制油工藝對(duì)山蒼子核仁油組分含量的影響

劉汝寬，唐 松，肖志紅，張愛(ài)華，李培旺,3，孫付保，李 輝，李昌珠，夏 栗

（1. 湖南省林業(yè)科學(xué)院， 湖南 長(zhǎng)沙 410004； 2. 湖南生物油脂工程技術(shù)研究中心，湖南 長(zhǎng)沙 410004；

3. 木竹資源高效利用湖南省高校2011協(xié)同創(chuàng)新中心，湖南 長(zhǎng)沙 410004；4. 湖南省農(nóng)林工業(yè)勘察設(shè)計(jì)研究總院，湖南 長(zhǎng)沙 410007）

制油工藝對(duì)山蒼子核仁油組分含量的影響

劉汝寬1,2，唐 松2，肖志紅1，張愛(ài)華1，李培旺1,3，孫付保2，李 輝1，李昌珠1,2，夏 栗4

（1. 湖南省林業(yè)科學(xué)院， 湖南 長(zhǎng)沙 410004； 2. 湖南生物油脂工程技術(shù)研究中心，湖南 長(zhǎng)沙 410004；

3. 木竹資源高效利用湖南省高校2011協(xié)同創(chuàng)新中心，湖南 長(zhǎng)沙 410004；4. 湖南省農(nóng)林工業(yè)勘察設(shè)計(jì)研究總院，湖南 長(zhǎng)沙 410007）

為提高山蒼子的資源化利用率，本文以山蒼子提取精油后的加工副產(chǎn)物山蒼子核仁為原料，開展了不同制油工藝對(duì)其內(nèi)油脂萃取效果及脂肪酸組成的影響研究。結(jié)果表明：山蒼子核仁含油率為 35.7%，壓榨毛油得率為 26.2%，而采用石油醚浸提后殘粕內(nèi)幾乎不含油，提取率高。此外，采用 GC-MS 分析法測(cè)定山蒼子核仁油的脂肪酸組成，對(duì)照結(jié)果發(fā)現(xiàn)浸提法能實(shí)現(xiàn)油脂的高效萃取，所得核仁油中飽和脂肪酸含量少于機(jī)械壓榨制備的核仁油，不飽和脂肪酸（主要為油酸和亞油酸）近 40%；而月桂酸（十二烷酸）含量為 34.83%，比壓榨法得到的月桂酸含量 46% 低，這些關(guān)鍵數(shù)據(jù)為提高山蒼子核仁的資源化利用率提供了數(shù)據(jù)支撐。

山蒼子；核仁油；壓榨；脂肪酸；GC-MS

山蒼子（Litsea cubeba）別名：山雞椒、山蒼樹和木姜子，中藥名為畢澄茄，為樟科木姜子屬的落葉灌木或小喬木，是一種豐富的木本油料資源，以其果實(shí)的實(shí)用和藥用作用而享有盛名［1］，廣泛分布在我國(guó)湖南、湖北、四川、云南、貴州、廣東、廣西、江西、重慶等地。作為我國(guó)南方特有的香料植物資源之一，山蒼子中含有 4% ～ 8% 精油和 20% ～ 50% 核仁油。其中，精油中富含的檸檬醛（60% ～ 80%）是合成紫羅蘭酮、鳶尾酮等名貴香料的理想原料，山蒼子精油的高效制備成為了目前山蒼子資源開發(fā)利用的主流［2-3］。但是，對(duì)于提取精油后山蒼子核仁的利用卻鮮有報(bào)道，常被直接焚燒或丟棄，既浪費(fèi)資源又污染環(huán)境。

山蒼子核仁中含有豐富的天然油脂、粗蛋白質(zhì)、粗脂肪、粗纖維、鈣、磷等物質(zhì)［4］，其油脂肪酸組成與椰子油相似，主要為月桂酸（～ 60%）和癸酸（～ 20%）［5］，故可以部分替代椰子油成為合成表面活性劑、食品添加劑和生物柴油等重要原料，進(jìn)而惠及廣大山蒼子種植和加工地區(qū)的林農(nóng)以及企業(yè)，從而產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益［6］。

目前，山蒼子核仁油的制備主要有兩種，機(jī)械壓榨和有機(jī)溶劑浸提［5,7］。但是，相關(guān)的研究報(bào)道均是以山蒼子核仁油得率為指標(biāo)判斷制油工藝的好壞與否，而對(duì)其組成成分的變化則關(guān)注較少，造成了結(jié)論的片面性，進(jìn)而影響了山蒼子核仁油的高效制備。

鑒于此，本文在針對(duì)其他油料壓榨和浸提制油研究的基礎(chǔ)上［8-11］，以山蒼子加工剩余物為原料，運(yùn)用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)分別測(cè)定壓榨制取和石油醚萃取的山蒼子核仁油中脂肪酸的組成成分，以期探索出山蒼子加工剩余物中核仁油高效制備的合理途徑，同時(shí)也為山蒼子核仁油中月桂酸、癸酸的利用提供必要的化學(xué)基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與設(shè)備

