超臨界CO2萃取制備遠志籽油工藝的優化及其成分鑒定

黃晨 王青 劉超 楊清梅 馬瑞 孫金月

摘要：利用遠志籽為原料，采用超臨界CO2萃取技術，選擇對遠志籽油提取率影響較大的三種因素：萃取壓力、萃取時間及乙醇夾帶劑添加量，以提取率為考察指標進行正交試驗，優化遠志籽油的提取工藝;按照國標方法對制備的遠志籽油的理化特性進行測定分析;采用薄層色譜法對遠志籽油的甘油三酯結構進行初步鑒定;通過氣相色譜法對遠志籽油的脂肪酸成分進行分析。結果表明，遠志籽的含油量為35.24%;超臨界CO2萃取法萃取遠志籽油的最佳條件為萃取壓力30 MPa，萃取時間5 h，乙醇夾帶劑用量25%，在此條件下遠志籽油的提取率為95.6%;制備的遠志籽油的酸價為1.79 mg KOH/g，過氧化值為5.75 mmol/kg，其基本理化特性符合國家四級食用油的標準。通過薄層色譜法初步鑒定，遠志籽油中含有甘油三酯和sn-2-乙酰基甘油三酯兩種組分;氣相色譜法對遠志籽油的脂肪酸成分分析結果表明，其籽油含有6種脂肪酸成分，其中油酸和花生一烯酸含量較高，分別為31.77%和49.46%，不飽和脂肪酸含量為82%。該研究結果將為遠志籽油的開發利用提供參考依據。

關鍵詞：遠志籽油; 超臨界CO2萃取;理化特性;脂肪酸成分;sn-2-乙?；视腿?/p>

中圖分類號：S567.230.92文獻標識號：A ?文章編號：1001-4942（2020）01-0148-06

Abstract Using polygala seeds as raw materials， the supercritical CO2 extraction technology was optimized by selecting three factors influencing extraction rate of polygala seed oil： extraction pressure， extraction time and ethanol entrainer addition amount. The orthogonal test was carried out with the extraction rate as an indicator to optimize the three extraction factors. The physical and chemical properties of polygala seed oil were determined according to the national standard methods. The structure of triglyceride in polygala seed oil was preliminarily identified by thin layer chromatography. The fatty acid composition of polygala seed oil was determined by gas chromatography. The results showed that the oil content of polygala seed oil was 35.24%. The orthogonal test results showed that the optimum conditions for extracting polygala seed oil were extraction pressure as 30 MPa， extraction time as 5 hours， and ethanol entrainer dosage as 25%. Under these conditions， the extraction rate of polygala seed oil was 95.6%. The acid value of polygala seed oil was 1.79 mg KOH/g， and the peroxide value was 5.75 mmol/kg. Its basic physical and chemical properties were in line with the national fourth-grade edible oil standard. The TLC analysis determined the presence of triglyceride and sn-2-acetyl triglyceride in polygala seed oil. By analyzing the fatty acids of polygala seed oil by gas chromatography， a total of six fatty acid components were obtained， among which， the content of oleic acid and peanut monoenoic acid were higher， and the contents were 31.77% and 49.46%， respectively; the unsaturated fatty acid content was 82%. The results provided a reference for the development and utilization of polygala seed oil.

Keywords Polygala seed oil; Supercritical CO2 extraction; Physical and chemical properties; Fatty acid components; sn-2-acTAG

遠志（Polygala tenuifolia Willd），別名葽繞、蕀蒬、線茶、草遠志，屬遠志科多年生草本植物，作為中藥材通常指細葉遠志或寬葉遠志的干燥根[1]。遠志科包括30個屬，約950種，分布于歐亞大陸和美洲的亞熱帶、溫帶地區;我國有42種及8個變種，山西、陜西、河北、河南資源較為豐富，山東、內蒙古、安徽、湖北、吉林、遼寧等地亦有分布[2]。遠志性苦、辛溫，入心、腎經，具有安神益智、祛痰、解郁之效，治驚悸、健忘、夢遺、失眠、咳嗽多痰、癰疽瘡腫[3]。近年來，國內外學者對該屬植物的化學成分和藥理活性均展開了詳細研究，對其化學成分的研究多集中于皂苷、遠志山酮Ⅲ、寡糖脂類化合物、生物堿等方面[4，5]。遠志籽來源廣，資源豐富，但國內外對遠志籽油的制備工藝研究及開發利用鮮有報道。

