覃文霞 李昌寶 辛明 王海波 鄭娟梅 王警 王建剛 黃慧玲

摘要：以百香果（Passiflora coeruleaL）子油的得率作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，選擇料液比、時(shí)間、溫度進(jìn)行單因素試驗(yàn)，在其基礎(chǔ)上利用響應(yīng)面法優(yōu)化百香果子油的提取條件，并用氣相色譜一質(zhì)譜法（GC-MS）測(cè)定所提取油脂的脂肪酸組成。結(jié)果表明，最佳工藝條件為料液比1：30（m：V），提取時(shí)間20 min，搖床溫度23℃，此條件下百香果子油提取得率為22.37%。百香果子油中含有19種脂肪酸，其中不飽和脂肪酸相對(duì)含量為84. 12%，飽和脂肪酸相對(duì)含量為15.88%，主要成分是亞油酸甲酯（60.51%）和反-9-十八碳烯酸甲酯（22.05%）。采用響應(yīng)面法優(yōu)化的奈件進(jìn)行提取，可得到較高的百香果子油得率，通過(guò)GC-MS分析所得百香果子油的脂肪酸成分不被破壞，這是一種簡(jiǎn)單、高效且對(duì)有效成分無(wú)損的方法。

關(guān)鍵詞：百香果（Passiflora coerulea L）子油;提取;響應(yīng)面法;脂肪酸;氣相色譜一質(zhì)譜法（GC-MS）

中圖分類號(hào)：TS224.4

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：0439-8114（ 2020）12-0134-05

D01：10.1408 8/j .cnki.issn0439-8114.2020.12.030

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

百香果（Passiflora coerulea L.），又名西番蓮，主要種植于中國(guó)南方等地區(qū)，其果肉含有豐富的果汁，且能散發(fā)出多種香味，因此被譽(yù)為百香果[1]。百香果的果肉營(yíng)養(yǎng)豐富，味道鮮美，因此飲料市場(chǎng)對(duì)百香果的需求越來(lái)越大，但大部分百香果子在加工過(guò)程中被作為廢棄物丟棄，不僅污染環(huán)境還造成了百香果資源的浪費(fèi)。近年來(lái)，關(guān)于提取百香果子油脂的研究有所進(jìn)展[2-4]，其提取方法逐漸增多，百香果子在油脂市場(chǎng)上應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)逐漸顯現(xiàn)，對(duì)百香果加工副產(chǎn)物的再利用具有重要意義。常用油脂的提取方法有浸提法、生磨法、生榨法、熟榨法、索氏提取法、水蒸氣蒸餾法、超臨界CO2萃取法、超聲波輔助提取法、微波輔助提取法、固相微萃取分離法等[5-7]，其中利用振搖法提取百香果子中的油脂鮮有報(bào)道，為了探究不同提取方法對(duì)百香果子油脂提取效率和化學(xué)成分的影響，本研究采用振搖法對(duì)其進(jìn)行提取，通過(guò)響應(yīng)面法優(yōu)化工藝，并用GC-MS對(duì)所得百香果子油進(jìn)行脂肪酸成分分析，開發(fā)百香果加工副產(chǎn)物百香果子油脂的食用功效[8，9]，為研制食用油、化妝品、保健食品提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

百香果子，石油醚（沸點(diǎn)30-60℃）、正己烷、乙酸乙酯、乙醚均為分析純。

電子天平（Sartorius公司，型號(hào)QUINTIX313-ICEU）;刀式研磨儀（Retsch公司，型號(hào)GM200）;搖床（Grant公司，型號(hào)OLS200）;超聲清洗儀（Elma公司，型號(hào)S300H）;旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（BUCHI公司，型號(hào)R-300）;氣相色譜三重四極桿質(zhì)譜聯(lián)用儀（日本島津公司，型號(hào)GC-TQ8040）。

