓力為30 MPa，溫度為40 ℃，其他參數不變的萃取條件下，每隔15 min稱一次獼猴桃籽油的重量，得到不同萃取時間下的萃取率。

1.6 正交試驗

根據單因素試驗結果，找出對萃取率影響較大的3個參數，采用正交試驗法設計因素水平表（表2），尋找最佳工藝條件。

表2 因素水平表

1.7 不同提取方法對獼猴桃籽油理化特性和萃取率的影響

為探究不同方法對獼猴桃籽油理化特性和萃取率的影響，通過超聲波輔助溶劑萃取法萃取獼猴桃籽油[11]。稱取適量粉碎至40目的獼猴桃籽，加入溶劑，設定超聲功率500 W、溫度40 ℃、料液比為 1∶10（g∶mL）的條件下萃取30 min。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果與分析

2.1.1 壓力對萃取率的影響

由圖1可知，獼猴桃籽油的萃取率受壓力影響較大，壓力低于25 MPa時，萃取率隨壓力升高急劇增大，當壓力在30 MPa時，萃取率達到最高，即28.3%，這是由于壓力使細胞壁破碎程度加大，CO2能充分萃取獼猴桃籽油，萃取率增大，當壓力繼續(xù)增大時，萃取率不增加，反而有所降低。因此，采用SCF對獼猴桃籽油進行萃取時選用的最優(yōu)萃取壓力在30 MPa左右。

圖1 萃取壓力對萃取率的影響

2.1.2 溫度對萃取率的影響

由圖2可知，萃取溫度為40 ℃，萃取率為28.3%，萃取效果最佳。萃取率并非隨溫度升高而線性增大，這可能是由于獼猴桃籽油在CO2中的溶解度與CO2的密度有關，溫度升高（40 ℃以上）時，CO2密度減小，獼猴桃籽油的溶解度降低，萃取率也隨之降低。因此，采用SCF對獼猴桃籽油進行萃取時選用的最優(yōu)萃取溫度在40 ℃左右。

圖2 萃取溫度對萃取率的影響

2.1.3 時間對萃取率的影響

由圖3可知，采用SCF對獼猴桃籽油進行提取時，從20 min開始，隨著萃取時間推移，出油率逐漸增大，這是由于油料與流體作用時間增長的緣故；當萃取時間為75 min時，出油率高達28.0%， 75 min后再繼續(xù)增加萃取時間，萃取率增幅不大。因此，考慮到生產能耗，萃取時間保持在75 min左右 即可。

圖3 萃取時間對萃取率的影響

2.2 正交試驗

根據表2設計并進行了9組試驗，結果如表3所示。

表3 正交試驗結果表

由表3可知，方差的大小順序為RC＞RA＞RB，其中影響參數最大的是萃取時間，其次是萃取壓力，這兩個因素為主要影響因素，溫度為次要因素，最優(yōu)萃取工藝條件為A2B3C3，即萃取溫度45 ℃、萃取壓力為30 MPa、萃取時間90 min，在此條件下做了一組驗證實驗，得到的獼猴桃籽油出油率為28.6%。

2.3 揮發(fā)性成分分析

采用氣質聯用法對獼猴桃籽油的揮發(fā)性組分進行分析，總離子流圖見圖4。

由圖4可知，獼猴桃籽油的揮發(fā)性組分成分復雜，主要成分見表4。由表4可知揮發(fā)性組分主要為亞麻酸乙酯（51.66%）、亞油酸乙酯（35.65%）和四氫二環(huán)戊二烯（1.57%）等，說明獼猴桃籽油不飽和脂肪酸含量較高，有保健和藥用價值。

圖4 獼猴桃籽油揮發(fā)性組分總離子流圖

表4 獼猴桃籽油揮發(fā)性組分分析

2.4 不同提取方法對獼猴桃籽油理化特性和萃取率的影響

本試驗探究兩種不同沸程的石油醚作萃取溶劑對萃取率的影響，發(fā)現沸程30～60 ℃的石油醚沸點較低，超聲波萃取時使用此溶劑，極易揮發(fā)，試驗效果不夠理想，最終選用沸程60～90 ℃的石油醚為提取劑。分別對超聲波輔助溶劑萃取和超臨界二氧化碳萃取的獼猴桃籽油進行酸價及過氧化值檢測，結果見表5。

表5 不同方法提取的獼猴桃籽油理化特性的檢測結果和提取率

酸價和過氧化值升高是油脂酸敗的早期指標，由表5可知，SCF相對超聲波輔助溶劑萃取法萃取獼猴桃籽油，酸價和過氧化值均較低，且萃取率高。

3 結論

采用SCF對獼猴桃籽油進行萃取，萃取溫度 45 ℃、萃取壓力30 MPa、萃取時間90 min為最佳萃取工藝，出油率為28.6%。對超臨界二氧化碳萃取法與傳統超聲波輔助溶劑萃取法萃取的獼猴桃籽油進行對比，SCF萃取率（28.6%）大于超聲波溶劑萃取率（27.5%）。超臨界法萃取的獼猴桃籽油過氧化值 為8.5 meq·kg-1、酸價為3.2 mg(KOH)·g-1，均小于超聲波法萃取的獼猴桃籽油。綜上所述，SCF較超聲波萃取獼猴桃籽油工藝更有優(yōu)勢。