超聲輔助提取金櫻子種子油及其脂肪酸組成分析

陳青　李旭陽

摘要：以貴州產金櫻子（Rosa laevigata Michx.）種子為原料，研究了超聲波輔助提取金櫻子種子油的工藝。考察料液比、超聲波功率、提取時間及提取溫度對金櫻子種子油出油率的影響，利用單因素試驗和正交試驗優化得到最佳提取工藝為料液比為1∶9（m/V，g∶mL），超聲溫度為50 ℃，超聲時間為40 min，超聲功率為120 W，在此條件下金櫻子種子的出油率為5.32%。利用氣相色譜對金櫻子種子油脂肪酸進行分析，結果表明，金櫻子種子油中含有軟脂酸、亞油酸、油酸、硬脂酸、二十碳烯酸、花生酸及山崳酸等7種脂肪酸，其中不飽和脂肪酸3種，占總含量的86.96%， 其中人體必需且不能合成的亞油酸占62.10%，表明金櫻子種子油是一種極具開發價值的功能性油脂。

關鍵詞：金櫻子（Rosa laevigata Michx.）；種子油；超聲波輔助提取；脂肪酸

中圖分類號：TS224 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2014）16-3882-04

Abstract：The ultrasonic assisted extraction of oil from R. laevigata Michx. seeds was optimized and the fatty acid composition of the oil was analyzed with GC-MS. The results should that the optimized values of extraction parameters were ultrasonic power 120 W， ultrasonic treatment temperature 50 ℃， ultrasonic treatment time 40 min， and liquid/solid ratio 1∶9（g/mL）. This optimization led to an oil yield of 5.32%. Seven fatty acids were identified in the oil of R. laevigata Michx. seeds including palmitic acid， linoleic acid， oleic acid， stearic acid，ecosenoic acid， arachidic acid and docosanoic acid. The unsaturated fatty acid in the oil accounted for 86.96% and linoleic acid accounted for 62.10%.

Key words：Rosa laevigata Michx.； seeds oil； ultrasonic assisted extraction； fatty acid

金櫻子（Rosa laevigata Michx.）為薔薇科常綠攀緣灌木的成熟果實，富含多種營養成分，是我國野生食用植物之一[1]。金櫻子成熟果實富含維生素C、維生素B1，維生素B2和胡蘿卜素，還含有19種氨基酸，其中人體必需氨基酸含量占總氨基酸量的53.5%[2]。除此之外，還含有Fe、Zn、Cu、Mn、Ca、Mg、K和P等多種元素[3]。金櫻子果實中多糖和黃酮含量都比較高，多糖含量約為金櫻子果實的8.73%[4，5]；此外，在金櫻子果實中還發現多種三萜類物質及其衍生物，如烏蘇酸、齊墩果酸等[6]。金櫻子中還存在如金櫻子皂苷、檸檬酸、蘋果酸及β-谷甾醇等其他化學成分[7，8]。

隨著對金櫻子研究的深入，近年國內金櫻子開發也有很大發展。其主要應用途徑是果品加工，如果汁，藥酒等[9]。加工過程中，大量的金櫻子種子一直被作為副產品，沒有得到有效的開發利用。研究表明，金櫻子種子與其果實一樣，也富含多種營養成分，特別是不飽和脂肪酸亞油酸的含量很高，亞油酸是人體不能合成的必需脂肪酸，有預防心血管疾病、防癌等作用[10]。因此，將金櫻子種子作為保健用油開發，具有很大的潛力。超聲波輔助提取技術是一種新的提取分離技術，已經廣泛應用于天然產物的提取研究中。超聲波對油脂萃取分離的強化作用主要源于其空化效應，而超聲空化又引起了湍動效應、聚能效應、微擾效應和界面效應，因而超聲波可強化萃取分離過程的傳質速率和效果，從而有利于油脂的提取[11，12]。鑒于此，試驗以貴州產金櫻子種子為原料，經過烘干、粉碎，在單因素試驗的基礎上，利用正交試驗對其種子油的提取工藝進行優化，此外，對最佳提取工藝得到的種子油進行酸值、皂化值、碘值等理化性質測定；并通過GC-MS聯用技術測定了種子油的脂肪酸成分，以期進一步擴大金櫻子的綜合應用范圍，也為金櫻子種子油的工業生產提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

