白刺籽油的萃取及理化性質(zhì)和脂肪酸組成分析

王玉玲 馬挺軍 張建秋 曾會(huì)明

白刺籽油的萃取及理化性質(zhì)和脂肪酸組成分析

王玉玲1馬挺軍1張建秋2曾會(huì)明3

(北京農(nóng)學(xué)院食品科學(xué)學(xué)院1，北京 102206)
(吉林省白城市林業(yè)科學(xué)院2，白城 137000)
(北京林業(yè)大學(xué)林學(xué)院3，北京 100083)

以西伯利亞白刺籽為原料，應(yīng)用超臨界CO2流體萃取白刺籽油，采用正交試驗(yàn)研究了壓力、溫度、時(shí)間等對(duì)萃取效果的影響，確定了萃取白刺籽油的最佳條件:壓力30 MPa，溫度30℃，時(shí)間150 min。對(duì)超臨界萃取的白刺籽油進(jìn)行了理化性質(zhì)及GC/MS分析，結(jié)果顯示，酸價(jià)為3．36 mgKOH/g、過(guò)氧化值為0．48 g/100 g、碘值為143．2 g/100 g、皂化值為196 mg/g、水分及揮發(fā)物含量為0．12 g/100 g，其中共檢測(cè)出11種脂肪酸，占總脂肪酸質(zhì)量的70．75%，說(shuō)明超臨界CO2萃取的白刺籽油工藝穩(wěn)定可靠，并具有極高的應(yīng)用價(jià)值，為進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用白刺提供了參考依據(jù)。

白刺籽 超臨界CO2 正交 理化性質(zhì) GC/MS

白刺屬植物是蒺藜科的一個(gè)古老小屬，為多分枝的耐鹽喜潛水的旱生落葉小灌木，根據(jù)化石花粉研究屬第三紀(jì)孑遺植物，是中亞大陸荒漠地帶的典型植被。白刺果實(shí)在民間被用于治療脾胃虛弱、神經(jīng)衰弱、消化不良、感冒等癥狀［1］，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)唐古特白刺果具有調(diào)解血糖、血脂，降血壓，提高人體免疫力，抗疲勞、抗寒冷，增進(jìn)睡眠程度等功效［2］，葉則作為民間藥，用于治療痙攣、神經(jīng)痛和心律不齊等癥［3］。在利用白刺果實(shí)的時(shí)候，能產(chǎn)生大量的白刺種籽，白刺籽油中含有多種營(yíng)養(yǎng)成分和活性物質(zhì)，具有較大的開(kāi)發(fā)利用價(jià)值，本試驗(yàn)采用超臨界CO2提取西伯利亞白刺籽油，設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)確定其最佳工藝，并對(duì)在此條件下萃取的白刺籽油進(jìn)行理化性質(zhì)和脂肪酸組成的分析，以期為工業(yè)生產(chǎn)及開(kāi)發(fā)利用白刺籽油提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1．1 材料與儀器

西伯利亞白刺種子:白城市林業(yè)科學(xué)院。

超臨界二氧化碳萃取儀:美國(guó)Applied Separations公司;二氧化碳食用級(jí)99．999%:北溫氣體制造廠(chǎng);電子精密天平:上海第二天平儀器廠(chǎng);高速萬(wàn)能粉碎機(jī)FW100型:天津市泰斯特儀器有限公司;DH－101電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱:天津市中環(huán)實(shí)驗(yàn)電爐有限公司;PE AutoSystem XL－TurbeMass GC/MS聯(lián)用儀:美國(guó)PE公司;毛細(xì)管色譜柱SE254型(30 m×0．25 mm×0．25μm):美國(guó)SULPECO公司。

1．2 研究方法

1．2．1 白刺籽油的提取

取清理去雜后的白刺種子，在105℃的干燥箱中烘烤2 h后粉碎，過(guò)60目篩，備用。

將一定量的白刺種子粉末倒入萃取釜中，調(diào)節(jié)系統(tǒng)的壓力、溫度、時(shí)間在設(shè)定的條件下，靜態(tài)萃取30 min后，保持CO2流速2．5 L/min，達(dá)到設(shè)定時(shí)間后，從出料口收集產(chǎn)物并計(jì)算萃取得率。

萃取得率=得油量/白刺粉末量×100%

1．2．2 白刺籽油的理化性質(zhì)分析

酸價(jià)按GB/T 5528—2008測(cè)定，碘值按GB/T 5532—2008，皂化值按GB/T 5534—2008測(cè)定，過(guò)氧化值按GB/T 5009．37—2003測(cè)定，水分及揮發(fā)值含量按GB/T 9696—2008測(cè)定。

