探究超聲-微波萃取牡丹籽油的工藝

□ 賀洋洋 楊萬林 甘肅醫學院

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

籽粒飽滿，未發霉的牡丹籽（來源于甘肅平涼），石油醚（天津市大茂化學試劑廠，沸程60～90 ℃）。

1.2 儀器與設備

多功能微波合成萃取儀（上海新儀微波化學科技有限公司），定制28 K 800 W聲化學設備（杭州成功超聲設備有限公司），循環水式多用真空泵（西安莫吉娜儀器制造有限公司），旋轉蒸發器（上海亞榮生化儀器廠），電熱鼓風干燥箱（上海博迅實業有限公司醫療設備廠），WP1 2001電子天平（上海舜宇恒平科學儀器有限公司）。

1.3 試驗方法

將揀選的牡丹籽粉碎→超聲—微波萃取儀萃取→抽濾法分離溶劑混合物與殘渣→洗滌殘渣2～3次→合并所得濾液→減壓回收溶劑→用無水硫酸鈉干燥 稱重計算出油率→得到牡丹籽油。

1.4 提取率的測定方法

選擇料液比為1︰8，在超聲功率560 W，超聲時間20 min的條件下，采用不同的提取溫度、微波功率和微波輻照時間進行提取，經過濾后置于干燥箱中干燥2 h，至重量不在發生變化，重復試驗3次，根據式（1）計算得出牡丹籽油的提取率[4]。

式中：M為牡丹籽樣品的質量，mg；V1為提取液總體積，mL；V2為標準品體積，mL；m為從標準曲線查得的提取液所含的牡丹籽油，mg；100為換算成百分含量。

1.5 正交試驗設計

根據前期的單因素試驗得出的最優條件出發，采用正交試驗探究優化微波功率（A）、微波輻照時間（B）和提取溫度（C）3個因素對牡丹籽油提取率的影響。正交因素水平見表1。

表1 影響得油率的正交因素和水平

2 結果與分析

由表2可知，最佳水平是A1B2C2，即微波功率為300 W、微波輻照時間為8 min、提取溫度為40 ℃時，牡丹籽油提取率最高。影響牡丹籽油提取率的順序為C＞B＞A，即提取溫度對牡丹籽油提取率影響最大，微波輻照時間次之，微波功率最小。因為溫度過高不僅會導致牡丹籽油提取率下降，也會影響所提牡丹籽油的品質，所以在應用過程中要嚴格把控提取溫度。

表2 牡丹籽得油率正交試驗設計結果

3 討論與結論

結果表明，當料液比為1︰8，超聲功率為560 W，振蕩時間為20 min，微波功率300 W，微波輻照時間8 min，提取溫度40 ℃時，牡丹籽油的得油率最高，為31.2%。試驗發現，通過控制微波輻照時間和提取溫度一定，改變微波功率，起初可增大出油率，但增大到一定程度，出油率反而降低，主要是由于振動強度增大，導致溶液內部溫度升高，使部分牡丹籽油從儀器中揮發，以至出油率降低[6]。通過控制微波功率和提取溫度一定，改變微波輻照時間，隨著微波輻照時間增大，出油率增加，但增加到一定程度，出油率開始下降，主要原因是固態的牡丹籽粉末與溶劑相互滲透，牡丹籽油含油量較高，所以出油率隨微波輻照時間的增加而升高，但隨著時間增長，牡丹籽油中的含油量降低，所以出油率出現隨著微波輻照時間的增加而下降的現象。通過控制微波功率和微波輻照時間，改變反應體系的溫度，在剛開始溫度上升過程中，由于升高溫度可加速牡丹籽粉末與溶劑的接觸面積，進而使牡丹籽油快速溶出，所以剛開始出油率上升，但當溫度達到一定程度時，出油率會降低，可能是因溶劑揮發性使牡丹籽油揮發，也可能是牡丹籽油本身發生了變化，導致出油率降低[7]。