金櫻子果實于2011年10月采自貴州省貴陽地區。無水乙醇、石油醚（沸程60～90 ℃）、正己烷、乙醚、丙酮、苯、氫氧化鉀及甲醇均為分析純。

1.2 試驗儀器

Agilent GC 6890-59751MS型氣相色譜-質譜聯用儀（美國安捷倫公司）；SG220HPT型超聲波清洗儀（上海冠特超聲儀器有限公司）；WSL-2A型比較測色儀（上海索光光電技術有限公司）；101-1型電熱鼓風干燥箱、DZF型真空干燥器（北京科偉永興儀器有限公司）；電子天平（北京賽多利斯儀器系統有限公司）；F2102型微型植物試樣粉碎機（北京永新光明醫療儀器廠）；LDS-1H型電腦水分測量儀（浙江托普儀器有限公司）；WAY-2W型阿貝折光儀（上海申光儀器有限公司）；RE52C型旋轉蒸發儀（上海亞榮生化儀器）等。

1.3 試驗方法

1.3.1 超聲波輔助提取金櫻子種子油 工藝流程：金櫻子果實→挑選清洗→打漿→取種子→除雜→干燥→粉碎過篩→稱重取樣→加入溶劑→超聲波輔助浸提→抽濾分離→減壓濃縮→干燥→金櫻子種子油。操作要點：挑選去除雜質和爛果后金櫻子果實加水打漿，經沉降分離工序提取出種子，在50～55 ℃條件下烘干至恒重后，用植物試樣粉碎機對金櫻子種子進行粉碎，過40目篩后備用。準確稱取5 g金櫻子種子粉末于圓底燒瓶中，加入一定比例的提取溶劑，上接冷凝裝置，在設定功率、時間、溫度條件下進行超聲波提取。超聲結束后真空抽濾，用旋轉蒸發儀回收溶劑。將提取物放入真空干燥箱，真空干燥至恒重，得到金櫻子種子油，按下式計算金櫻子種子出油率。出油率計算：出油率=提取種子油質量/種子質量×100%endprint

1.3.2 分析檢測方法

1）脂肪酸組成分析 稱取種子油50 mg，置于10 mL具塞刻度試管中，加入2 mL石油醚和苯的混合溶劑（1∶1），輕輕搖動使之溶解。再加入2 mL 0.4 mol/L氫氧化鉀-甲醇溶液混勻，振蕩混勻后放室溫靜置，加去離子水使全部有機相甲酯溶液升至瓶頸上部。澄清后吸取上清液，所得清液即可用于GC-MS分析。

2）GC-MS分析條件。色譜柱為Zebron ZB-5MSI 5% Phenyl-95%DiMethylpolysiloxane（30 m×0.25 mm×0.25 μm）彈性石英毛細管柱，柱溫40 ℃（保留2 min），以4 ℃/min升溫至200 ℃，氣化室溫度250 ℃；載氣為高純He（99.999%）；柱前壓7.62 psi，載氣流量1.0 mL/min；不分流進樣，延遲時間為1 min。離子源為EI源；離子源溫度230 ℃；四極桿溫度150 ℃；電子能量70 eV；發射電流34.6 μA；倍增器電壓1 052 V；接口溫度280 ℃；質量范圍20～450 amu。

3）理化指標檢測。將上述提取的金櫻子種子油按《食品中灰分的測定（GB 5009.4-2010）》測灰分[13]；按《動植物油脂碘值的測定（GB/T 5532-2008）》測碘值[14]；按《動植物油脂酸值和酸度測定（GB/T 5530-2005））》測酸值[15]；按《動植物油脂皂化值的測定（GB/T 5534-2008）》測皂化值[16]；按《動植物油脂折光指數的測定（GB/T 5527-2010）》測折光率[17]；按《動植物油脂羅維朋色澤的測定 （GB/T 22460-2008）》測色澤[18]。

