正交试验法优化沙棘籽油的提取工艺

闫克玉,杜紫娟

（郑州轻工业学院食品与生物工程学院，河南 郑州 450002）

正交试验法优化沙棘籽油的提取工艺

闫克玉,杜紫娟

（郑州轻工业学院食品与生物工程学院，河南 郑州 450002）

采用溶剂法提取沙棘籽油，以沙棘籽油的提取率为目标，在单因素试验的基础上，以石油醚（60℃～90℃）为提取溶剂，选取料液比、原料粒度、提取时间为影响因素，用正交试验优化沙棘籽油的提取工艺。结果表明沙棘籽油的最佳提取工艺为：提取溶剂为石油醚（60℃～90℃），原料粒度60目～80目,料液比1∶10（g/mL）,温度为85℃，提取时间为8 h，此时沙棘籽油的得率为12.56%。

沙棘籽油；正交试验；溶剂法；石油醚

沙棘（Hippophae rhamnoides L.），系野生植物又名刺柳、酸刺柳、黑棘、酸刺,为胡颓子科沙棘属灌禾或小乔木[1]。沙棘籽油含生物活性物质,如 VE、VC、VB、VK1、β-胡萝卜素、5-羟色胺、不饱和脂肪酸、氨基酸、微量元素等，对心血管系统、免疫系统、抗肿瘤、抗衰老、抗炎、抗溃疡、抗辐射损伤等方面均具有明显的药理效应[2-12]。采用溶剂法，在单因素试验的基础上结合正交试验对沙棘籽油的提取工艺进行了系统优化，以期为沙棘籽油的生产、开发与利用提供试验依据。

1 材料与方法

1.1 材料及仪器

1.1.1 材料与试剂

沙棘籽：购于山西省关帝山国有林管理局南海滩林场。

无水乙醇和石油醚（60℃～90℃）：天津市德恩化学试剂有限公司；石油醚（30℃～60℃）：安徽宿州化学试剂有限公司；乙酸乙酯：山东莱阳市双双化工有限公司；正己烷：汕头市西陇化工厂有限公司。以上试剂均为分析纯。

1.1.2 仪器

PL203型电子天平：量程210 g，感量0.001 g，梅特勒-托利多仪器有限公司；电热恒温水浴锅：北京医疗设备总厂；HH-4数显恒温水浴锅：金坛市华峰仪器有限公司；DHG-9145A型电热恒温鼓风干燥箱：上海-恒科技有限公司；FSJ-114型植物样本粉碎机：农牧渔业部扶沟科学仪器厂；SHB-Ⅲ型循环水式多用真空泵：郑州长城科工贸有限公司；RE-52A旋转蒸发器：上海亚荣生化仪器厂。

1.2 方法

1.2.1 沙棘籽油的提取

沙棘籽→净选除杂→干燥→粉碎→过筛→称重→卷滤纸包→加入一定体积的溶剂→索氏提取→溶剂回收粗蒸→挥干溶剂→称重→计算沙棘油含量

准确称取烘干至恒重粉碎至一定粒度的沙棘籽粉末10 g，用滤纸包包好，置于索氏漏斗中，按比例加入提取溶剂，回流一定时间后，冷却，用旋转蒸发器回收溶剂。提取物在干燥箱中烘干去除残留溶剂，冷却，称重。按下式计算沙棘籽油的提取率。

在单因素试验的基础上，选取料液比、原料粒度和提取时间为影响因素，以沙棘籽油的提取率为指标，采用L9（34）进行正交试验。因素水平表如表1所示。

表1 试验因素水平Table1 Factors and levels of orthogonal test

2 结果与分析

2.1 单因素试验

2.1.1 提取溶剂的确定

准确称取10 g烘干至恒重、过20目～40目筛沙棘籽粉 4 份，按料液比 1∶8（g∶mL）的比例分别加入石油醚（30℃～60℃）、石油醚（60℃～90℃）、正己烷、乙酸乙酯，依各溶剂的沸点在相应的温度下索氏提取6 h，冷却，减压回收溶剂至无溶剂气味，计算溶剂回收率和沙棘籽油的提取率。结果如表2所示。

表2 不同溶剂对沙棘籽油提取率的影响Table2 Effects of different solvents on the extraction rate of Sea buckthorn seed oil

