蘋果籽油的提取工藝研究

◎ 蔡 珺，曹曉玲，劉廣輝

（1.武漢生物工程學(xué)院，湖北 武漢 430415；2.武昌區(qū)首義路街社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)中心，湖北 武漢 430060）

1 前言

1.1 蘋果籽油功能簡介

蘋果籽油是以不飽和脂肪酸——油酸和亞油酸為主的油脂。亞油酸必須從食物中攝取，而不能由機體自行合成，故而被稱為必需脂肪酸[1]。蘋果籽油具有延緩衰老、促進膠原蛋白和組織蛋白質(zhì)合成、細胞再生及恢復(fù)皮膚組織功能。蘋果籽油中含有亞油酸、亞麻酸等活性成分，有降低血壓和膽固醇、排除體內(nèi)毒素等功能[2]。

1.2 蘋果籽油的研究現(xiàn)狀

1.2.1 國內(nèi)外蘋果加工現(xiàn)狀

世界蘋果總產(chǎn)量約6000萬噸，加工轉(zhuǎn)換率全球平均水平在23%左右，但我國加工轉(zhuǎn)換率尚不足10%。雖然我國已經(jīng)建立了一批高水平的蘋果汁加工廠，但在生產(chǎn)規(guī)模、技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量等方面，與發(fā)達國家相比還有很大差距[3]。近年，蘋果產(chǎn)業(yè)逐漸成為我國農(nóng)村經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)之一，在國民經(jīng)濟中的地位和作用日益顯著。但是，蘋果加工業(yè)的崛起又不可避免地引起了蘋果殘渣連年增多的現(xiàn)象[4]。因此，優(yōu)化生產(chǎn)工藝、綜合利用蘋果皮渣，特別是對蘋果籽油的工藝研究和優(yōu)化變得尤為重要。

1.2 2 蘋果籽油提取方法的研究現(xiàn)狀

蘋果籽油的提取方法有多種，包括有機溶劑浸提法、索氏提取法、超臨界流萃取法、超聲波萃取以及復(fù)合酶法[1]。

2 試驗材料設(shè)備和方法

2.1 原料和試劑（見表1）

表1 蘋果籽提取原料、試劑表

2.2 主要設(shè)備（見表2）

表2 蘋果籽油提取主要設(shè)備表

2.3 實驗方法

2.3.1 工藝流程（見圖1）

圖1 蘋果籽油提取工藝流程圖

2.3.2 蘋果籽的獲取及處理方法

挑選紅富士飽和蘋果籽置于恒溫干燥箱中，60 ℃干燥2 d。手工除雜備用。將蘋果籽在粉碎機中粉碎研磨過40目篩，最后在55 ℃干燥1 d，保存?zhèn)溆谩?/p>

2.3.3 有機溶劑浸提工藝的單因素試驗

2.3.3.1 提取料液比對蘋果籽油得率的影響

分別準確稱取10.0 g試驗用蘋果籽粉置于編號為1、2、3、4、5、6、7的燒杯，45 ℃加熱2.5 h進行提取試驗，分別考察不同料液比（蘋果粉m∶有機溶液v）1∶5 (g∶mL)、1∶10 (g∶mL)、1∶15 (g∶mL)、1∶20 (g ∶mL)、1∶25 (g∶mL)、1∶30 (g∶mL)、1∶35 (g∶mL)對蘋果籽油得率的影響[2]。

2.3.3.2 提取時間對蘋果籽油得率的影響

分別準確稱取10.0 g試驗用蘋果籽粉置于編號為1、2、3、4、5、6、7的燒杯，在料液比1: 20 (g : mL)、加熱溫度為45 ℃的條件下進行提取試驗，分別考察不同加熱時間0.5 h、1.0 h、1.5 h、2.0 h、2.5 h、3.0 h、3.5 h對蘋果籽油得率的影響。

2.3.3.3 提取溫度對蘋果籽油得率的影響

分別準確稱取10.0 g試驗用蘋果籽粉置于編號為1、2、3、4、5、6、7的燒杯，在料液比1 : 20 (g : mL)、加熱時間2.5 h，分別考察不同加熱溫度30 ℃、35 ℃、40 ℃、45 ℃、50 ℃、55 ℃、60 ℃對蘋果籽油得率的影響。

