水劑法提取油梨油及其理化特性研究

熊 洋 崔曉冰 鐘俊楨 劉成梅 鐘業(yè)俊

（南昌大學；食品科學與技術(shù)國家重點實驗室，南昌 330047）

水劑法提取油梨油及其理化特性研究

熊 洋 崔曉冰 鐘俊楨 劉成梅 鐘業(yè)俊

（南昌大學；食品科學與技術(shù)國家重點實驗室，南昌 330047）

以油梨果肉為原料，研究其營養(yǎng)成分以及用水劑法提取油梨油的最佳提取工藝。采用單因素試驗分別研究了料液比、浸提溫度、提取時間和離心轉(zhuǎn)速對出油率的影響。在此基礎(chǔ)上，采用正交試驗確定最佳提取工藝為：料水比1∶6 g／mL、提取時間3 h、提取溫度25℃、離心轉(zhuǎn)速4 400 r／min，在此條件下出油率可達72.86%。采用水劑法得到的油梨油為淺黃綠色、透明、具有油梨香味。水劑法提取油的酸值和過氧化值均符合國家食用油質(zhì)量標準。對水劑法提取的油梨油進行脂肪酸分析，共檢測出19種脂肪酸成分，主要為不飽和脂肪酸。其中9C18∶1、11C18∶1、9C12C18∶2n-6、C16∶0、9C16∶1為油梨油的主要脂肪酸。

油梨油 水劑法 脂肪酸成分 理化特性

油梨（Persea americana Mill.）又稱為鱷梨、牛油果，是一種原產(chǎn)于中美洲的熱帶、亞熱帶的水果［1］。因為品種的不同，油梨的油脂質(zhì)量分數(shù)在15%～30%之間［2］。油梨油擁有高含量的不飽和脂肪酸，其中主要是油酸，占50%～60%，棕櫚酸占15%～20%，棕櫚油酸為6%～10%，多不飽和亞油酸為11%～15%［3-5］。不飽和脂肪酸對人體有很多好處，可以降血糖、調(diào)節(jié)血脂、降膽固醇［6］等。其中亞油酸和油酸含量在一定比例的時候（比例相同或亞油酸低于油酸），有降低低密度膽固醇的作用，高密度膽固醇可以被相對地提高，對于預防動脈硬化有著一定的效果。亞油酸還對人體內(nèi)一些生理活性物質(zhì)的生成有促進作用，如前列腺素等的生成。此外油梨油中還含有抗氧化維生素和植物甾醇［7］。植物固醇或植物甾醇、三萜烯化合物，結(jié)構(gòu)類似于膽固醇。它們主要分為3類：4-脫甲基甾醇、4-甲基甾醇和4，4′-二甲基甾醇。許多研究表明，4-脫甲基甾醇有助于身體健康，如減少低密度脂蛋白中的膽固醇。同時，它們具有抗癌、抗炎、抗動脈粥樣硬化和抗氧化作用［8］。油梨油除供食用外，還因其酸度不高、對皮膚無剌激性親和性好，可作為原料被用于化妝品工業(yè)和藥用軟膏生產(chǎn)等［9］。

植物油的提取方法有壓榨法、溶劑浸出法、超臨界流體萃取法、水酶法及水劑法等。壓榨法分為冷壓榨和熱壓榨，冷榨法的出油率較低，但是提取出的油顏色變化不大，成本高；而熱榨法的出油率高，但是由于榨油過程的溫度較高，會造成原料中蛋白質(zhì)變性，且得到的植物油顏色較深［10］。有機溶劑浸出法生產(chǎn)率高，粕殘油率低；但浸提過程使用有機溶劑，生產(chǎn)的安全性變差，油的質(zhì)量也不高，油脂需要進行脫膠、漂白、脫臭等精煉過程。超臨界流體萃取法對設(shè)備的要求高，還沒有應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。水酶法（AEOE）已經(jīng)成為一種提取植物油的高效技術(shù)［11-12］，它的主要優(yōu)點是環(huán)保，不會產(chǎn)生對大氣有污染的揮發(fā)性有機化合物，反應(yīng)條件溫和，對蛋白質(zhì)的破壞??；但是酶的價格高，會增加生產(chǎn)成本［13］。水劑法是利用油料中的非油成分對油和水“親和力”的差異，同時利用油水比重不同而將油脂與蛋白質(zhì)等分離出來的方法［14］。水劑法提油已得到越來越廣泛的應(yīng)用，是一個可行的代替有機溶劑分離油脂的辦法。溶劑萃取的替代溶劑有很多，其中水萃取相對己烷萃取有著明顯的優(yōu)勢，既安全環(huán)保又能夠同時提取原料中的油和蛋白質(zhì)，并且投資較低。