2.1.2 萃取時間單因素試驗結果 在固定萃取壓力為25 MPa、乙醇夾帶劑添加量為25%的條件下，萃取前4 h遠志籽油的提取率隨著萃取時間的延長而逐漸提高，之后，油脂提取率趨于平緩（圖2）。推測萃取5 h，大部分遠志籽油已被提出，再延長萃取時間對油脂提取率的影響很小。

2.1.3 乙醇夾帶劑添加量單因素試驗結果 在固定萃取壓力為25 MPa、提取時間為5 h的提取條件下，遠志籽油的提取率隨著乙醇夾帶劑添加量的增大而提高，但當乙醇夾帶劑添加量超過25%后，遠志籽油的提取率趨于平緩（圖3），繼續增加乙醇夾帶劑含量對提取率的影響不大，故乙醇夾帶劑添加量為25%時遠志籽油的提取率最佳。

2.2 正交優化試驗結果

在對壓力、時間和乙醇夾帶劑添加量單因素試驗的基礎上，進行正交優化試驗，結果見表2?？芍?，超臨界CO2流體萃取遠志籽油的影響順序為萃取壓力>萃取時間>乙醇夾帶劑添加量，最佳理論組合為A3B3C3。進一步進行試驗驗證，確定遠志籽油的最佳提取工藝條件組合為A3B3C2，即萃取壓力30 MPa、萃取時間5 h、乙醇夾帶劑添加量為25%，此時遠志籽油的提取率最高。

2.3 遠志籽油的理化特性

經測定遠志籽的含油量為35.24%。制備的遠志籽油具有油脂的固有氣味，無異味，呈金黃色，透明度好，但色澤較大豆油、花生油略深，可能是遠志籽油含有的色素造成的。按照國標方法測定的遠志籽油的部分理化指標結果見表3，可見，遠志籽油的酸價較小，說明其游離脂肪酸含量較少，制備的油脂較為新鮮，油脂穩定性較好;過氧化值不高，說明遠志籽油只被輕微氧化，含有的不利于人體健康的氧化產物較少。酸價<3 mg KOH/g，過氧化值<7.5 mmol/kg，符合國家四級食用油標準[19]。遠志籽油的碘值為869.1 g/kg，低于食用較多的菜籽油（940～1 200 g/kg）、棉籽油（1 000～1 250 g/kg）、大豆油（1 240～1 390 g/kg）[19]等植物油，表明遠志籽油的不飽和度較低，屬于不干性油，適宜長期存放。遠志籽油的皂化值小于200 mg KOH/g，推斷油脂中脂肪酸分子量較小，易吸收。

2.4 遠志籽油的薄層色譜鑒定

結果（圖4）表明，薄層色譜譜帶比較明顯，斑點較為清晰，分離度高，效果好。通過與1號甘油三酯的遷移值對比發現，2號遠志籽油中存在與甘油三酯基本一致的熒光斑點;且有比3號sn-3-乙酰基甘油三酯的遷移值略高的熒光斑點。根據這些結果可初步判定該熒光斑點類似sn-3-乙?；视腿?，已被Smith等[20]鑒定為sn-2-乙?；视腿?，因此本文不再進行進一步的鑒定。

2.5 遠志籽油的脂肪酸組成分析

遠志籽油的脂肪酸組成分析結果見表4。根據總離子流色譜峰的峰面積經歸一化定量分析，得到6種主要脂肪酸成分包括棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、花生一烯酸和花生二烯酸的質量百分含量，其中油酸和花生一烯酸含量較高分別為31.77%和49.46%，這兩種長碳鏈脂肪酸占脂肪酸總量的80%以上。

3 討論

超臨界CO2萃取植物油脂的報道很多，應用非常廣泛[21，22]。傳統的壓榨法制備的油脂雖然食用安全，但過程繁瑣，殘油率也較高;索氏提取法花費時間長，消耗試劑量大，揮發性溶劑污染環境，產品易存在有機溶劑殘留，感官品質較差，色澤深、氣味濃烈不好聞。本研究首次采用超臨界CO2萃取技術制備遠志籽油，工藝流程相對簡單，萃取效率高，產品無溶劑殘留，感官品質好，可滿足高質量食品的要求。

萃取時間和萃取壓力是影響超臨界CO2提取油脂效率的兩個最重要的因素[23]。一般來說，一定溫度下，萃取壓力越高，遠志籽油在超臨界流體中的溶解度越大，時間越長，提取率越高。但當溫度、壓力達到一定程度時，提取率雖然仍隨著萃取時間的延長和壓力的升高而提高，但提取率升高的幅度非常有限。另一方面，萃取壓力過高不利于設備的維護，安全隱患加大。綜合考慮，本試驗條件下遠志籽油的最佳提取工藝為萃取壓力30 MPa，萃取時間5 h，夾帶劑添加量為25%。

