吳修利,郭春香,姜 雪,高 姍,應(yīng)王瑋
(長春大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,吉林長春130012)
索氏抽提法提取酸棗仁油的研究
吳修利,郭春香,姜 雪,高 姍,應(yīng)王瑋
(長春大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,吉林長春130012)
本實驗采用索氏抽提法,以石油醚為溶劑,研究酸棗仁油提取的工藝條件。實驗發(fā)現(xiàn),當(dāng)液料比為3∶80克/毫升,提取時間5小時,提取溫度60℃,酸棗仁油提取率最高為32.99%。GC-MS分析表明,酸棗仁油中脂肪酸含有棕櫚酸、油酸、亞油酸、硬脂酸、花生酸。
索氏抽提法;酸棗仁油;工藝優(yōu)化
酸棗仁(Semen ZiziphiSpinosae)為鼠李科棗屬植物酸棗的干燥成熟種仁,是中醫(yī)常用的安神良藥,具有養(yǎng)肝寧心、安神斂汗等功效。酸棗仁主要成分有脂肪酸、酸棗仁皂甙、黃酮類化合物、三萜類化合物、甾醇、蛋白質(zhì)、維生素C以及生物堿等[1,2]。隨著現(xiàn)代實驗手段的發(fā)展,對酸棗仁作用機制及活性成分的研究逐漸深入。研究發(fā)現(xiàn),酸棗仁油作為一種氧化穩(wěn)定性較好的油脂,是酸棗仁發(fā)揮鎮(zhèn)靜、催眠作用的有效成分,對小鼠產(chǎn)生直接催眠作用且無耐受性[3]。酸棗仁中油含量高于大豆,油中游離脂肪酸含量較高,酸值相對較高,碘值、皂化值與一般油脂接近,油中磷脂含量和大豆油、花生油接近[4]。
本實驗以酸棗仁為材料,采用索氏抽提法提取酸棗仁油,對影響酸棗仁油提油率的主要影響因素進行優(yōu)化設(shè)計試驗,從而得出提取酸棗仁油的最佳條件,旨在為酸棗仁油的大規(guī)模生產(chǎn)提供實驗依據(jù)。
1.1材料試劑與儀器
試驗材料與試劑:酸棗仁(長春益民大藥房);石油醚(分析純,天津天泰精細化學(xué)品公司)。
主要儀器:索氏提取器(SXT-02杭州匯爾儀器設(shè)備有限公司);數(shù)顯恒溫水浴鍋(DZKW北京市永光明醫(yī)療儀器廠);電熱鼓風(fēng)恒溫干燥箱(GZX-9270ME上海博訊實業(yè)有限公司);氣質(zhì)聯(lián)用色譜儀(GCMS-QP2010日本島津)。
1.2酸棗仁油含量測定及提取[5]
酸棗仁油脂含量參照GB5512-1985方法進行測定。
酸棗仁油的提取流程:酸棗仁→粉碎→過100目篩→浸提→蒸餾回收有機溶劑→烘干稱重→計算提油率
提油率=(提取油質(zhì)量/酸棗仁粉末質(zhì)量)×100%
1.3酸棗仁油脂肪酸組成GC-MS分析
1.3.1酸棗仁油甲酯化 取適量酸棗仁油水解液,加入水解液1.5倍的甲醇,加入甲醇用量2%的硫酸(催化劑),78℃下冷凝回流2.5小時。甲酯化后用95℃的熱水洗滌,除去雜質(zhì)及剩余硫酸,取上層清液進行酸棗仁油含量檢測。
1.3.2GC-MS檢測條件 取適量甲酯化的樣品溶于石油醚配成5%樣品溶液,然后用氣質(zhì)聯(lián)用色譜儀分析脂肪酸組成。色譜分析條件:GSBP-SMS石英毛細管柱(30m×0.25mm× 0.5μm)。采用程序升溫,GC柱箱溫度 190℃,最終溫度300℃,進樣口溫度 250℃,線速度 30cm/s,吹掃流量3.0mL/min,分流比40∶1。MS離子源溫度200℃,接口溫度200℃,溶劑延遲時間2分鐘。
影響酸棗仁油提取率的因素很多,如溶劑種類、顆粒直徑大小、提取溫度和時間等,本研究探討提取溫度、固液比、提取時間三個主要影響因素。通過改變單因素篩選出最適宜的提取條件,利用正交試驗進行優(yōu)化。
2.1固液比對酸棗仁油提取率的影響