本試驗以新鮮的油梨果肉為原料，先測定其基本組成成分，再通過水劑法提取油梨油，設(shè)計單因素和正交試驗以得到提取油梨油的最佳工藝，并對其理化指標及脂肪酸成分進行測定，為油梨油的提取探索一種簡單可行的工藝。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

油梨（產(chǎn)自墨西哥）：南昌洪城大市場，于0～4℃貯藏。

濃鹽酸、乙醚、可溶性淀粉、鄰苯二甲酚、酚酞、氫氧化鈉、石油醚（30～60℃沸程）、三氯甲烷、甲基紅、硫酸鉀、冰乙酸、碘化鉀、硫代硫酸鈉、碘、乙醇、韋氏試劑標準溶液、碳酸鈉、濃硫酸、重鉻酸鉀、D-異抗壞血酸鈉等均為國產(chǎn)分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

DS-1高速組織搗碎機：上海精科實業(yè)有限公司；Sx-4-10型馬弗爐：湖北英山國營試驗設(shè)備廠；Kjeltec 8400 FOSS全自動凱氏定氮儀：福斯（中國）公司；PC-1600紫外光譜儀：上海美譜達公司；LXJ-IIBB高速離心機：上海安停科學儀器廠；電熱恒溫鼓風干燥箱：上海柏欣儀器設(shè)備廠；智能家用榨油機：佛山市南海莉華電子科技有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 基本營養(yǎng)成分測定

含水量的測定［15］：直接干燥法，參照GB／T 5009.3—2010；灰分含量的測定［16］：灼燒法，參照GB／T 5009.4—2010；蛋白質(zhì)含量的測定［17］：微量凱氏定氮法，參照GB／T 5009.5—2010；粗脂肪含量的測定［18］：索氏抽提法，參照GB／T 5009.6—2010；碳水化合物含量的測定［19］：苯酚硫酸法。

1.3.2 水劑法試驗提取工藝流程

新鮮油梨→預處理→打漿粉碎→恒溫攪油→離心→破乳→離心取油

預處理：選擇無病蟲害、無腐爛、后熟軟化的油梨，去除果皮和果核，得到新鮮的油梨果肉。

打漿粉碎：按照一定的料液比，將油梨果肉置于適量提取劑中，經(jīng)組織搗碎機打漿粉碎。打漿是通過機械作用促進油梨果肉的細胞壁破裂，使水分能更大程度代替原料中所含的油脂。

恒溫振蕩：將油梨勻漿在恒溫的水浴條件下用適當?shù)乃俾收袷?，使得油脂與水分最大程度地接觸，油滴更容易聚集。

離心：取出振蕩好的油梨勻漿在一定轉(zhuǎn)速下離心20 min，因為油的密度相對于水較小，在離心力的作用下，油脂會被分離到上層，但是因為油脂會乳化，離心后乳化層也會懸浮在最上層，要把最上層的油脂和乳化層都取出。

破乳：將離心后的乳化層和油脂在-20℃的環(huán)境下冷凍一段時間，再取出室溫下解凍。

離心取油：離心后，吸出最上層的清油，即得油梨清油。出油率［20］按公式進行計算：

1.3.3 單因素試驗［21］

料液比對油梨出油率的影響：等量樣品分別按照1∶2、1∶4、1∶6、1∶8、1∶10、1∶12（m／V）的料液比，添加蒸餾水，打漿粉碎。35℃下水浴攪拌2 h，在4 400 r／min的轉(zhuǎn)速離心得油梨油。

