超聲波輔助提取蘇籽油工藝優化*

蔣　緯　張觀鳳　胡　穎，2***

1（遵義醫學院公共衛生學院，貴州遵義563000）2（貴州省預防醫學試驗教學示范中心，貴州遵義563000）

3（遵義醫藥高等?？茖W校衛生管理系，貴州遵義563000）

紫蘇籽，也稱蘇籽或穎子，含有豐富的脂肪和蛋白質，是迄今為止發現的含α-亞麻酸最多的植物物種，其含油量高達45%～50%，且總脂肪酸中60%左右均為α-亞麻酸。α-亞麻酸為十八碳三烯酸，是大腦和神經活動所必需的脂肪酸，人體自身不能合成，必須由食物供給。α-亞麻酸在體內酶的作用下經肝臟代謝生成EPA（血管清道夫）和DHA（腦黃金），具有顯著的藥理作用和營養價值，被稱為“21世紀綠色營養保健食品”。

目前，文獻報道油脂的提取方法主要有壓榨法、溶劑提取法、超聲波輔助提取法、微波輔助提取法、攪拌提取法、索氏萃取法、亞臨界萃取法、超臨界CO2萃取法、水酶法等。因壓榨法、溶劑提取法、攪拌提取法、索氏萃取法等傳統提取方法具有出油率低、原料浪費大、效率低等缺點，現階段主要采用微波輔助提取法、超聲波輔助提取法和超臨界CO2萃取法。因超聲波萃取法具有萃取率高、速度快、效率高、能耗低等優點，尤其對天然產物和生物活性成分的提取具有特殊優勢，在油脂提取中越來越受歡迎。

1　材料與方法

1.1　試驗試劑及材料

1.1.1　原料與試劑

生蘇籽，市售。

正己烷、甲醇，色譜純；無水硫酸鈉、乙醚、氫氧化鉀，均為分析純。

1.1.2　儀器與設備

SKG1208型粉碎機，佛山艾特凱奇電氣有限公司；NewClassic MS型電子天平，梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；SG8200HPT型超聲波清洗儀，上海冠特超聲儀器有限公司；RE52CS型旋轉蒸發儀，上海亞榮生化儀器廠；氣象色譜儀，美國安捷倫科技有限公司。

1.2　試驗方法與步驟

1.2.1　蘇籽樣品的預處理

取一定量的蘇籽，對其進行篩選，去其雜質，清水漂洗，干燥后隨機選取蘇籽若干，粉碎研磨，以備試驗用。

1.2.2　超聲波輔助提取蘇籽油單因素試驗

蘇籽預處理后，進行超聲波輔助提取優化試驗。分別對料液比、超聲波功率、超聲波提取溫度及超聲波提取時間對蘇籽得油率的影響進行單因素試驗。一定條件作用后，真空泵抽濾，旋轉蒸發儀減壓回收溶劑，得油脂，并計算得油率，以得油率的大小作為指標，從而獲得料液比、超聲波功率、超聲溫度及超聲時間等單因素的處理優化條件，重復3次。

1.2.3　超聲波輔助提取蘇籽油正交試驗

在上述單因素試驗的基礎上，根據單因素試驗優化結果，對不同的料液比、超聲功率、超聲溫度、超聲時間進行4因素3水平正交試驗。

1.2.4　氣相色譜法測定α-亞麻酸含量

氫氧化鉀－甲醇酯化法：用移液管吸取0.1 mL脂肪酸置于10 mL容量瓶中，依次加入1 mL乙醚-正己烷混合溶液（乙醚∶正己烷＝2:1） 和1 mL氫氧化鉀（0.8 mol/L）－甲醇溶液，充分振蕩，靜置5 min后加蒸餾水至刻度，靜置分層，吸上清液，加入少量無水硫酸鈉干燥過夜，做GC分析。

色譜條件：色譜柱，Agilent 19091X-233 HP-1 Bonded Polyethlene Glycol（30 m × 0.320 mm，0.25 μm）。載氣為氮氣；檢測器為氫火焰離子化檢測器（FID）；進樣口溫度為250℃，檢測器溫度為270℃。氫氣40 mL/min；空氣400 mL/min；分流比10∶1；進樣量 1 μL。恒流進樣，流速 1 mL/min，平均線速度21 cm/s。升溫程序：起始溫度90℃，7℃/min到190℃，3℃/min到215℃，保持10min，20℃/min到230℃后運行5 min。

1.2.5　結果的定量及分析

1.2.5.1　得油率的計算

1.2.5.2　α-亞麻酸含量的計算

m=m1×0.952，

m1=CMV，

式中：m——α-亞麻酸含量；

m1——α-亞麻酸甲酯含量；

C——標準曲線相應峰面積對應濃度；

M——α-亞麻酸甲酯相對分子質量；

V——進樣體積。

樣品經甲酯化再進行色譜分析，計算α-亞麻酸含量時，需將α-亞麻酸甲酯乘上系數0.952，該系數為α-亞麻酸分子量和α-亞麻酸甲酯分子量之比。

1.2.6　數據處理

試驗數據采用SPSS 18.0進行統計分析，按照完全隨機的設計要求收集整理數據，結局指標按照均值±標準差表示，組間差異運用單因素方差分析檢驗，α=0.05。

2　結果與分析

2.1　超聲波輔助提取蘇籽油單因素試驗結果

在預試驗基礎上，選用料液比、超聲波功率、超聲波提取時間以及超聲波提取溫度作為考察因子，以蘇籽得油率作為指標進行超聲波輔助提取蘇

籽油脂單因素試驗。

2.1.1　料液比對出油率的影響

以正己烷為提取溶劑，固定試驗參數在超聲功率為50 W、超聲波提取時間為60 min、超聲波提取溫度為40℃的條件下，研究不同料液比對蘇籽油得率的影響，試驗結果如圖1所示。