2.3.4 有機溶劑浸提工藝正交優(yōu)化試驗

根據(jù)單因素試驗結(jié)果，對料液比、提取時間、提取溫度作三因素三水平正交試驗，從而確定最佳的有機溶劑浸提工藝條件。

2.3.5 蘋果籽油得率的計算

式（1）中，X為蘋果籽中粗脂肪的質(zhì)量分數(shù)（%）；m1為蘋果籽粉末和濾紙的質(zhì)量（g）；m2為去油脂蘋果籽粉末和濾紙的質(zhì)量（g）；m為蘋果籽粉末的質(zhì)量（g）。

3 結(jié)果與分析

3.1 有機溶液提取工藝的單因素試驗

3.1.1 料液比對得率的影響

在溫度為45 ℃，時間為2.5 h的條件下進行提取試驗，研究不同料液比1∶ 5、1 ∶ 10、1 ∶15、1 ∶ 20、1 ∶25、1∶ 30、1∶ 35對蘋果籽油得率的影響。結(jié)果見圖2。

圖2 不同料液比對蘋果籽油得率的影響圖

由圖2可知，當料液比達到1 ∶20時，蘋果籽油的得率最大。由于溶劑用量的增加會降低蘋果籽粉的濃度，增加蘋果籽粉與有機溶劑接觸面的濃度差，從而提高油脂與溶劑的擴散速度，使蘋果籽油得率增大。從提取劑效果、減少溶劑用量和降低濃縮負荷等方面考慮，選取適宜料液比為1 ∶ 20[3]。

3.1.2 提取時間對得率的影響

在料液比1∶20、加熱溫度為45 ℃，研究不同加熱時間0.5 h、1.0 h、1.5 h、2.0 h、2.5 h、3.0 h、3.5 h對蘋果籽油得率的影響。結(jié)果見圖3。

圖3 不同提取時間對蘋果籽油得率的影響圖

由圖3可知，在2.5 h時，蘋果籽油的得率最大；當時間大于2.5 h，得率降低。從節(jié)約時間、能源考慮，選取適宜的反應(yīng)時間為2.5 h[4]。

3.1.3 提取溫度對蘋果籽油得率的影響

在料液比1∶20、加熱時間2.5 h的條件下，分別考察不同加熱溫度30 ℃、35 ℃、40 ℃、45 ℃、50 ℃、55 ℃、60 ℃對蘋果籽油得率的影響。結(jié)果見圖4。

圖4 不同提取溫度對蘋果籽油得率的影響圖

由圖4可知，當溫度達到45 ℃時，蘋果籽油的得率最大；當溫度高于45 ℃時，溫度升高，得率降低。因此，為了保持蘋果籽油的品質(zhì)，綜合考慮選擇適宜提取溫度為45 ℃。

3.2 有機浸提工藝的正交優(yōu)化試驗

從正交試驗的極差分析（如表3）可以看出，三因素對有機溶液提取效果的影響大小為：C（溫度）>A（料液比）>B（提取時間），最佳提取條件為A2B2C2，即蘋果籽油的最佳提取條件是：料液比1 : 20（g ∶mL），提取時間2.5 h，溫度為45 ℃。平行進行三次試驗，在最佳的提取條件下，蘋果籽油的得率是26.86%[5]。

表3 正交試驗因素水平表

4 結(jié)語

本研究以紅富士蘋果籽為原料，采用有機溶劑法提取蘋果籽油。主要通過單因素試驗設(shè)計研究了料液比、提取時間、提取溫度對提取效果的影響，并通過正交試驗設(shè)計對提取條件進行了優(yōu)化。試驗結(jié)果表明，在給定的試驗因素下,最佳的提取條件是：料液比1∶20（g∶ mL），提取時間2.5 h，提取溫度為45 ℃。正交試驗優(yōu)化條件下的蘋果籽油得率可達到26.86%。