2 結果與分析

2.1 提取溶劑的選擇

稱取5 g金櫻子種子，超聲溫度為50 ℃、超聲功率為120 W、超聲時間為30 min、料液比（m/V，g∶mL，下同）為1∶6，水分控制在5.0%左右，以金櫻子種子出油率為指標，分別用丙酮、石油醚、無水乙醇、正己烷和乙醚對金櫻子種子進行超聲提取，每次試驗重復3次，取平均值，結果如表1所示。由表1可知，丙酮做提取溶劑時，種子出油率最高，但無水乙醇及丙酮做提取溶劑時，種子油渾濁，有雜質；石油醚及乙醚做提取溶劑時，種子出油率較高，種子油清澈透明，具有金櫻子種子特有的清香味；正己烷作溶劑時，提取率最低。由于乙醚沸點低，易燃，操作不易控制，綜合以上因素，選擇石油醚作為最佳提取溶劑。

2.2 單因素試驗結果

2.2.1 超聲功率對金櫻子種子出油率的影響 稱取5 g金櫻子種子，以石油醚做為提取溶劑，液料比為1∶6，超聲溫度為50 ℃，以出油率為指標，分別用80、100、120、140、160 W的功率進行超聲提取，每次試驗重復3次，取平均值，結果如圖1所示。由圖1可知，超聲功率從80 W增大到120 W時，種子出油率逐漸增高，超聲功率為120 W時出油率達到最高值，繼續提高功率，出油率有所下降。因此，選取最佳超聲波功率為120 W。

2.2.2 料液比對金櫻子種子出油率的影響 稱取5 g金櫻子種子，以石油醚做為提取溶劑，超聲功率為120 W，超聲溫度為50 ℃，提取時間為30 min，水分控制在5.0%左右，以出油率為指標，考察料液比對金櫻子種子出油率的影響，每次試驗重復3次，取平均值，結果如圖2所示。由圖2可知，隨著料液比的降低，出油率逐漸升高，在料液比1∶9時達到最大，之后開始下降，降低趨勢比較平緩。綜合考慮，最佳料液比為1∶9。

2.2.3 提取時間對金櫻子種子出油率的影響 稱取5 g金櫻子種子，以石油醚作為提取溶劑，超聲功率為120 W，料液比為1∶6，超聲溫度為50 ℃，水分控制在5.0%左右，以金櫻子種子出油率為指標，每次試驗重復3次，取平均值，考察超聲時間對金櫻子種子出油率的影響，結果如圖3所示。由圖3可知，隨著提取時間的延長，出油率先升高后逐漸下降，提取時間為30 min時達到最大值。從經濟省時的角度考慮，超聲提取的最佳時間為30 min。

2.2.4 提取溫度對金櫻子種子出油率的影響 稱取5 g金櫻子種子，以石油醚做為提取溶劑，料液比為1∶6，超聲功率為120 W，超聲時間為30 min，以出油率為指標，考察不同超聲溫度對出油率的影響，每次試驗重復3次，取平均值，結果如圖4所示。由圖4可知，種子出油率隨著溫度增高而增加，當溫度達到40 ℃時提取率最高，繼續提高溫度，出油率略有下降，因此，超聲提取的最佳溫度選擇為40 ℃。

2.3 正交試驗

根據單因素試驗結果，采用石油醚為提取溶劑，以金櫻子種子出油率為指標，以超聲功率、料液比、提取時間、提取溫度作為考察對象，進行4因素3水平L9（43）的正交試驗，優化提取條件。因素與水平見表2，正交試驗結果見表3。由表3可知，各因素對金櫻子種子出油率影響的大小順序為提取時間、料液比、提取溫度、超聲功率。結合現實意義和生產實際得出最佳工藝條件組合為：C3B2D3A2，即提取時間為40 min，液料比為1∶9，提取溫度為50 ℃，超聲功率為120 W。按該組合進行3次驗證試驗， 平均出油率為5.32%，說明本條件優化試驗是可行的。