1.1.1 試驗(yàn)材料 山蒼子蒸餾加工副產(chǎn)物，（主要是山蒼子核仁，自然風(fēng)干）；氫氧化鈉、甲醇、石油醚（30～60 ℃）和氯化鈉等化學(xué)試劑均為分析純，正己烷為色譜純（國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司（上海））；三氟化硼甲醇溶液（14% wt）（上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司）；蒸餾水為實(shí)驗(yàn)室自制。

1.1.2 試驗(yàn)設(shè)備 單螺旋榨油機(jī)（XLK-2010）（湖南省林業(yè)科學(xué)院）；脂肪測(cè)定儀（SZF-06A）（浙江托普儀器有限公司）；天平（AB104-N）（梅特勒-托利多國(guó)際貿(mào)易（上海）有限公司）；電熱鼓風(fēng)烘箱（101-E）（上海和呈儀器制造有限公司）；Focus DSQⅡ氣-質(zhì)聯(lián)用儀（Thermo Fisher Scientific Inc.）；高性能粉碎機(jī)（山東青州市精誠(chéng)機(jī)械制造有限公司）。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 壓榨制取山蒼子核仁油 準(zhǔn)確稱取一定量山蒼子加工副產(chǎn)物，置于單螺旋榨油機(jī)內(nèi)，待壓榨完成得到山蒼子核仁餅，將收集的毛油經(jīng)并過(guò)濾，置于 4 ℃ 冰箱內(nèi)密封保存［12］。

1.2.2 有機(jī)溶劑浸提制取山蒼子核仁油 準(zhǔn)確稱取一定量山蒼子加工副產(chǎn)物，置于索氏抽提器內(nèi)，并加入適量石油醚，60 ℃ 加熱回流提取 8 h 后，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)回收石油醚，得到山蒼子核仁油，置于 4 ℃ 冰箱內(nèi)密封保存。

1.2.3 樣品理化指標(biāo)的測(cè)定

（1）山蒼子加工副產(chǎn)物成分測(cè)定

水分：GB/T 14489.1—2008；粗脂肪含量：GB/T 14488.1—2008。

（2）山蒼子核仁油中脂肪酸組成測(cè)定

采用三氟化硼甲酯化法對(duì)山蒼子核仁油中脂肪酸進(jìn)行衍生化（執(zhí)行 GB/T 17376-2008），通過(guò) GC-MS 對(duì)其脂肪酸組成進(jìn)行定性［13-14］。GC-MS 條件：EI 源；電離電壓 70 eV，離子源溫度 200 ℃，掃描范圍 40～350 aum。色譜條件：FID 檢測(cè)器，DB-5 毛細(xì)管柱，30 m×320 um×0.5 um；氮?dú)猓?9.999 9%）為載氣，流速 1.5 mL/min；柱前壓 0.171 MPa，進(jìn)樣口溫度 250 ℃，分流比50 : 1，柱溫 250 ℃（保持 15 min）。

2 結(jié)果與分析

2.1 山蒼子核仁壓榨前后組分含量變化

對(duì)比測(cè)定山蒼子核仁壓榨前后水分、油脂含量的變化，其結(jié)果見(jiàn)圖 1。

由圖 1 知，山蒼子核仁含水率和含油率分別達(dá)到 6.6% 和 35.7%。然而，本試驗(yàn)原料山蒼子核仁的含油率較之其他報(bào)道（～ 44%）略有降低［3,6］，這可能是由于山蒼子產(chǎn)地及前期精油提取工藝的不同造成的。同時(shí)，山蒼子核仁經(jīng)過(guò)機(jī)械壓榨出油后，分離得到山蒼子核仁餅，其含水率及殘油率分別為 8.7% 和 19.7%，計(jì)算知山蒼子核仁油中幾乎不含水分，有利于山蒼子核仁油精煉前的集中儲(chǔ)藏。

圖1 山蒼子核仁壓榨前后組分含量Fig.1 Content change of components in Litsea cubeba kernel before and after being pressed

2.2 山蒼子核仁有機(jī)溶劑浸提制油得率

將山蒼子核仁機(jī)械壓榨、溶劑浸提，分別計(jì)量固體剩余量及山蒼籽核仁油的重量，其結(jié)果見(jiàn)表 1。由表 1 中的數(shù)據(jù)計(jì)算知，山蒼子核仁油壓榨毛油的得率為 26.2 %，簡(jiǎn)易精煉損耗為 5%，油脂得率降至 21.2%。再經(jīng)石油醚處理榨餅后，餅中的殘油盡乎全部提出，剩余組分多為蛋白、纖維、多糖和淀粉等，可用于動(dòng)物飼料或膳食纖維的制備等［15］，具有廣闊的工業(yè)應(yīng)用前景。

表1 山蒼子核仁制油過(guò)程中固體物剩余量和物料內(nèi)核仁油量Tab.1Mass balance analysis in the process of preparing Litseacubeba kernel oil（g）

