大扁杏仁油脂的超臨界流體萃取及抗氧化穩定性

太原學院（太原 030032）

杏仁主要有苦杏仁和甜杏仁2種。大扁杏仁是我國特有的一種甜杏仁經濟品種，主要種植于我國東北地區，其中，以遼寧產大扁杏最為有名氣[1]。遼寧大扁杏體形圓滿，汁水甜美，杏仁較一般品種明顯偏大，含有豐富的營養物質和油脂，其杏仁壓榨出油率可超過50%[2]。大扁杏仁油脂中主要成分為油酸和亞油酸，這些不飽和油酸對人體的抗炎、保健、提高人體免疫力等方面很有助益，而且還可作為高級化妝品的優質原料，在醫藥和工程塑料領域也有獨到的應用[3]。

杏仁油脂常見的提取方法有冷榨法、索氏提取法、有機溶劑浸提法和超臨界流體萃取法[4]。超臨界流體萃取是以一定的介質作萃取劑，施加略大于臨界溫度和壓力的條件時，提取物進入非凝縮高密度流體的一種提取方法，通常對于植物內色素、油脂、多酚等的提取適用[5]。馬玉花等[6]以山杏苦杏仁為原料，CO2為萃取流體，設計正交試驗探討了壓力、溫度、流量、粒徑、時間對提取率的影響，并得到最佳工藝條件，杏仁油的最高得率為52.98%。

試驗以超臨界流體萃取法為提取手段，對大扁杏仁中的油脂進行提取，并對影響提取效果和杏仁油脂抗氧化穩定性的因素進行試驗分析與探討。以期得到出油率較高、抗氧化穩定性較好的高純度杏仁油脂萃取物。

1 試驗部分

1.1 材料、試劑和儀器

大扁杏，開原市金柏苗圃有限公司；無水乙醇，南京化學試劑股份有限公司。

DLF-28小型粉碎機，湖南弗卡斯實驗儀器有限公司；HA420-15-12超臨界流體裝置，南通市華安超臨界萃取有限公司；萃取釜，杭州鈦威超聲波科技有限公司；SP-1900型雙光束紫外可見分光光度儀，上海宸喬生物科技有限公司；GC-MS6800型氣相-質譜聯用儀，江蘇天瑞儀器股份有限公司。

1.2 超臨界CO2流體萃取流程[7-8]

將杏仁從大扁杏仁中取出后剔除杏仁上殘余物，放入無水乙醇中浸泡2 d后取出風干，剝離外層杏仁皮，放入粉碎機中粉碎后篩分，收集粒徑0.425 mm以下的篩下物。稱取20 g杏仁粉末置于裝備超臨界裝置的萃取釜中，按標準步驟設定萃取壓力30 MPa，萃取溫度45～50 ℃，萃取時間2 h，分離壓力10 MPa，分離溫度54 ℃，CO2流量25 L/h。各項技術指標穩定后，開始進行油脂萃取并計時，萃取完成后用廣口瓶收集萃取物，靜置分層后分離杏仁油脂溶入乙酸乙酯中進行二次分離純化，收集的杏仁油脂封口后放在冰箱中貯存。

1.3 杏仁油脂的性能指標測定

酸值：按照GB/T 5530—2005《動植物油脂 酸值和酸度測定》步驟進行。

過氧化值：按照GB/T 5538—2005《動植物油脂 過氧化值測定》步驟進行。

DPPH自由基消除率：參照文獻[9]，取1.0 mL萃取物樣品，加入1.0 mL DPPH乙醇溶液（5×10-4mol/L DPPH溶于無水乙醇），混勻后避光處理1 h后高速離心10 min，于368 nm波長處測其吸光度（A1）。空白組（無水乙醇代替DPPH乙醇溶液）于368 nm波長處測其吸光度（A2），對照組（無水乙醇代替樣品）于368 nm波長處測其吸光度（A3）。

1.4 杏仁油脂的GC-MS分析

GC條件：HP-10MS毛細管柱（25 cm×0.32 mm，0.25 μm），進樣口溫度220 ℃，載氣為氮氣，流速2.0 mL/min，分流比40∶1。程序升溫初始溫度30 ℃，升溫速率5 ℃/min。

MS條件：源電壓80 eV，掃描范圍50～450m/z，四極桿溫度150 ℃，離子源溫度240 ℃，GC-MS接口溫度260 ℃。10 μL杏仁油脂萃取物定容至1.0 mL（溶劑為正丁烷），進樣量1 μL。

2 結果與討論

2.1 不同萃取溫度對杏仁油脂酸價和過氧化值的影響

酸價和過氧化值是評價油脂品質的重要指標[10]，萃取溫度與酸價和過氧化值的關系曲線如圖1所示。隨著萃取溫度的升高，酸價略有升高，在萃取溫度50 ℃以后呈現下降趨勢。在酸價的上升及下降趨勢中極差較小（最大為0.07）。而在過氧化值方面，隨著萃取溫度的變化，幅值上升或下降幅度較大，極差最大為0.25。杏仁中的不飽和脂肪酸升高后易氧化為過氧化物，從而提升了過氧化物的含量，當溫度超過55 ℃時，不飽和脂肪酸開始失活和分解，抑制了過氧化物含量的上升，表現為過氧化值下降。