提取溶劑為石油醚,稱取粉碎粒度60目的酸棗仁3克,55℃提取3小時,分析不同固液比對酸棗仁提油率的影響,結(jié)果見圖1。酸棗仁提油率隨固液比的增加基本呈平穩(wěn)趨勢,當(dāng)固液比3∶70(克/毫升)時提油率較高。索氏抽提過程溶劑量要足以完成虹吸,而且要能夠充分的溶解酸棗仁中所含的油,但溶劑量過多一方面會造成浪費,另一方面也會增加后處理負擔(dān),因此選取固液比3∶70(克/毫升)。
2.2提取溫度對酸棗仁油提取率的影響
稱取粉碎粒度60目的酸棗仁3克,固液比3∶70(克/毫升),不同提取溫度提取3小時,分析溫度對提油率的影響,結(jié)果見圖2。隨溫度的增加,提油率緩慢增加,在60℃達到最高值。由于選用的石油醚沸點為30℃~60℃,當(dāng)溫度超過60℃后,會造成石油醚回流速度過快,難以完全提取濾紙包中的油脂。綜合提油率、成本等因素選定60℃作為提取溫度。
2.3提取時間對酸棗仁油提取率的影響
稱取粉碎粒度60目的酸棗仁3克,固液比3∶70(克/毫升),在60℃提取溫度條件下,分析提取時間對提油率的影響,實驗結(jié)果見圖3。
當(dāng)提取時間從2小時增至4小時時,提油率變化較明顯。之后,隨著提取時間的延長,酸棗仁油得率變化較緩慢,這說明4小時提油基本完成。
2.4正交優(yōu)化試驗
通過對單因素的篩選,實驗確定了三因素三水平正交試驗,以提油率作為考察指標(biāo),試驗方案如下:
圖1 不同固液比對提油率的影響
圖2 不同提取溫度對提油率的影響
圖3 不同提取時間對提油率的影響
表1 正交試驗因素設(shè)計表
表2 正交試驗結(jié)果
由極差分析可知,對酸棗仁出油率的影響因素從大到小依次為:提取溫度>提取時間>固液比。提取條件的優(yōu)化組合為A3B3C2,即最佳提取工藝為提取溫度60℃,提取時間5小時,固液比為3:80(克 /毫升),該條件最大提油率為32.99%。
2.5GC-MS分析
根據(jù)酸棗仁油脂肪酸甲酯的總離子流色譜圖(TIC),通過NIST05質(zhì)譜圖庫對質(zhì)譜數(shù)據(jù)進行檢索,并結(jié)合文獻進行人工分析、鑒定,采用歸一化法得出各組分的相對含量。GC-MS分析表明,酸棗仁油中主要脂肪酸組成為:棕櫚酸15.04%,亞油酸12.77%,油酸36.73%,硬脂酸31.36%,花生酸4.11%。
以石油醚為溶劑,采取索氏抽提法提取酸棗仁油。試驗考察了固液比、提取溫度和時間等因素,選取影響酸棗仁油提取率的主要因素進行正交試驗,得到最佳提取條件溫度為60℃,提取時間為5小時和固液比為3∶80(克/毫升),該條件出油率可達32.99%。酸棗仁油GC-MS鑒定結(jié)果,其中飽和脂肪酸占46.40%,主要是棕櫚酸及硬脂酸,不飽和脂肪酸占54.60%,主要是油酸及亞油酸。
[1]祝洪艷,林海成,楊鶴,等.中心組合設(shè)計——響應(yīng)面法優(yōu)選酸棗仁總皂苷的提取工藝研究[J].食品安全質(zhì)量檢測學(xué)報,2014(11):3718-3726.
[2]張巧月,楊浩天,史賀,等.HPLC-MS法同時測定酸棗仁中9種成分[J].中草藥,2015,46(01):123-127.
[3]周永紅,王立升,李偉光.酸棗仁油理化特性及脂肪酸組成分析[J].中國油脂,2005,30(09):68-69.
[4]盧奎,張玲麗,王萌,等.酸棗仁油的理化性質(zhì)及成分分析[J].中國油脂,2006,31(08):70-72.
[5]羅程佳,林華慶,余楚欽,等.超臨界CO2萃取法、超聲法與壓榨法提取青刺果油試驗比較[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2015(29): 19-20.
吉林省教育廳吉教科合字〔2014〕第288號
TQ644
ADOI編號:10.14025/j.cnki.jlny.2016.22.029
吳修利,博士,長春大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,副教授,研究方向:天然產(chǎn)物的開發(fā)利用。