2.4 金櫻子種子油脂肪酸組成分析

以上述優化提取的金櫻子種子油為原料，利用甲酯化進行脂肪酸組成分析，結果見圖5和表4。從金櫻子種子油樣品中共鑒定出7種脂肪酸成分，分別為軟脂酸、亞油酸、油酸、硬脂酸、二十碳烯酸、花生酸及山崳酸。其中不飽和脂肪酸3種，占總含量的86.96%。飽和脂肪酸4種，占總含量的11.26%。種子油脂肪酸主要為碳數為16～22的不飽和和飽和脂肪酸，含量最高的成分為不飽和脂肪酸亞油酸，含量超過60%。因此，從營養學角度，金櫻子種子油有開發成為營養品質較好的食用油的潛質。endprint

2.5 金櫻子種子油理化指標

以上述優化提取的金櫻子種子油為原料，按“1.3.2”中“理化指標檢測”的方法進行折光率、顏色、酸值、皂化值、灰分、碘值的測定，結果如表5所示。

3 小結

1）選擇石油醚為提取溶劑，采用超聲波輔助萃取，在單因素試驗基礎上，通過正交試驗對工藝進行優化，得出了最佳提取條件：超聲波功率120 W、提取溫度50 ℃、提取時間40 min、料液比1∶9，在此條件下金櫻子種子的平均出油率為5.32%。由于超聲波輔助提取時間短、能耗低，因此，該方法可為金櫻子種子油的工業化生產提供參考。

2）通過對脂肪酸化學成分組成分析，發現金櫻子種子油是一種極具開發價值的功能性油脂，其不飽和脂肪酸含量高達86.96%，其中人體必需的且不能合成的亞油酸占油脂總量的62.10%，在保健品、化妝品或醫藥領域具有廣闊的開發利用前景。

參考文獻：

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[16] GB/T 5534-2008. 動植物油脂皂化值的測定[S].

[17] GB/T 5527-2010. 動植物油脂折光指數的測定[S].

[18] GB/T 22460-2008. 動植物油脂羅維朋色澤的測定[S].endprint

2.5 金櫻子種子油理化指標

以上述優化提取的金櫻子種子油為原料，按“1.3.2”中“理化指標檢測”的方法進行折光率、顏色、酸值、皂化值、灰分、碘值的測定，結果如表5所示。

3 小結

1）選擇石油醚為提取溶劑，采用超聲波輔助萃取，在單因素試驗基礎上，通過正交試驗對工藝進行優化，得出了最佳提取條件：超聲波功率120 W、提取溫度50 ℃、提取時間40 min、料液比1∶9，在此條件下金櫻子種子的平均出油率為5.32%。由于超聲波輔助提取時間短、能耗低，因此，該方法可為金櫻子種子油的工業化生產提供參考。

2）通過對脂肪酸化學成分組成分析，發現金櫻子種子油是一種極具開發價值的功能性油脂，其不飽和脂肪酸含量高達86.96%，其中人體必需的且不能合成的亞油酸占油脂總量的62.10%，在保健品、化妝品或醫藥領域具有廣闊的開發利用前景。

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[18] GB/T 22460-2008. 動植物油脂羅維朋色澤的測定[S].endprint

2.5 金櫻子種子油理化指標

以上述優化提取的金櫻子種子油為原料，按“1.3.2”中“理化指標檢測”的方法進行折光率、顏色、酸值、皂化值、灰分、碘值的測定，結果如表5所示。

3 小結

1）選擇石油醚為提取溶劑，采用超聲波輔助萃取，在單因素試驗基礎上，通過正交試驗對工藝進行優化，得出了最佳提取條件：超聲波功率120 W、提取溫度50 ℃、提取時間40 min、料液比1∶9，在此條件下金櫻子種子的平均出油率為5.32%。由于超聲波輔助提取時間短、能耗低，因此，該方法可為金櫻子種子油的工業化生產提供參考。

2）通過對脂肪酸化學成分組成分析，發現金櫻子種子油是一種極具開發價值的功能性油脂，其不飽和脂肪酸含量高達86.96%，其中人體必需的且不能合成的亞油酸占油脂總量的62.10%，在保健品、化妝品或醫藥領域具有廣闊的開發利用前景。

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[17] GB/T 5527-2010. 動植物油脂折光指數的測定[S].

[18] GB/T 22460-2008. 動植物油脂羅維朋色澤的測定[S].endprint