2.3 不同工藝制備的山蒼子核仁油中脂肪酸組成

利用 GC-MS 法對(duì)比分析了物理壓榨和溶劑浸提所得山蒼子核仁油的脂肪酸組成，其結(jié)果見(jiàn)圖 2。

由圖 2 知，兩種方法制備山蒼子核仁油的原理雖然不同，所得核仁油化學(xué)組分均一致，共鑒定出 9 種脂肪酸，其中飽和脂肪酸 4 種，不飽和脂肪酸 5 種，其差異性主要表現(xiàn)在各組分的含量。將圖 2 中的脂肪酸進(jìn)行歸一化處理，得到各脂肪酸的相對(duì)含量，見(jiàn)表 2。

圖2 不同方式制備的山蒼子核仁油中組分的GC-MS圖譜Fig.2 The main components of Litsea cubeba kernel oil prepared by different process

表2 不同工藝制備的上蒼子核仁油主要化學(xué)組分含量Tab.2 The main components of Litsea cubeba kernel oil prepared by different process

由表 2 知，壓榨山蒼子核仁油中含的飽和脂肪酸占總脂肪酸含量 71%，其中主要為月桂酸（46.39%），而浸提山蒼子核仁油中飽和脂肪酸占總脂肪酸 60%，主要組分除月桂酸（34.83%）外，還有含有部分棕櫚酸（8.98%），并且飽和脂肪酸較少于壓榨法得到的山蒼子核仁油。總體上看，浸提法能夠更多地獲得油脂，也有利于餅粕的后續(xù)加工，并且所得的油內(nèi)含有近 40% 不飽和脂肪酸，其中油酸 14.19%、亞油酸 11.26%，有益于人體健康［11］。

3 結(jié)論與討論

（1）山蒼子核仁含水率 6.6%、含油率35.7%，壓榨后毛油得率為 26.2%，簡(jiǎn)易精煉損耗為 5%，油脂得率降至 21.2%。榨餅經(jīng)石油醚浸提，餅中的殘油盡乎全部提出，剩余組分多為蛋白、纖維、多糖和淀粉等，具有廣闊的工業(yè)應(yīng)用前景。

（2）采用 GC-MS 對(duì)比不同方法得到的山蒼子核仁油，結(jié)果顯示：山蒼子核仁油化學(xué)組分一致，共測(cè)出 9 種脂肪酸，其中飽和脂肪酸 4 種，不飽和脂肪酸 5 種，不同方法得到的山蒼子核仁油差異性主要表現(xiàn)在各脂肪酸組分的含量。

（3）浸提法相對(duì)壓榨法更有優(yōu)勢(shì)，能夠更多地獲得目標(biāo)組分，其油脂中主要脂肪酸為月桂酸，含量超過(guò) 34.83%；所得的油脂不飽和脂肪酸含量達(dá)到 40%，其中油酸 14.19%、亞油酸11.26%。

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（文字編校：楊 駿）

The impact of processing techniques on composition of Litsea cubeba kernel oil

LIU Rukuan1,2，TANG Song2，XIAO Zhihong1,3，ZHANG Aihua1，LI Peiwang1,3，SUN Fubao2， LI Hui1，LI Changzhu1,3，XIA Li4
（1. Hunan Academy of Forestry，Changsha 410004，China；2. Hunan Engineering Research Centre for Biodiesel，Changsha 410004，China；3. Hunan Collaborative Innovation Center for Effective Utilizing of Wood amp; Bamboo Resources，Changsha 410004，China；4. Hunan Prospecting Designing amp; Research General Institute for Agriculture，F(xiàn)orestry Industry，Changsha 410007，China）

In order to accelerate the utilization ratio of resources of Litsea cubeba，the extraction of essential oil of L.cubeba processing byproduct L.cubeba kernel as raw material，the effects of different process oil composition on the extraction effect of fat and fatty acid.The results showed that the content of oil was 35.7%.And then，the yield of crude oil prepared by press was 26.2%.There was no kernel oil in the residual L.cubeba kernel cake extracted with petroleum by Soxhlet extraction.In addition, the content in kernel oil by solvent extraction was less than that by press，in which the content of lauric acid only was 35%.However，there was nearly 40% of unsaturated fatty acid in kernel oil from solvent extraction，mainly linoleic acid and oleic acid.While lauric acid（twelve acetic acid）content is 34.83%，lessthanlauric acid content of 46% obtained by pressing，these data provide data support for improving the resource utilization of L.cubeba kernel.

Litsea cubeba；kernel oil；press；fatty acid；GC-MS

TQ 641

A

1003-5710（2017）04-0068 -04

10.3969 / j.issn. 1003-5710.2017.04.014

2017-04-20

國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2016YFD0600802）；湖南省科技重大專項(xiàng)項(xiàng)目（2016NK1001-3）

劉汝寬（1981-），男，山東省滕州市人，博士，副研究員，主要從事木本油料功能脂質(zhì)研究；E-mail：liurukuan@gmail.com