提取時間對油梨出油率的影響：等量樣品均按照1∶6（m／V）的料液比添加蒸餾水，打漿粉碎。35℃下水浴攪拌，浸提時間分別為0.5、1、2、3、4、5 h。在4 400 r／min的轉(zhuǎn)速離心得油梨油。

離心力對油梨出油率的影響：等量樣品均按照1∶6（m／V）的料液比添加蒸餾水，打漿粉碎。35℃下水浴攪拌2 h。在離心轉(zhuǎn)速分別為2 800、3 200、3 600、4 000、4 400、4 800 r／min下離心得油梨油。

提取溫度對油梨出油率的影響：等量樣品均按照1∶6（m／V）的料液比添加蒸餾水，打漿粉碎。分別于25、35、45、55、65℃水浴攪拌2 h。在4 400 r／min的轉(zhuǎn)速下離心得油梨油。

1.3.4 正交優(yōu)化試驗

在單因素試驗基礎(chǔ)上，以油梨出油率為指標，選擇料液比、提取時間、離心轉(zhuǎn)速和提取溫度4個因素，進行正交試驗。選用L9（34）正交表進行試驗（表1）。

表1 正交試驗因素和水平

1.3.5 油梨油理化指標測定

測定熱榨提取油梨油及水劑法提取油梨油的理化指標。

1.3.5.1 熱榨油梨油的制備

將油梨鮮果肉切片，置于低溫的烘箱進行干燥（事先用一定濃度的D-異抗壞血酸鈉溶液浸泡15 s，進行抗氧化保護），采用家用榨油機榨油，制得熱榨油梨油。

1.3.5.2 理化指標分析

酸價的測定［22］：參照GB／T 15689—2008；過氧化值的測定［23］：GB／T 5538—2005／ISO 3960：2001；皂化值的測定［24］：參照GB／T 5534—2008；碘值的測定［25］：GB／T 5532—2008。

1.3.6 油梨油脂肪酸組成的測定

甲酯化方法［26］：準確稱取2 mg油梨油到試管中，加入1.5 mL正己烷溶解，然后加入40 μL乙酸甲酯，再加入100 μL甲醇鈉-甲醇，振蕩搖勻后在37℃下水浴20 min，取出后立即放入-20℃條件下冷凍10 min，然后再加入60 μL草酸，混勻后離心，將上清液經(jīng)過無水硫酸鈉干燥，然后測定。

氣-質(zhì)色譜分析條件：測定時以氮氣（99.99%）作為載氣，每次的進樣量為1 μL，分流比10∶1，進樣溫度是250℃，儀器接口溫度300℃；程序分2個部分升溫，首先從150℃升至220℃，升溫速率為10℃／min，再從220℃升至300℃，速率為5℃／min，300℃保持3 min不變。離子源溫度200℃，分辨率800，質(zhì)譜電離方式70 eV，加速電壓6 kV，掃描范圍50～450 m／z。

2 結(jié)果分析與討論

2.1 油梨果肉基本營養(yǎng)組成

從表2可以看出，油梨的含水量最高，為75.56%，其次粗脂肪的質(zhì)量分數(shù)是16.70%，而蛋白質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)較少，僅為1.64%。而鐘思強［27］報道油梨的蛋白質(zhì)含量為2.5 g／100 g，脂質(zhì)的含量是18.7 g／100 g，這與本研究的結(jié)果略有不同，可能是品種的差異引起的。

表2 油梨果肉基本成分分析

2.2 單因素試驗結(jié)果

2.2.1 料液比的影響

由圖1可以看出，油梨出油率隨著料液比的增大呈先上升后下降的趨勢。當料液比從1∶2逐漸增加到1∶6時，出油率逐漸增加到最大值（66.67%），與其他水平下的出油率均有顯著性差異（P＜0.05）；當料液比較小時，出油率不高，可能是因為提取劑的量較少，體系過于黏稠，細胞內(nèi)的油脂不易從蛋白乳狀體系中被水所取代［28］，使得提取不完全。當料液比為1∶6時，提取劑量較大，油梨勻漿中的油脂能夠最大程度的被取代，從而促使油梨的出油率達到最大。繼續(xù)增大料液比到1∶6后，出油率下降，可能是因為料液比過大使得油與漿渣乳化程度加大不易分離，影響了出油的效果［29］。因此，最為合適的料液比是1∶6。

