元寶楓籽油的超臨界萃取及精制

劉常青，盛周煌，宋力飛，黃偉明

廣州澤力醫藥科技有限公司（廣州 510663）

元寶楓（Acer truncatum）為槭樹科槭樹屬的落葉喬木，因翅果形狀像中國古代金錠“元寶”而得名，漢代許慎《說文》中稱之為槭樹，這是它最早的名稱，《中國植物志》定名為“元寶槭”，河北稱為元寶樹，陜西又名五角楓，為我國特有的樹種[1]。

元寶楓是一種優良的木本油料，其種子含油量很高，元寶楓籽油是不飽和脂肪酸含量較高的不干性油。元寶楓籽油含有一種特殊的功能性脂肪酸——神經酸[2]，神經酸是大腦神經細胞和神經組織的核心天然成分，是促進受損神經組織修復和再生的特效物質，可提高腦神經的活躍程度和防止腦神經衰老[3-5]。此外，元寶楓籽油富含亞油酸、亞麻酸等人體必需脂肪酸，并含有豐富的天然維生素E[6-8]，常溫下抗氧化穩定性好，耐貯藏，是一種優質的食用保健用油[9]，并于2011年被中華人民共和國國家衛生健康委員會（原衛生部）正式批準為新資源食品。

食用油的提取主要有壓榨法和浸出法兩大生產工藝[10]。壓榨法操作復雜，出油率低[11]；化學浸出法易產生鉛、汞等重金屬殘留和反式脂肪酸，而這2類物質是強烈致癌物質[12]。超臨界萃取技術可在接近室溫條件下進行提取，有效防止熱敏性物質的氧化和逸散，能較完好地保存有效成分[13]，工藝流程簡單，操作方便，節省勞動力和大量有機溶劑，能耗低，無殘留溶劑，產品天然無污染，且具有萃取效率高、收率高、生產周期短等特點，是一種理想的植物油提取方法[14-15]。

植物油的精煉方法有物理法和化學法，油脂精煉過程包括脫脂、脫膠、堿煉、脫蠟、脫色、脫臭等一系列處理工藝[16]。這些精煉過程雖然提高植物油的純度和品相，但過程中容易產生很多問題，如化學溶劑殘留、油脂氧化、易產生脂質過氧化物和反式脂肪酸、營養物質流失等[17]。吸附能將混合物中所含的一種或幾種組分吸附在固體表面上，從而實現組分分離，吸附分離具有節能、產品純度高、可除去痕量物質、操作溫度低等突出特點[18]，在化工、醫藥、食品、輕工、環保等行業得到廣泛應用。

己有的較少關于超臨界CO2萃取元寶楓油的研究都是以元寶楓種仁為原料，該試驗以元寶楓的完整果實元寶楓翅果為原料，通過正交試驗優化確定元寶楓籽油的最佳萃取工藝條件，測定和分析其相關理化指標和脂肪酸組成，并利用吸附分離精制得到可食用的成品元寶楓籽油，旨在為其功能產品開發提供技術支持，從而充分而有效地開發與利用元寶楓果實。

1 材料與方法

1.1 儀器與設備

24 L×3/50 MPa超臨界CO2萃取設備（貴州航天烏江機電設備有限責任公司）；WF-40B萬能粉碎機（江陰市康和機械制造有限公司）；GC-2010 Plus氣相色譜儀（日本島津公司）。

1.2 材料與試劑

元寶楓翅果（批號20210101，貴州道之源生物科技有限公司）；食品級硅藻土（鄭州市臥龍化工有限公司）；食品級活性白土（河南振邦環保科技有限公司）。

1.3 方法

1.3.1 原材預處理

用WF-40B萬能粉碎機（1.2 mm篩網）將元寶楓翅果粉碎。

1.3.2 超臨界CO2萃取元寶楓籽油

準確稱取一定量的元寶楓翅果粉末于萃取釜中。調節壓力平衡，加熱萃取釜、分離釜到設定溫度，同時開啟冷機制冷。待萃取釜、分離釜的壓力達到設定值后，開始循環萃取，120 min后，從分離釜下端收集元寶楓籽油。按式（1）計算元寶楓籽油超臨界萃取的油脂萃取率。

油脂萃取率=出油率/（投料量×原材脂肪含量）×100% （1）

式中：萃取率單位，%；出油率單位，g；投料量×原材脂肪含量單位，g。

1.3.3 元寶楓籽油超臨界CO2萃取條件優化

在單因素預試驗基礎上，固定萃取溫度55 ℃、分離溫度50 ℃，選擇對元寶楓籽油超臨界CO2萃取效果影響較大的因素（萃取壓力、分離壓力、CO2流量）進行三因素三水平的正交試驗，以油脂萃取率為評價指標，確定元寶楓籽油超臨界CO2萃取的最優工藝條件，因素水平表見表1。