2.2 CO2流量對大扁杏仁出油率的影響

試驗方法如1.2所示，分別設定CO2流量為10，15，20，25，30和35 L/h，其他試驗條件不變，出油率與CO2流量的影響關系如圖2所示。

由圖2可知，CO2流量開始時對出油率的正相關影響很大，當CO2流量超過30 L/h時，影響相對較弱。通常情況下，傳質推動力越強，萃取過程的效果越好，杏仁出油率越高。但CO2流量過大一方面造成不必要的浪費，更重要的是可能引起杏仁油脂的活性鈍化使得應用效果不佳。因此，確定CO2流量為25 L/h。

圖1 萃取溫度與杏仁油脂酸價和過氧化值的關系曲線

圖2 流體CO2流量與杏仁出油率的關系曲線

2.3 杏仁油脂的GC-MS分析

圖3為大扁杏仁中超臨界流體萃取的油脂GC-MS圖譜。經分析對比[11]，保留時間34.9 min時的吸收峰為油酸，含量為68.73%；保留時間37.6 min時的吸收峰為亞油酸，含量為17.31%；保留時間31.2 min時的吸收峰為棕櫚酸，含量為11.27%；保留時間32.1 min時的吸收峰為棕櫚油酸，含量為2.89%。

圖3 杏仁油脂的氣相色譜分析

2.4 杏仁油脂的抗氧化穩定性

2.4.1 pH對杏仁油脂抗氧化穩定性的影響

如圖4所示，杏仁油脂在中性條件下對DPPH自由基的清除作用較為穩定，抗氧化水平較高。在堿性環境中的抗氧化能力明顯下降，而在酸性環境中抗氧化能力則表現為小幅下降，說明杏仁油脂的組成偏酸性結構。在2.3小節的GC-MS分析中事實上杏仁油脂主要是由油酸、亞油酸、棕櫚酸和棕櫚油酸這4種顯酸性的小分子組成，因而在堿性環境下抗氧化穩定性明顯下降。

圖4 pH對杏仁油脂DPPH自由基消除率的影響曲線

2.4.2 溫度和光照對杏仁油脂抗氧化穩定性的影響

將杏仁油脂分別置于室溫避光、室溫曝光和恒溫箱（50 ℃）+避光3種環境條件中，測定它們的過氧化值（POV），測試結果如表1所示。

表1 杏仁油脂在不同溫度和光照環境下的POV

由表1可知，光照對于杏仁油脂的抗氧化穩定性影響略大于溫度對其的影響。在試驗前期，光照和溫度對于杏仁油脂的氧化作用程度相差不多，在中后期，光照的影響程度依然較強，而溫度則相對趨于平緩。二者均會降低杏仁油脂的抗氧化穩定性，因而杏仁油脂萃取出來后應在冰箱中貯存。

2.4.3 天然抗氧化劑對杏仁油脂抗氧化穩定性的協同作用

試驗采用茶多酚、卵磷脂、檸檬酸3種天然抗氧化劑以固定量1%分別增加到杏仁油脂中，以未添加任何抗氧化劑的杏仁油脂為參照，觀察天然抗氧化劑與杏仁油脂的抗氧化協同作用的強弱，結果如表2所示。

表2 不同種類天然抗氧化劑對杏仁油脂POV的提升

從表2中可以明顯看出，3種天然抗氧化劑均可延緩杏仁油脂的氧化速度，而在三者之中，檸檬酸的協同抗氧化能力最強，抗氧化作用最為明顯，可以有效地減緩杏仁油脂受空氣和光照氧化的影響，在一定時間內保持較高的生物活性。

3 結論與討論

采用超臨界CO2流體萃取方法對大扁杏仁內油脂進行萃取，萃取工藝參數為萃取壓力30 MPa，萃取溫度45～50 ℃，萃取時間2 h，分離壓力10 MPa，分離溫度54 ℃，CO2流量25 L/h。經GC-MS分析對比，該杏仁油脂的主要成分為油酸（含量68.73%）、亞油酸（含量17.31%）、棕櫚酸（含量11.27%）、棕櫚油酸（含量2.89%），純度超過95%。一方面，對影響杏仁油脂品質方面的酸價和過氧化值進行探討，發現萃取溫度的變化對于過氧化值的影響大于酸價，試驗萃取溫度宜控制在45～50 ℃范圍內。另一方面，對影響大扁杏仁出油率的因素進行探討，發現CO2流量與其呈正相關聯系，考慮到CO2流量過大會造成不必要的浪費，而且引起杏仁油脂的活性鈍化使得應用效果不佳，確定CO2流量為25 L/h。此外，主要就影響油脂抗氧化穩定性的pH、溫度和光照、天然抗氧化劑協同作用3個方面進行了試驗分析，發現杏仁油脂在堿性環境中抗氧化能力明顯下降，而在酸性環境中抗氧化能力則表現為小幅下降，而光照對于杏仁油脂的抗氧化穩定性影響略大于溫度對其的影響，杏仁油脂應在低溫避光處貯存，檸檬酸對于杏仁油脂保持較高的抗氧化穩定性效果最佳，在不影響杏仁油脂使用的前提下可以添加少量的檸檬酸用以保持較高的生物活性。