圖1 料液比對油梨出油率的影響

2.2.2 浸提時間的影響

從圖2可以看出油梨出油率隨著提取時間的延長先增大后降低。恒溫攪拌2 h，使得出油率達到最大值（66.33%），與其他水平下的出油率均有顯著性差異（P＜0.05）。加熱攪拌能更好地破壞油梨細胞，使水能徹底地取代勻漿中被包裹起來的油脂，油脂能最大限度地被釋放出來。提取時間超過2 h，出油率下降了，這是因為時間越長，會造成水分蒸發(fā)過多［30］，從而使得漿液越來越黏稠，提取效果不好?？紤]到實際生產(chǎn)的效率，最佳提取油梨油的時間是2 h。

圖2 時間對油梨出油率的影響

2.2.3 浸提溫度的影響

由圖3可以看出，當提取溫度從25℃升高到35℃，油梨出油率呈上升趨勢，當浸提溫度為35℃的時候，出油率達到最大值（69.95%），與其他水平下的出油率均有顯著性差異（P＜0.05）。這是因為隨著溫度的升高，分子運動速度加快，油脂更易從細胞中轉(zhuǎn)移到出來，加快了油脂的溶出。當提取溫度超過35℃時，出油率有所下降，這可能是因為溫度升高導致蛋白質(zhì)的溶解度增加，對油梨油的吸附率增大［31］，使得出油率下降，最適的提取溫度是35℃。

圖3 溫度對油梨出油率的影響

2.2.4 離心轉(zhuǎn)速的影響

由圖4可知隨著離心力的增加，油梨的出油率逐漸上升，到4 800 r／min時達到最大值（70.29%），與其他水平下的出油率均有顯著性差異（P＜0.05）。離心力增大，油梨勻漿內(nèi)包裹著的油脂會更容易被分離出來［32］，本身較為穩(wěn)定的乳濁液系統(tǒng)也會被破壞，導致了漿液內(nèi)各組分分層。而且，離心力越大，破乳的效果越好，分布在最上層的乳化層越薄，油滴聚集的會更多［33］。根據(jù)試驗條件，選擇4 800 r／min的離心轉(zhuǎn)速最為合適。

圖4 離心轉(zhuǎn)速對油梨出油率的影響

2.3 正交試驗結(jié)果

通過單因素試驗確定了每個因素的最佳參數(shù)，在此基礎(chǔ)上以油梨出油率為指標，選擇料液比、提取時間、提取溫度和離心轉(zhuǎn)速4個因素設(shè)計正交試驗進行工藝的優(yōu)化，正交試驗結(jié)果見表3，結(jié)果的方差分析見表4。

從表3極差R值可得出，影響油梨出油率的最大因素是料液比，其次是離心轉(zhuǎn)速，提取溫度，而提取時間對提油的影響最小，即料液比（A）＞離心力（D）＞提取溫度（C）＞提取時間（B）?？梢缘玫降淖罴烟崛」に嚱M合是A2B3C1D2，料液比1∶6、提取時間3 h、提取溫度25℃和離心轉(zhuǎn)速4 400 r／min，在此條件的油梨出油率是72.86%。

表3 油梨油提取條件優(yōu)化的正交試驗結(jié)果

表4 正交試驗結(jié)果方差分析表

由表4可知，只有料液比的F值大于F0.05臨界值，即料液比是影響油梨油提取的顯著因素（P＜0.05），其他的3個因素的F值都小于F0.05臨界值，即提取溫度、離心力，提取時間為不顯著因素。