1.2方法

1.2.1 百香果子油脂的提取工藝 將百香果子粉碎后，精密稱取5.000 0 g，加入提取溶劑，搖勻后放人搖床提取，上清液全部轉(zhuǎn)移至濾紙過(guò)濾，將所得濾液旋蒸至恒重，得到百香果子油脂。

1.2.2百香果子油脂提取得率的計(jì)算計(jì)算公式為Y=（m，-m1）/m0x1 00%，式中，Y，為提取得率;m1為空瓶質(zhì)量;m2為旋蒸后空瓶的質(zhì)量+油樣的質(zhì)量;m0為百香果子粉末質(zhì)量。

1.2.3 單因素試驗(yàn)考察提取溶劑（乙酸乙酯、乙醚、石油醚、正己烷）、提取方式（超聲波輔助提取法和振搖法）、料液比（1：5、1：10、1：15、l：20、1：25、1：30、1：35，m：V，下同）、時(shí)間（5、10、15、20、25、30、35 min）、溫度（5、10、15、20、25、30℃）、振搖速率（80、100、120、140、160、180、200 r/min）對(duì)提取百香果子油脂提取得率的影響。在進(jìn)行某一單因素考察時(shí)，保持其他因素水平一致。

1.2.4 響應(yīng)面法優(yōu)化試驗(yàn)設(shè)計(jì) 經(jīng)上述各種提取方法的單因素試驗(yàn)結(jié)果分析后，以百香果子油脂提取得率作為考察指標(biāo)，進(jìn)行響應(yīng)面Box-Benhnken優(yōu)化試驗(yàn)。

1.2.5脂肪酸的甲酯化試驗(yàn)精密稱百香果子油脂100 mg于25 mL比色管中，加入5 mL正己烷溶解，振搖2 min;試樣溶解后加入0.5 mol/L的KOH-甲醇溶液0.5 mL，搖勻;40℃超聲波處理20 min;加5mL去離子水于比色管中，輕輕搖勻;轉(zhuǎn)移至離心管中，用4 600 r/min離心10 niin;吸取上層液于2.0 g無(wú)水硫酸鈉中干燥，振搖混勻靜置，取上清液過(guò)0.22 μm有機(jī)相濾膜后待GC-MS分析。

1.2.6 CC-MS儀器條件 色譜柱TR-FAME （100 mX0.25 mmx0.2 μm）;載氣為氦氣（gg.ggg%）;流速為1.0 mL/min;進(jìn)樣量為1.0 μL，分流比為10：1;進(jìn)樣口溫度250℃;程序升溫為80℃保持2 min，以30℃/min速率升溫至140℃，保持l min;以20C/min速率升溫至240℃，保持5 min;離子源溫度為220℃;接口溫度為250℃;溶劑延遲5.5 min;采集模式為SCAN模式;質(zhì)量掃描范圍為40 - 450 m/z。

2 結(jié)果與分析

2.1 百香果子油脂提取單因素試驗(yàn)

2.1.1 提取溶劑的確定稱取百香果子粉末4份，分別加入石油醚、正己烷、乙酸乙酯、乙醚進(jìn)行提取，結(jié)果如圖1所示，可以看出乙酸乙酯的百香果子油脂提取得率最高，但是所得油脂含較多沉淀雜質(zhì);石油醚和乙醚的百香果子油脂提取得率次之，而乙醚揮發(fā)性強(qiáng)且對(duì)試驗(yàn)操作者健康危害較大;正己烷提取百香果子油脂的提取得率較低。所以，選用石油醚作為本試驗(yàn)的固定提取溶劑。

2.1.2 超聲波輔助提取法與振搖法的比較 由圖2可知，雖然超聲波助提取法提取百香果子油脂的提取得率相對(duì)高一些，但是與振搖法提取的提取得率差別不大，而且超聲波輔助提取法提取不利于控制溫度，使得低沸點(diǎn)石油醚沸騰溢出。所以，本研究采用振搖法提取百香果子油脂作為后期的試驗(yàn)操作。

