響應面法優(yōu)化扁杏仁油的提取工藝

趙陽　肖盾　楊福明　婁秀　薛寶臣　史永革

【摘 要】本試驗研究以正己烷為溶劑提取扁杏仁油的工藝。通過響應面分析對扁杏仁油的提取工藝進行優(yōu)化，得到最佳工藝參數(shù)是：提取溫度75℃、提取時間15min、料液比1：20，扁杏仁油的提取率為55.87%。

【關鍵詞】扁杏仁油；響應面法；工藝優(yōu)化

杏仁為薔薇科落葉喬木植物杏（Prunus armeuiaca）的種仁，是很好的藥食兼用植物蛋白源。杏仁分為苦杏仁和扁杏仁兩種。扁杏是優(yōu)良的木本油料樹種，主要分布在我國的東北、華北、西北地區(qū)，由于其抗寒、抗旱、易管理，使其成為“三北”地區(qū)的主要經(jīng)濟林樹種之一[1]。杏仁中含有50%～60%的油脂，其主要成分為油酸、亞油酸等不飽和脂肪酸，這些不飽和脂肪酸對降低血脂和膽固醇，促進新陳代謝，預防心血管疾病等有較好的作用[2][3]。隨著追求天然食品潮流的興起，杏仁的相關研究及產(chǎn)品的開發(fā)逐漸成為功能性食品研究領域中的一個新亮點。

目前國內(nèi)已應用超臨界CO2萃取的方法得到杏仁油，但其蛋白質未得到有效利用。由于超臨界CO2萃取的萃取壓力高，萃取效率低，并需要較長的循環(huán)次數(shù)，增加了成本，從而限制了其大規(guī)模的工業(yè)應用[4]。本研究以響應面法對提取扁杏仁油的工藝條件進行優(yōu)化，為扁杏仁油的工業(yè)化生產(chǎn)和開發(fā)利用提供參考和試驗數(shù)據(jù)[5]。

1.材料與方法

1.1材料與試劑

扁杏仁：市售，含水量4.5%。

正己烷：分析純，遼寧裕豐化工有限公司；甲醇：色譜純，Sigma公司。

1.2儀器

萬能粉碎機：WF-30B，常州市科吉制藥機械有限公司；真空干燥箱：YFZX66，上海一恒科學儀器有限公司；旋轉蒸發(fā)儀：RE-2000，深圳三利實驗儀器有限公司。

1.3試驗方法

準確稱取過40目篩網(wǎng)的杏仁粉3.0g，放入150ml的圓底燒瓶中，加入一定量的正己烷，連接冷凝回流裝置，回流萃取扁杏仁油，再用旋轉蒸發(fā)儀蒸發(fā)溶劑，真空干燥箱干燥，待冷卻后稱重，計算得率。

1.4提取試驗設計

在單因素試驗基礎上，根據(jù)Box-Benhnken中心組合試驗設計原理，選擇對扁杏仁油提取率起主要影響的提取溫度、提取時間和料液比3個因素，以扁杏仁油提取率為考察指標，進行3因素3水平共15個試驗點的響應面分析試驗。

2.結果與討論

2.1響應面以及等高線分析結果

響應面圖是響應值在各試驗因子交互作用下得到的結果，構成的一個三維空間曲面。根據(jù)回歸方程， 采用SAS 8.2統(tǒng)計軟件繪制響應曲面圖， 考察所擬合的響應曲面的形狀。如圖1～3是對提取率影響較大的兩因素交互作用的響應面。

圖1為料液比與提取溫度對提取率的影響，當提取時間為15min時，隨著料液比和提取溫度的增加，扁杏仁油的提取率先增大后減小，可確定最佳水平范圍：料液比15～25ml/g，提取溫度66～75℃。圖2為提取時間與提取溫度對提取率的影響，當料液比為20ml/g時，隨著提取時間和提取溫度的增加，扁杏仁油的提取率先增大后減小，可確定最佳水平范圍：提取時間13～19min，提取溫度66～75℃。圖3為料液比與提取時間對提取率的影響，當提取溫度為75℃時，在提取15min時扁杏仁油的提取率最大。

2.2最佳提取工藝條件

采用SAS軟件的RSREG程序對試驗模型進行分析，經(jīng)典型性分析得出最佳工藝條件為：提取溫度74.43℃、提取時間15.62min、料液比1：22.45，該條件下扁杏仁油理論提取率為56.58%。為檢驗試驗的可靠性，采用上述最佳工藝條件，同時考慮到實際操作的便利，將最佳條件修正為：提取溫度75℃、提取時間15min、料液比1：20，經(jīng)5次重復試驗，實際扁杏仁油的平均提取率為55.87%，此數(shù)值與理論預測值接近，表型該數(shù)學模型對優(yōu)化扁杏仁油的提取工藝是可行的。

3.結論

采用Box-Behnken中心組合實驗設計，對提取扁杏仁油的工藝進行了優(yōu)化，在所確定的工藝條件下扁杏仁油的提取率為55.87%。該提取工藝使用儀器簡單，操作方便，耗時少，成本低，提取率高，具有推廣價值。

【參考文獻】

[1]趙鋒，劉威生，劉寧.扁杏生產(chǎn)加上現(xiàn)狀及建議[J].中國農(nóng)業(yè)信息，2004，5：9-11.

[2]許暉，孫蘭萍，張斌，等.超臨界CO2萃取杏仁油的響應面優(yōu)化[J].中國糧油學報，2008，23（1）：93-98.

[3]馬玉花，趙忠，李科友，等.超臨界CO2流體萃取杏仁油工藝研究[J].農(nóng)業(yè)工程學報，2007，23（4）：272-275.

[4]張慧敏，孫容芳，于同泉，等.超臨界CO2流體萃取杏仁油的研究[J].糧油食品科技，2001，9（1）：29-41.

[5]Virota M，Tomaoa V，Giniesa C，et al. Microwave-integrated extraction of total fats and oils[J]. Journal of Chromatography A，2008，1196-1197：57-64.