由表2可以得出石油醚（60℃～90℃）的溶剂回收率最高，乙酸乙酯的沙棘籽油提取率最高。乙酸乙酯所得产品沙棘籽油比较浑浊，经抽滤后，仍有较多杂质。结合实验室条件，操作安全性，产品成本及环境保护等因素，综合分析，最终决定选择石油醚（60℃～90℃）为最佳提取溶剂。

2.1.2 料液比对沙棘籽油提取率的影响

准确称取10.000 g干燥并粉碎过60目～80目筛沙棘籽粉末4份，置于索氏提取装置中，分别加入石油醚（60℃～90℃）80、100、120、140 mL，在恒温水浴锅中85℃加热提取6 h，冷却，减压回收溶剂至无溶剂气味，计算沙棘籽油提取率，得沙棘籽油提取率与料液比之间的关系（图1）。

从图1可以看出，随着料液比增大，沙棘籽油提取率先升高，后降低，当料液比为1 g∶10 mL左右时，沙棘籽油提取率最高。因此，当料液比偏离1 g∶10 mL越远时，沙棘籽油提取率越低，但由于索氏提取器限制，料液比有最低限度，不能过低，否则不能产生虹吸。同时增加溶剂用量提取率并没有显著增加，综合来看，石油醚（60℃～90℃）提取沙棘籽油的最佳料液比为1∶10（g/mL）。

2.1.3 提取温度对沙棘籽油提取率的影响

准确称取10.000 g干燥并粉碎的60目～80目沙棘籽粉末3份，置于索氏提取装置中，加入石油醚（60℃～90℃）100 mL，分别在85、90、95℃的恒温水浴锅中提取6 h，冷却，减压回收溶剂，计算沙棘籽油提取率，得沙棘籽油提取率与提取温度的关系（如图2所示）。

从图2中可以看出，随着提取温度的升高，沙棘籽油提取率降低，提取温度从85℃到90℃时，沙棘籽油提取率显著降低，从90℃到95℃时，沙棘籽油提取率降低不明显。因此，在一定范围内温度越低，沙棘油提取率反而越高。但温度不能过低，否则会使试验无法正常进行。综合考虑，得出石油醚（60℃～90℃）提取沙棘籽油的适宜温度为85℃。

2.1.4 原料粒度对沙棘籽油提取率的影响

准确称取10.000 g原料粒度分别20目～40目、40目～60目、60目～80目、＜80目干燥沙棘籽粉末 4份，置于索氏提取装置中，加入石油醚（60℃～90℃）100 mL，在温度为85℃的恒温水浴锅中提取6 h，冷却，减压回收溶剂，计算沙棘籽油提取率，得沙棘籽油提取率与原料粒度的关系（图3）。

从图3可以看出，随着原料粒度减小，沙棘籽油提取率先升高，后降低。当原料粒度大于60目小于20目时，沙棘籽油提取率显著升高；当原料粒度小于60目时，沙棘油提取率缓慢降低。因此，得出石油醚（60℃～90℃）提取沙棘籽油的最佳原料粒度为60目～80目。

2.1.5 提取时间对沙棘籽油提取率的影响

准确称取10.000 g过60目～80目的干燥沙棘籽粉末3份，置于索氏提取装置中，加入石油醚（60℃～90℃）100 mL，在温度为90℃的恒温水浴中分别提取3、6、9 h，冷却，减压回收溶剂，计算沙棘籽油提取率，得沙棘籽油提取率与提取时间的关系（如图4所示）。

从图4可以看出，随着提取时间延长，沙棘籽油提取率先升高，后降低，当提取时间为3 h～6 h之间时，沙棘籽油提取率显著升高，当提取时间超过7 h时，沙棘籽油提取率有所降低。有效物质从细胞内溶解到细胞外，达到浓度平衡需要一定的时间，一般在达到平衡之前，提取时间越长，溶出的越多，但到溶解平衡以后，再延长提取时间会增加杂质的溶出量，已没有必要。因此，综合考虑得出石油醚（60℃～90℃）提取沙棘籽油的最佳提取时间为7 h左右。

2.2 正交试验

通过单因素试验,用石油醚（60℃～90℃）作提取溶剂，温度为85℃的条件下，选取料液比、提取时间和原料粒度为影响因素，各取3个水平做正交试验，对沙棘籽油的提取工艺进行优化。结果如表3所示。