2. 1.3料液比對(duì)百香果子油脂提取得率的影響 由圖3可知，隨著提取溶劑的增加，百香果子油脂提取得率逐漸增大，在料液比達(dá)1：25后提取得率增加不明顯。為了節(jié)約成本和減少后期操作步驟，選擇1：25的料液比作為此單因素試驗(yàn)的最佳條件。

2. 1.4提取時(shí)間對(duì)百香果子油脂提取得率的影響由圖4可知，在5-20 min，隨著提取時(shí)間的增加百香果子油脂的提取得率上升，但在20 min后提取得率隨時(shí)間增加而下降。這可能是由于到達(dá)一定時(shí)間后，油脂會(huì)被反吸附回百香果子上。所以，選擇20min作為此單因素的最佳條件。

2.1.5提取溫度對(duì)百香果子油脂提取得率的影響如圖5所示，隨著提取溫度的升高，百香果子油脂的提取得率先增大后減小。當(dāng)溫度在15-25℃，提取得率較大且趨于穩(wěn)定。當(dāng)提取溫度超過(guò)25℃后，提取得率迅速下降，這是由于溫度過(guò)高導(dǎo)致溶劑的快速揮發(fā)而造成的。所以，選擇20℃為最佳提取溫度。

2.1.6 振蕩速率對(duì)百香果子油脂提取得率的影響由圖6可知，隨著振蕩速率的提升，百香果子油脂的提取得率都在22%左右，變化不大，此項(xiàng)因素對(duì)提取得率基本無(wú)影響。

2.2 百香果子油脂提取響應(yīng)面法優(yōu)化試驗(yàn)

2.2.1 響應(yīng)面設(shè)計(jì)及試驗(yàn)結(jié)果根據(jù)溶劑選擇和提取方式的試驗(yàn)結(jié)果，確定將石油醚作為提取溶劑，振搖提取百香果子油脂。由于振搖速率對(duì)提取得率基本無(wú)影響，所以選擇料液比（A）、提取時(shí)間（B）、提取溫度（C）3個(gè)對(duì)百香果子油脂提取得率影響較大的因素。根據(jù)響應(yīng)面Box-Benhnken試驗(yàn)原理，以百香果子油脂的提取得率（Y）為判斷指標(biāo)，進(jìn)行三因素三水平響應(yīng)面優(yōu)化。各因素和水平見(jiàn)表1，具體試驗(yàn)設(shè)計(jì)和提取得率見(jiàn)表2。

2.2.2 模型的建立及顯著性分析 運(yùn)用Design-Ex-pert8.05b軟件對(duì)17組試驗(yàn)響應(yīng)值進(jìn)行多元回歸擬合，并對(duì)模型進(jìn)行方差分析（表3），得到的二次多項(xiàng)回歸方程為Y= 22.01+0.67A+0.40B+O. 16C-0.47AB+0.8IAC-0.17BC-0.69A：-0.7 882-0.68C2。 由表3可知，模型擬合的二次回歸方程極顯著（P<0.000 1），并且R2=0.992 1，R2=0.981 9，說(shuō)明模型與實(shí)際試驗(yàn)擬合得很好，用該方程模擬真實(shí)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行可行性分析。由方差分析結(jié)果可知，A和B項(xiàng)的P<0.01說(shuō)明影響極顯著，C項(xiàng)的P<0.05說(shuō)明影響顯著;AB和AC的P<0.01，說(shuō)明AB及AC的交互作用影響極顯著;BC的P<0.05，說(shuō)明BC兩項(xiàng)的交互作用顯著。由AB、AC、BC項(xiàng)的F值可知，各因素的交互作用對(duì)百香果子油脂提取得率的影響程度順序?yàn)锳C >AB> BC。失擬項(xiàng)的P=0.473 4（P> 0.05）說(shuō)明影響不顯著。所以，該模型能很好地預(yù)測(cè)百香果子油脂提取工藝的各參數(shù)與油脂提取得率的關(guān)系。