遠志籽含油量為35.24%，其中不飽和脂肪酸占脂肪酸總量的82.0%，不飽和脂肪酸含量較高，對于維護人體健康起著重要作用。遠志籽油中油酸含量達30%以上，油酸為單不飽和脂肪酸，易被人體吸收，對心血管有著一定的軟化作用;亞油酸含量為11.76%，也是人體必需脂肪酸，具有調節血脂代謝和動脈硬化等作用，也可用作乳化劑等表面活性劑[24]。制備的遠志籽油中花生一烯酸的含量高達49.46%，它是一種不常見的ω-7系列的單不飽和脂肪酸。ω-7系列脂肪酸對人體健康具有多種功效，可降低炎癥反應，調節血脂中的膽固醇和甘油三酯，降低人體血壓療效明顯，可提高人體對胰島素的敏感性，對糖尿病、代謝綜合征和動脈粥樣硬化有一定功效，有助于抵抗炎癥和控制體重等[25]。遠志籽油不僅具有較好的營養價值，而且作為中藥材，遠志具有舒緩神經、消除痰液和緩解抑郁的作用[26]。目前對遠志籽油在生物學、藥物化學、藥理學、藥物學和臨床應用上的研究較多，是一種具有很好發展前景的新型油料資源。

甘油三酯（triacylglycerol，TAG）是植物種子油的主要成分（占95%以上），由1個甘油分子和3個脂肪酸分子組成，脂肪酸占甘油三酯相對分子質量的95%以上。脂肪酸在甘油三酯骨架上的分布位置有兩類：sn-1，2（α）和sn-1，3（β）[16]。附著在甘油三酯骨架上的脂肪酸類型不同，油脂的天然理化性質也不同。研究表明[27，28]，脂肪酸在甘油三酯中的位置分布對油脂的營養品質有著重要影響，決定著甘油三酯在體內的吸收代謝過程。前期我們研究[20]發現，遠志籽油中的sn-2-乙酰基甘油三酯與甘油二酯的結構具有一定的相似性，甘油二酯在降血脂、減少內臟脂肪和抑制體重增加方面具有重要作用[29，30]，推測sn-2-乙?；视腿ヒ簿哂邢嗨频墓δ埽瑢τ谄涔δ?，目前我們正在進行動物水平的驗證。綜上所述，遠志籽油中不飽和脂肪酸含量較高，含有獨特的脂肪酸成分及乙?；视腿?，具有很大的開發利用價值。

4 結論

采用超臨界CO2萃取法提取遠志籽油，通過正交試驗得到的最佳提取條件為：萃取壓力30 MPa、萃取時間5 h以及25 %乙醇夾帶劑添加量，在該條件下遠志籽油提取率為95.60%;理化特性鑒定表明，制備的遠志籽油酸價、過氧化值較低，屬于不干性油，符合食用油的國家安全標準;薄層色譜鑒定表明，遠志籽油中含有甘油三酯和sn-2-乙酰基甘油三酯兩種組分;氣相色譜法分析遠志籽油的脂肪酸成分表明其油酸和花生一烯酸含量較高，占脂肪酸總量的80%以上。

參 考 文 獻：

[1] 江蘇新醫學院. 中藥大辭典[M].上海：上?？茖W技術出版社， 1986： 1028-1030.

[2] 房敏峰. 遠志資源生態化學評價及道地性分析[D].西安：西北大學， 2015.

[3] 韓晗， 張智華， 曹秋實， 等. 遠志的藥用分析 [J]. 中醫藥導報， 2018， 24（24）： 127-129.

[4] 王海波， 劉勇， 矯承媛，等.不同產地遠志中遠志山酮Ⅲ、3，6 -二芥子?；崽?、細葉遠志皂苷A含量測定 [J]. 遼寧中醫藥大學學報， 2017， 19（10）： 39-41.

[5] Liu M X， Zhu T， Guo S N， et al. Evaluation of the anti-inflammatory and analgesic activities of the total saponins extracted from fermented Polygala japonica Houtt [J]. Advanced Materials Research， 2013， 641/642： 931-934.

[6] 劉力萌， 歐陽秉春. 超臨界二氧化碳萃取在食品工業中的應用 [J]. 中國新技術新產品， 2010（19）： 15-16.

[7] Smith C R， Madrigal R V， Weisleder D， et al. Polygala virgata seed oil—A new source of acetotriglycerides [J]. Lipids， 1977， 12（9）： 736-740.