2.4 油梨油理化性質(zhì)分析結(jié)果

選取熱榨油梨油、水劑法提取油梨油分進行分析，結(jié)果見表5。

表5 理化指標

由表5可以看出，熱榨油的酸價值過大，可能是提取過程造成的，因為熱榨毛油經(jīng)過原料切片、長時間烘干、高溫的熱榨所制得，且油的顏色過深，使其酸價受到了較大的影響。水劑法提取的油梨油的酸值、過氧化值均小于熱榨法提取油梨油的酸值、過氧化值，說明水劑法所得油優(yōu)于熱榨法；且水劑法油梨油的酸值（≤3 mgKOH／g）和過氧化值（≤0.25 g／10 g，相當于≤9.85 mmol／kg）均符合國家食用油標準（GB 2716—2005），表明水劑法提取油梨油品質(zhì)較好。

2.5 脂肪酸的測定

從表6可以看出，通過氣相色譜儀對油梨油進行脂肪酸測定，并且與脂肪酸甲酯混合標準樣品對照后，檢測到油梨油中含有19種脂肪酸，主要為不飽和脂肪酸。其中9C18∶1、11C18∶1、9C12C18∶2n-6、C16∶0、9C16∶1為油梨油的主要脂肪酸。不飽和脂肪酸主要為油酸、亞油酸和棕櫚油酸，飽和脂肪酸主要為棕櫚酸。

表6 水劑法提油的脂肪酸組成及含量

3 結(jié)論

3.1 新鮮油梨果肉進行基本組成成分：含水量75.56%，粗脂肪16.70%，蛋白質(zhì)1.64%，灰分1.05%，碳水化合物4.18%。油梨是為數(shù)不多的含油量多的水果，是一種好的提取油脂的原料，可以作為一種新型的植物油資源開發(fā)利用。

3.2 通過研究發(fā)現(xiàn)出油率最高時的最佳工藝條件為：料液比1∶6（m／V）、提取時間3 h、提取溫度25℃和離心轉(zhuǎn)速4 400 r／min，在此條件的油梨出油率是72.86%。

3.3 水劑法提取出的油品質(zhì)優(yōu)良，淺黃綠色、透明，有油梨固有的清香味，理化指標中酸價為0.62 mgKOH／g，碘值為47.20 gI／100 g，皂化值為197.80 mg／g，過氧化值6.40 mmol／kg，均符合國家食用油標準。

3.4 對水劑法提取的油梨油進行的脂肪酸分析，共檢測出19種脂肪酸成分，主要為不飽和脂肪酸。其中9C18∶1、11C18∶1、9C12C18∶2n-6、C16∶0、9C16∶1為油梨油的主要脂肪酸。

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Aqueous Extraction of Avocado Oil and Its Physicochemical Properties

Xiong Yang Cui Xiaobing Zhong Junzhen Liu Chengmei Zhong Yejun
（State Key Laboratory of Food Science and Technology；Nanchang University，Nanchang 330047）

Using avocado pulp as raw material，this paper studied its nutrients and the optimum extraction technique of extraction process of avocado oil using aqueous extraction method.The effects of solid／water ratio，extraction temperature，extraction duration and centrifugal rotate speed on avocado oil yield were investigated by the single factor test.Then optimal processing parameters were established by the orthogonal test on the basis of single factor test and the results showed that：solid／water ratio 1∶6（m／V）；extraction duration 3 h；extraction temperature 25℃；and centrifugal rotate speed 4 400 r／min.An oil yield of 72.86%was obtained under the optimal extraction conditions.The avocado oil obtained by aqueous method was transparent and pale yellow-green with avocado aroma.The acid value and peroxide value of oil by aqueous method conformed to national edible oil quality standards.Oil extracted by aqueous extraction from avocado was detected for fatty acid analysis，and 19 kinds of fatty acid components were detected，mainly including the unsaturated fatty acids.In addition，9C18∶1，11C18∶1，9c12C18∶2n-6，C16∶0 and 9C16∶1 were the main fatty acids of avocado oil.

avocado oil，aqueous extraction，fatty acid components，physicochemical properties

TS224

A

1003-0174（2017）01-0085-07

公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項（201303077）

2015-06-11

熊洋，女，1991年出生，碩士，食品工程

劉成梅，男，1963年出生，教授，食物資源利用與開發(fā)