表1 因素水平表

1.3.4 理化指標測定

水分及揮發物含量按GB 5009.236—2016《動植物油脂 水分及揮發物的測定》方法測定；不溶性雜質含量按GB/T 15688—2008《動植物油脂 水分及揮發物的測定》方法測定；酸價按GB 5009.229—2016《食品中酸價的測定》方法測定。

1.3.5 脂肪酸分析

參照GB 5009.168—2016《食品中脂肪酸的測定》。

1.3.6 元寶楓籽油精制

取2份等量超臨界萃取的元寶楓籽油，分別加入50%硅藻土、50%活性白土混合混勻，充分攪拌10 min后，抽濾，得精制元寶楓籽油，根據GB/T 37748—2019中的質量要求考察其各項理化指標。

2 結果與分析

2.1 元寶楓籽油超臨界CO2萃取條件優化

由表2可知，對元寶楓油脂萃取率影響最大的因素為萃取壓力，其次為分離壓力、CO2流量，最優工藝組合為A3B3C3，即萃取壓力35 MPa，分離壓力14 MPa，CO2流量350 L/h。由表3可知，萃取壓力對元寶楓油脂萃取率的影響顯著（P＜0.05），分離壓力、CO2流量的影響不顯著（P＞0.05）。

表2 正交試驗設計與結果分析

表3 方差分析

2.2 驗證試驗

在最佳萃取工藝條件下（萃取壓力35 MPa、萃取溫度55 ℃、分離壓力14 MPa、分離溫度50 ℃、CO2流量350 L/h）進行3次元寶楓萃取工藝驗證，每次萃取120 min。考察元寶楓油脂萃取率，結果如表4所示。

表4 驗證試驗

經過3次工藝驗證試驗，元寶楓油脂萃取率平均值為98.65%，相對標準偏差為0.08%，表明在最佳工藝條件下，超臨界CO2萃取元寶楓籽油的工藝穩定性好。

2.3 超臨界萃取所得元寶楓籽油的品質分析

根據GB/T 37748—2019中元寶楓籽油相關理化指標的要求對試驗中采用超臨界CO2萃取所得到的元寶楓籽油進行分析測定，結果見表5。超臨界萃取所得元寶楓籽油符合原油的質量要求，除氣味和滋味達到成品油的質量要求外，其余項目（色澤、透明度、水分及揮發物含量、不溶性雜質含量及酸價）均不符合要求，表明超臨界萃取的元寶楓籽油需進行精制以進一步提升其品質。

表5 超臨界萃取元寶楓籽油理化指標

2.4 超臨界萃取所得元寶楓籽油的精制

由表6可知，活性白土在各方面的使用效果均優于硅藻土，且經活性白土吸附分離精制后的元寶楓籽油符合GB/T 37748—2019中成品油的質量標準。活性白土作為澄清劑、食用油脫色劑、吸附劑使用，可用于油脂加工工藝，是一種優良的食品加工助劑。

表6 硅藻土和活性白土對元寶楓籽油理化性質的影響

2.5 超臨界萃取所得元寶楓籽油的脂肪酸分析

超臨界萃取所得元寶楓籽油的脂肪酸組成與含量見表7。超臨界萃取所得元寶楓籽油總脂肪酸含量為95.25%，不飽和脂肪酸含量為87.26%，其中神經酸含量5.20%，飽和脂肪酸含量僅7.99%，所含的4種飽和脂肪酸為棕櫚酸（4.69%）、花生酸（0.20%）、山崳酸（0.76%）、木焦油酸（0.24%）。

表7 超臨界萃取所得元寶楓籽油的主要脂肪酸組成及含量

3 結論

超臨界CO2萃取元寶楓籽油的最佳工藝條件為萃取壓力35 MPa，萃取溫度55 ℃，分離壓力14 MPa，分離溫度50 ℃，CO2流量350 L/h，萃取時間120 min，元寶楓平均油脂萃取率達到98.65%。超臨界CO2萃取技術提供一種清潔、高效、綠色安全的元寶楓籽油制備方法，可用于工業化生產元寶楓籽油。超臨界萃取的元寶楓籽原油經活性白土吸附分離精制后可達到GB/T 37748—2019《元寶楓籽油》中成品油的質量要求，可用于日常食用。元寶楓籽油中含有豐富的不飽和脂肪酸（87.26%），其中神經酸含量為5.20%，具有提高記憶力、防止認知功能障礙、抗衰老等功效，是一種優質的食用保健用油，可廣泛用于相關功能性產品開發。