表3 正交试验结果Table3 The results of orthogonal experiment

由表3可以得出原料粒度对沙棘籽油提取率的影响最大，料液比的影响最小，影响沙棘籽油提取率的主次顺序为B＞C＞A，即原料粒度＞提取时间＞料液比。以石油醚（60℃～90℃）作溶剂提取沙棘籽油，最佳提取条件是A2B3C3，即原料粒度为60目～80目，料液比1∶10，85 ℃条件下浸提 8 h。

表4 方差分析表Table4 Table of analysis variance

从表4中可以看出：通过方差分析，因素B（原料粒度）对沙棘籽油提取率的影响达到了高度显著，因素C（提取时间）、因素A（料液比）对沙棘籽油提取率的影响均不显著。

2.3 稳定性试验

为了验证所选工艺的稳定性，按上述优选条件作5组平行试验，结果如表5。

从表5试验结果可以看出，试验结果重现性较好，该工艺符合要求。

表5 重复性验证试验Table5 The repeated validate experiment of technique

3 结论

通过正交试验得出了溶剂法提取沙棘籽油的最佳提取工艺条件。结果表明：提取溶剂为石油醚（60℃～90℃），原料粒度为过60目～80目筛，料液比 1∶10（g/mL）,温度为85℃，提取时间为8 h,按照该最佳条件进行试验，所得沙棘籽油的提取率为12.56%。

[1]聂斌英.沙棘油的综合利用研究及发展前景[J].食品研究与开发，2008,29(5):190-192

[2]王家良.醋柳总黄酮治疗缺血性心脏病的疗效观察[J].四川医学院学报,1982,13(1):6-11

[3]黄良月.醋柳总黄酮防止冠心病药理基础研究[J].华西医学杂志,1986,1(3):163-167

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[5]赵敏崎.沙棘摄取物(心痛平)抗心肌缺血与缺氧的试验研究[J].山西医药研究:沙棘专辑,1985(2):44-45

[6]仇世杰.沙棘油的化学成分及降脂作用的试验研究[J].中草药,1986,17(5):46-47

[7]王乃文.沙棘油的抗辐射作用的初步试验研究[J].沙棘,1992,5(4):31-33

[8]任立飒.沙棘油抗突变、抗免疫抑制作用研究[J].沙棘,1992,5(4):23-25

[9]仲崇菊.沙棘的活性成分及在化妆品中应用[J].日用化学工业,1988(1):23-25

[10]徐汉卿,孙科峰,吕爱林,等.中华沙棘油的成分及其治疗黄褐斑的应用研究[J].沙棘,2004,17(2):25-26

[11]黄永昌.沙棘的营养素和效用[N].保健时报：沙棘籽油专刊,2002-01-03

[12]卢明春,包永明.超临界CO2萃取沙棘油工艺条件的优化[J].大连轻工业学院学报,1999,18(1):48-54

Optimization of Extraction Process of Sea Buckthorn Oil by Orthogonal Design

YAN Ke-yu,DU Zi-juan
（Colloge of Food and Biology Eng.，Zhengzhou Univ.of Light Ind.，Zhengzhou 450002，Henan，China）

To study the optimization extraction process of Sea Buckthorn oil，solvent method was used，the extraction ration of Sea Buckthorn oil as index.Using petroleum ether（boiling point 60℃-90℃）as extracting solvent the effects of material-liquid ratio,granularity of seeds，extraction time on the extraction ratio of Sea Buckthorn oil were selected for orthogonal design to optimize extraction process on the base of single factor test.It was predicted that the optimum extraction conditions within the experimental ranges would be:when petroleum ether was taken as extracting solvent,extracting with the sample particle was 60-80 mesh，material-liquid ratio of 1∶10 at 85℃ for 8 h.Under these conditions,the extraction ratio of Sea Buckthorn oil was 12.56%.

Sea Buckthorn oil;orthogonal design;solvent method;petroleum ether

河南省烟草专卖局科技攻关资助项目[豫烟科(2006)7号]

闫克玉（1950—），男（汉），教授，学士，硕士生导师，主要从事烟草原料学、烟草化学、卷烟工艺学的教学和科研工作。

2009-08-07