1．2．3 油脂的甲酯化

精密稱(chēng)100 mg油樣，置于具塞試管中，加入0．5 mol/L氫氧化鉀－甲醇溶液1 mL，邊震蕩邊60℃水浴中保溫30 min;再加入三氟化硼與甲醇溶液(1∶2)1 mL，邊震蕩邊在60℃水浴中保溫30 min;然后加入1 mL石油醚，充分震蕩，加入5 mL飽和食鹽水，取最上層清液(石油醚層)注入毛細(xì)管色譜儀進(jìn)行分析。

1．2．4 色譜條件

氣相色譜分析條件:FID檢測(cè)器溫度280℃，進(jìn)樣口溫度250℃，氦氣作為載氣，柱頭壓力100 kPa，分流比1∶30，進(jìn)樣量1．0μL，程序升溫條件為:起始溫度80℃，以4℃/min升至240℃，保溫10 min。

質(zhì)譜條件:EI離子源，電子能量70 eV，離子源溫度180℃，傳輸線(xiàn)溫度230℃;光電倍增器電壓260 V，掃描范圍30～450 amu。

2 結(jié)果與分析

2．1 白刺籽油提取工藝的設(shè)計(jì)

綜合各方面的考慮，根據(jù)預(yù)試驗(yàn)的結(jié)果，選擇萃取壓力(A)、溫度(B)、時(shí)間(C)為考察因素，每個(gè)因素取3個(gè)水平，白刺籽油萃取率為考察指標(biāo)，選用L9(34)正交表進(jìn)行試驗(yàn)，見(jiàn)表1和表2。

表1 因素水平表

表2 L9(34)正交試驗(yàn)結(jié)果

表3 方差分析表

根據(jù)超臨界萃取得率的考察結(jié)果可知，以超臨界萃取得率為指標(biāo)，極差(R)A＞C＞B＞D，從方差分析結(jié)果可知，A(萃取壓力)為顯著性影響因素，是萃取條件中影響最大的，其次為C(萃取時(shí)間)，B(萃取溫度)在所考察的因素中影響最小。由直觀(guān)分析可看出最終最佳的工藝條件為A3B1C3，即壓強(qiáng)30 MPa，溫度30℃，時(shí)間150 min。

在最佳工藝條件下，對(duì)另一批樣品進(jìn)行萃取，平均得率是10．2%，證明該工藝穩(wěn)定。

2．2 超臨界萃取白刺籽油的理化特性

有研究報(bào)道，以超臨界萃取的唐古特白刺白刺籽油中含有豐富的保健成分，其中不飽和脂肪酸高達(dá)95%以上，而亞油酸接近70%［4］，亞油酸是人體不能合成的一種必須氨基酸，由于其具有降低血液膽固醇，預(yù)防動(dòng)脈硬化等作用，而備受關(guān)注。其他的不飽和脂肪酸同樣具有多種營(yíng)養(yǎng)保健作用，如多不飽和脂肪酸可以提高免疫功能［5－6］，可以顯著降低空腹血漿三酰甘油濃度［7］，對(duì)降低餐后血脂水平的作用也很強(qiáng)［8］，每天攝入0．8～1．5 g的亞麻酸可顯著降低心肌梗死的危險(xiǎn)性對(duì)冠心病有特殊的預(yù)防作用［9］等。白刺籽油理化特性見(jiàn)表4。

表4 白刺籽油的品質(zhì)分析

2．3 超臨界萃取白刺籽油脂肪酸組成及含量

經(jīng)氣－質(zhì)聯(lián)用檢測(cè)，超臨界提取白刺籽油的脂肪酸組成如表5。從表5可見(jiàn)，從白刺籽油中檢測(cè)出11種脂肪酸，占總質(zhì)量的70．75%，其中最多的是二十八烷、三十五烷、二十四烷，說(shuō)明其中含有豐富的飽和脂肪酸，飽和脂肪酸可以增加人體內(nèi)的膽固醇和中性脂肪，為人體提供能量，若飽和脂肪酸攝入不足，會(huì)使人的血管變脆，易引發(fā)腦出血、貧血、易患肺結(jié)核和神經(jīng)障礙等疾病。同時(shí)，白刺籽油還含有9．35%的油酸，3．7%的亞油酸，油酸可有效的預(yù)防和治療冠心病、高血壓等心血管疾病的發(fā)生，亞油酸也具有預(yù)防膽固醇過(guò)高、改善高血壓、預(yù)防心肌梗死、預(yù)防膽固醇造成的膽結(jié)石和動(dòng)脈硬化的作用，試驗(yàn)中測(cè)得的亞油酸的含量與索有瑞等人測(cè)的有些差別，可能是因?yàn)樗x用的白刺品種不同，產(chǎn)地不同，生活的環(huán)境不同，但兩者都含豐富的保健成分。因此，白刺籽油經(jīng)精煉和安全性評(píng)價(jià)后，可作為優(yōu)質(zhì)油加以開(kāi)發(fā)利用。