圖1　料液比對油脂得率影響

由圖1可知，料液比為1∶35時，蘇籽油得率顯著提高，料液比達到1∶55時蘇籽油得率最高，進一步增加提取劑比例，得油率顯著降低（P＜0.05）。綜合考慮蘇籽油得率及色澤、氣味等感官性狀，料液比選擇1∶55為宜。

2.1.2　超聲波功率對出油率的影響

以正己烷為提取溶劑，在料液比1∶55（g∶mL）、超聲波提取溫度40℃、超聲波提取時間60 min的條件下，考察不同超聲波功率對蘇籽得油率的影響，試驗結果如圖2所示。

圖2　超聲功率對油脂得率影響

由圖2可以看出，超聲功率提高至50 W，蘇籽油得率顯著提高，超聲功率進一步升高其得油率無顯著變化（P＜0.05），綜合考慮蘇籽油得率及色澤、氣味等感官性狀，超聲波功率選擇50 W為宜。

2.1.3　超聲時間對出油率的影響

以正己烷為提取溶劑，在料液比1∶55（g∶mL）、超聲波功率50 W、超聲提取溫度40℃的條件下，考察不同超聲提取時間對蘇籽油得率的影響，試驗結果如圖3所示。

圖3　提取時間對油脂得率影響

由圖3可以看出，一定范圍內超聲提取時間對蘇籽油得率無顯著影響，當提取時間延長至140 min后，得油率顯著降低（P＜0.05）。從數值上看，提取時間為120 min時，蘇籽油得率最高，隨后明顯下降。綜合考慮所提取蘇籽油得油率大小及色澤、氣味等感官性狀，超聲提取時間選擇120 min為宜。

2.1.4　超聲波提取溫度對出油率的影響

以正己烷為提取溶劑，在料液比1∶55（g∶mL）、超聲波提取時間120 min、超聲波功率50 W的條件下，考察不同超聲波提取溫度對蘇籽油得率的影響，試驗結果如圖4所示。

圖4　提取溫度對油脂得率影響

由圖4可知，超聲提取溫度在一定范圍內，蘇籽油得率隨提取溫度的提高無顯著性變化（P＜0.05）。當提取溫度為50℃時，蘇籽油得率最高，當溫度升至80℃時，蘇籽油得率顯著降低。綜合考慮蘇籽油得率及色澤、氣味等感官性狀，超聲提取溫度選擇50℃為宜。

2.2　超聲波輔助提取蘇籽油正交試驗

以料液比（A）、提取時間（B）、提取溫度（C）、超聲功率（D） 為考察因素，以蘇籽油得率為評價指標，進行L9(34)正交試驗，因素水平見表1，試驗結果見表2，方差分析見表3。

表1　正交試驗因素水平表

表2　正交試驗結果

表3　超聲處理蘇籽得油率的方差分析（α=0.05）

由表2極差分析可知，影響蘇籽油提取率的因素從大到小依次為：A＞C＞D＞B，即超聲提取時間＞料液比＞超聲波功率＞超聲提取溫度。由表3方差分析結果可知，在檢驗校準為α=0.05的條件下，各因素對蘇籽油得率均有顯著影響。

綜合比較，超聲波輔助提取蘇籽油的最優工藝條件組合為：Α3B3C2D1，即超聲提取時間為125 min，超聲提取溫度為55℃，料液比為1∶55，超聲波功率為50 W。對此最優工藝條件進行3次驗證試驗，蘇籽油得率分別為34.76%、35.14%、34.74%，均值34.88%。此最優工藝條件下蘇籽提取油量在實際油量范圍，雖相對其他提取方法的得油率優勢不明顯，但所得蘇籽油油色淡黃、油質澄清、油品較優。

2.3　氣相色譜法測定最佳工藝條件下α-亞麻酸含量

精密稱取上述超聲波輔助最優提取工藝條件下所得蘇籽油，按照1.2.4所示方法制備樣品待測液，上機檢測，根據標準曲線計算α-亞麻酸含量。試驗結果表明，在此最佳工藝條件下，超聲波輔助提取蘇籽油α-亞麻酸含量為0.121 3 mg/μL，占總油量的15.2%。

3　結論

超聲波輔助提取蘇籽油，最佳提取工藝為：料液比1∶55，超聲功率50 W，提取時間125 min，提取溫度55℃。在此最優工藝條件下，蘇籽油得率為34.88%。

對超聲波輔助提取的蘇籽油中α-亞麻酸含量進行GC測定，其含量為0.121 3 mg/μL，占蘇籽總油量的15.2%。

利用超聲波輔助提取所得的蘇籽油油色淡黃、油質澄清、油品較優。蘇籽油富含α-亞麻酸，藥食同源，具有廣闊的開發前景，尋找得油率高且油質好的提取方法依然可作為今后蘇籽油研究的方向之一。

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