[8] 國家標準局.植物油脂檢驗 比重測定法：GB/T 5526—1985[S]. 北京： 中國標準出版社， 1985-11-02.

[9] 中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局，中國國家標準化管理委員會.動植物油脂 酸值和酸度測定：GB/T 5530—2005[S]. 北京： 中國標準出版社， 2005-11-11.

[10] 中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局，中國國家標準化管理委員會.動植物油脂 過氧化值測定：GB/T 5538—2005[S]. 北京： 中國標準出版社， 2005-11-11.

[11] 中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局，中國國家標準化管理委員會.動植物油脂 碘值的測定：GB/T 5532—2008[S]. 北京： 中國標準出版社， 2008-11-04.

[12] 中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局，中國國家標準化管理委員會.動植物油脂 皂化值的測定：GB/T 5534—2008[S]. 北京： 中國標準出版社， 2008-11-04.

[13] Esperón-Rojas A A， Torres-Palacios C， Santos-Luna D，et al. A specific thin layer chromatography method for the identification and separation of medium chain acylglycerols[J]. Journal of Oleo Science， 2018， 67（11）：1397-1403.

[14] Pengon S， Limmatvapirat C， Limmatvapirat S. Simplified qualitative analysis of glycerides derived from coconut oil using thin layer chromatography [J]. Advanced Materials Research， 2012， 506： 182-185.

[15] 洪穎. 食用油脂甘油三酯組成特征及HPLC測定方法研究[D].無錫：江南大學， 2015.

[16] 張靜， 陶寧萍， 王明福，等. 甘油三酯分子的分離鑒定方法 [J]. 中國油脂， 2019， 44（8）： 123-129.

[17] Kleiman R，Miller R W，Earle F R，et al.（S）-1，2-diacyl-3-acetins：optically active triglycerides from Euonymus verrucosus seed oil [J]. Lipids， 1967， 2（6）： 473-478.

[18] 中華人民共和國國家衛生和計劃生育委員會，國家食品藥品監管管理總局.食品安全國家標準 食品中脂肪酸的測定：GB 5009.168—2016[S]. 北京： 中國標準出版社， 2016-12-23.

[19] 中華人民共和國國家衛生健康委員會，國家市場監督管理總局.食品安全國家標準 植物油：GB 2716-2018[S]. 北京： 中國標準出版社， 2018-06-21.

[20] Smith M A， Zhang H X， Burton I W， et al. 2-Acetyl-1，3-diacyl-sn-glycerols with unusual acyl composition in seed oils of the genus polygala[J]. European Journal of Lipid Science and Technology， 2018， 120（8）：1800069.

[21] 李杏元， 張旺喜. 微波輔助超臨界CO2萃取三葉木通籽油的工藝研究 [J]. 中國油脂， 2018， 43（12）： 13-17.

[22] Nikolai P， Rabiyat B， Aslan A，et al. Supercritical CO2： properties and technological applications—a review [J]. Journal of Thermal Science， 2019， 28（3）： 394-430.

[23] 高潔， 王勇， 董文賓， 等. 響應面法優化超臨界CO2提取大豆胚芽油工藝研究 [J]. 糧食與油脂， 2019， 32（2）： 53-56.

[24] 范相振. 三株乳酸菌亞油酸異構酶酶學性質分析及轉化菜油腳生成共軛亞油酸活力比較和工藝條件的研究 [D].南昌：南昌大學， 2016.

[25] 吳永美， 毛雪， 王書建， 等.植物ω-7脂肪酸的系統代謝工程 [J]. 植物學報， 2011， 46（5）： 575-585.

[26] 滕紅梅. 藥用遠志的結構發育與主要藥用成分積累關系的研究 [D]. 西安：西北大學， 2009.

[27] 羅登林. 中碳鏈甘油三酯及其應用 [J]. 武漢工業學院學報， 2002（2）： 4-7.

[28] 張東， 龍伶俐， 薛雅琳， 等. 液質聯用分析常見植物油甘油三酯 [J]. 糧油食品科技， 2012， 20（6）： 33-37.

[29] 孟祥河. 功能性甘油二酯的酶促酯化合成及其減肥功能的研究[D]. 無錫：江南大學， 2004.

[30] Prabhavathi Devi B L A， Gangadhar K N， Prasad R B N， et al. Nutritionally enriched 1，3-diacylglycerol-rich oil：low calorie fat with hypolipidemic effects in rats [J]. Food Chemistry， 2018， 248： 210-216.