圖1 白刺籽油中的脂肪酸GC－MS圖

表5 白刺籽油的脂肪酸組成

3 結(jié)論與討論

3．1 采用超臨界萃取白刺籽油，在操作過(guò)程中沒(méi)有溶劑污染，提取效率高，不會(huì)對(duì)營(yíng)養(yǎng)成分造成破壞，符合人們對(duì)食品食用的安全，通過(guò)用正交試驗(yàn)的方法優(yōu)選了超臨界CO2萃取白刺籽油的最佳工藝條件是壓強(qiáng)30 MPa，溫度30℃，時(shí)間150 min。

3．2 對(duì)超臨界萃取的白刺籽油進(jìn)行理化試驗(yàn)分析，酸價(jià)為3．36 mgKOH/g、過(guò)氧化值為0．48 g/100 g、碘值為143．2 g/100 g、皂化值為196 mg/g、水分及揮發(fā)物含量為0．12 g/100 g。本試驗(yàn)測(cè)得的油脂的各項(xiàng)指標(biāo)均在食用油標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)，所以白刺并及及時(shí)處理白刺種籽可以作為提取優(yōu)質(zhì)食用油的原料。

3．3 經(jīng)GC/MS分析得知，白刺籽油中含有11種脂肪酸，占總質(zhì)量的70．75%，既含有豐富的飽和脂肪酸，也含有不飽和脂肪酸，具有很高的營(yíng)養(yǎng)作用，可作為優(yōu)質(zhì)油加以開(kāi)發(fā)利用。

［1］Duan JA，Williams ID，Che CT，et al．Tangutorine:A Novel Carboline Alkaloid from Nitraria tangutorum［J］．Tetr ahedron Letters，1999，40:2591

［2］索有瑞，李玉林，王洪倫，等．柴達(dá)木盆地唐古特白刺果實(shí)調(diào)節(jié)免疫，抗疲勞和耐寒冷作用研究［J］．天然產(chǎn)物研究與開(kāi)發(fā)，2005，17(6):717－720

［3］Heikila RE，Maldonoto A，Clatrs CR．The prevention of alloxan－induced diabetes by amygdalin［J］．Life Sci．1980，27:659

［4］Suo Yourui，Gao Hang，Wang Hanqing．Chinese Nitraria tangutorum Bobr．:chemical constituents of seed oil extracted by SFE－CO2［J］．Natural Prodcut Research and Development 2004，16(1):16－18

［5］Endres S．n－3 Polyunsaturated fatty acids and human cytokine synthesis［J］．Lipids，1996，31:239－242

［6］Watanabe S，Sakai N，Yasui Y，et al．Ahigh alpha－linolenate diet suppresses antigen－induced immunoglobulin E response and anaphylactic shock in mice［J］．Journal of Nutrition，1994，124:1566－1573

［7］Nestel PJ．Effects of n－3 fatty acids on lipid metabolism［J］．Annual Review of Nutrition，1990，(10):149－167

［8］Griffin BA，Zampelas A．Influence of dietary fatty acids on the atherogenic lipoprotein phenotype［J］．Nutrition Research Reviews，1995，(8):1－26

［9］Ascherio A，Rimm EB，Giovannucci EL，et al．Dietary fat and risk of coronary heart disease in men:cohort follow up study in the United States［J］．British Medical Journal，1996，313:84－90．

Nitraria Seed Oil Extraction and Analysis of Physical and Chemical Properties and Composition of Fatty Acid

Wang Yuling1Ma Tingjun1Zhang Jianqiu2Zeng Huiming3
(College of Food Science，Beijing University of Agriculture1，Beijing 102206)
(College of Forestry Science in Baicheng city，Jilin Province2，Baicheng 137000)
(College of Forestry，Beijing Forestry University3，Beijing 100083)

This article uses Siberian nitraira seed oil as materials，and uses the supercritical CO2fluid extraction technology to extract nitraria seed oil．It also uses the orthogonal test to study the effects of pressure，temperature，and time．It confirms the best conditions of nitraria seed oil's extraction are that:the pressure is 30 MPa;the temperature is 30℃;and the time is 150 minutes．By analyzing the supercritical extraction of nitraria seed oil's physical and chemical properties and GC/MS，it can show that:the acid value is 3．36 mgKOH/g;the peroxide value is 0．48 g/100 g;the iodine value is 143．2 g/100 g;the saponification value is 196 mg/g;and the moisture and volatile matter content is0．12 g/100 g．There are11 kinds of fatty acids detected，and the quality occupies70．75%of the total fatty acids，which indicates that supercritical CO2extraction process of the nitraria seed oil is stable and reliable，and it has a very high application value，providing a reference for the further development and utilization．

nitraria seed，supercritical CO2，orthogonal，physical and chemical properties，GC/MS

TS224．4

A

1003－0174(2012)08－0039－04

2011－10－19

王玉玲，女，1987年出生，碩士，天然產(chǎn)物提取與利用

馬挺軍，男，1973年出生，副教授，天然產(chǎn)物提取與利用