料液比對(duì)百香果子油脂的提取得率影響最大，其次是提取時(shí)間，影響最小的是提取溫度。由F值可得到各因素對(duì)百香果子油脂提取得率影響程度的順序?yàn)榱弦罕?提取時(shí)間>提取溫度。

2.2.3響應(yīng)面分析3個(gè)因素交互作用的響應(yīng)面如圖7、圖8、圖9所示。料液比、提取溫度和提取時(shí)間的交互作用對(duì)百香果子油脂的提取得率的影響顯著，與以上顯著性分析結(jié)果一致。

2.2.4百香果子油脂最優(yōu)提取工藝的驗(yàn)證響應(yīng)面法預(yù)測(cè)的最優(yōu)工藝條件為料液比1：29.5，提取時(shí)間為19.56 min，提取溫度為23.3℃，在此條件下可獲得的百香果子油脂提取得率為22.352 6%。為方便操作，選擇石油醚作為提取溶劑，料液比1：30，提取時(shí)間20 min，提取溫度23℃，振搖速率140 r/min，進(jìn)行3次驗(yàn)證性試驗(yàn)，得出的油脂提取率平均值為22.37%，與響應(yīng)面法的預(yù)測(cè)值基本一致，說(shuō)明響應(yīng)面法優(yōu)化的工藝準(zhǔn)確可靠。

2.3百香果子油脂中脂肪酸組成的定性和定量分析

用氣相色譜一質(zhì)譜聯(lián)用儀對(duì)百香果子油脂的脂肪酸組成進(jìn)行定性定量分析。通過(guò)NIST譜庫(kù)對(duì)質(zhì)譜圖進(jìn)行檢索，并對(duì)其進(jìn)行人工解譜分析，確定百香果子油脂中的脂肪酸成分，按面積歸一化法進(jìn)行定量分析，求得各脂肪酸成分的相對(duì)百分含量（表4）。百香果子油脂中含19種脂肪酸，其中不飽和脂肪酸10種，占總脂肪酸84.12%;飽和脂肪酸9種，占總脂肪酸組成的15.88%，其中主要成分是亞油酸甲酯（60.51%）和反-9-十八碳烯酸甲酯（22.05%）。

3 小結(jié)

采用振蕩法提取百香果子油脂，以石油醚為提取溶劑，通過(guò)響應(yīng)面法得到最優(yōu)工藝條件為料液比1：30，提取時(shí)間20 min，提取溫度23℃，提取得率為22.37%，與預(yù)測(cè)值基本一致。所得油脂具有百香果本身特有的芳香氣味，顏色清亮，呈淡黃色，質(zhì)地黏稠呈油液狀。百香果子油脂中含有豐富的脂肪酸，通過(guò)GC-MS分析可知，不飽和脂肪酸有10種，飽和脂肪酸有9種。其中，不飽和脂肪酸占總脂肪酸84.12%，亞油酸是人體必需脂肪酸，其含量在60%以上，可以作為植物油應(yīng)用于化妝品、保健食品、食用油等。本研究采用振搖法提取百香果子中的油脂，該法能使原料與提取溶劑充分接觸，油脂迅速溶解于溶劑中，且具有操作簡(jiǎn)單、提取效率高等優(yōu)點(diǎn)。

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基金項(xiàng)目：廣西一東盟食品藥品安全檢驗(yàn)檢測(cè)中心科學(xué)研究項(xiàng)目（ KY201905）

作者簡(jiǎn)介：覃文霞（1988-），女，廣西南寧人，T程師，碩士，主要從事食品藥品安全檢測(cè)T作，（電話）17776678663（電子信箱）79967727@qq.com;通信作者，王海波（1981-），男，廣西南寧人，副主任藥師，碩士，主要從事食品藥品安全檢測(cè)T作，（電話）17776678559（電子信箱）76494235@qq.com。