葡萄籽油的提取工艺研究及成分分析
2012-04-25杨碧霞冯翠萍张硕齐海心
杨碧霞，冯翠萍，张硕，齐海心
（1.山西农业大学 信息学院，山西 太谷030800；2.山西农业大学 食品科学与工程学院，山西 太谷030801）
葡萄籽中约含有10%～15% 的葡萄籽油，其主要成分为亚油酸、亚麻酸等多种不饱和脂肪酸［1］。葡萄籽油中还含有多种矿物元素和A、D、E、P、K等多种维生素，特别是VE含量较高，可以治病、防病及抗衰老，对于增强体质、增黑毛发有效。经动物急性毒性、蓄积毒性、亚急性、致突变、致畸试验，已被证明无毒无致癌成分，宜长期食用［2～4］。在国外，葡萄籽油主要用作婴儿和老年人的高级营养油，高空作业和飞行人员的高级保健油［5］。在我国，葡萄籽油的制取工艺还尚未成熟，目前，常用的提取方法有用机械压榨法、溶剂浸出法和超临界流体萃取法［6］。本实验采用超临界CO2萃取法对葡萄籽油进行提取，并用气相色谱法对葡萄籽油的化学成分进行分析，旨在为葡萄籽油的开发提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 原料
巨峰葡萄籽：由清徐县葡萄酒厂提供。
1.1.2 试剂
高纯度CO2：由太谷县北化氧气厂提供，纯度达99%以上。
1.1.3 主要仪器及设备
HA121－50－01超临界萃取装置，南通市华安超临界萃取有限司；气相色谱仪（岛津14B），日本岛津公司生产。
1.2 实验方法
1.2.1 萃取率计算
精确称取粉碎好的葡萄籽粉（粒度40～60目）装于萃取器中，于设置的萃取条件下进行动态萃取，溶有葡萄籽油的超临界CO2经减压、升温后与葡萄籽油分离，萃取结束后，精确称量萃取物重，并用索氏提取器测定葡萄籽粉中含油量，然后计算葡萄籽油的萃取率。
其中，G1－葡萄粉质量／g；X1－葡萄籽粉油脂含量／%；G2－萃取出油脂质量／g。
1.2.2 CO2超临界萃取葡萄籽油条件优化
利用L9（33）正交试验对最佳萃取条件进行优化，各因素和水平见表1。精确称取粉碎好的20g葡萄籽粉装于萃取器中，在分离I压力8MPa、温度45℃，分离Ⅱ压力6MP a，CO2流量25L·h－1的条件下，按正交试验设计，调整萃取压力、温度和时间。
表1 L9（33）正交试验因素水平表Table 1 The table of factors and levels of L9（33）
1.2.3 葡萄籽油各种成分的分析
利用气相色谱仪对葡萄籽中的各种成分进行分析。
采用甲醇钠甲酯化法对葡萄籽油进行预处理后，进样1L。利用标准脂肪酸甲酯在同一色谱条件下根据保留时间进行定性；定量用混和脂肪酸外标法，利用TL9900色谱工作站在时间程序上删除溶剂峰后，采用峰面积归一化法进行定量计算其结果。
脂肪酸色谱条件：玻璃填充柱（1.1m×3.0 mm）；白色102担体（60～80目）；DEGS固定液20%；FID检测器，汽化温度250%，检测250%，柱温190℃，空气500mL·min－1，氢气50mL·min－1，氮气46mL·min－1；TL 9900色谱工作站。
2 结果与分析
2.1 葡萄籽含油量测定
经索氏提取器测定，葡萄籽中葡萄籽油含量为11.6%。
2.2 CO2超临界萃取葡萄籽油工艺条件的优化
由表2可见，最佳萃取工艺为A2B2C3，即萃取压力30MPa、萃取温度40℃、时间90min。经验证试验，在此条件下，萃取率为89.4%，确定为最佳工艺条件。
由极差值R可知，各因素对萃取率的影响程度由大到小依次为萃取压力，萃取温度，萃取时间。
由表3方差分析结果表明，萃取压力对萃取率的影响差异极显著。
表2 正交试验结果Table 2 Orthogonal test date
表3 方差分析Table 3 Analysis of variance
2.3 葡萄籽油中各种成分的分析
采用气相色谱法分析了葡萄籽油脂肪酸组成成分，脂肪酸组成和含量见图1、表3。结果显示葡萄籽油的成分以不饱和脂肪酸为主，其中含亚油酸69.9%，油酸18.4%，饱和脂肪酸主要是硬脂酸和棕榈酸，其含量分别为3.6%、8.1%。
图1 葡萄籽油脂肪酸色谱图Fig.1 Grape seed oil fatty acids chromatogram
表4 超临界CO2萃取葡萄籽油脂肪酸的组成Table 4 Fatty acid composition of grape seed oil extracted by Supercritical CO2
3 讨论
葡萄籽油中含有硬脂酸、棕榈酸、油酸、亚油酸等多种脂肪酸，其中不饱和脂肪酸的含量达到88.3%，超临界流体萃取技术是新兴的食品工程高新技术，超临界流体以其特有的理化性质和无可比拟的优点受到了各行各业的重视并被不断的加以应用［7］。利用超临界CO2萃取葡萄籽油脂，其工艺流程简单，萃取效率高产品纯净无溶剂残留能保持产品的品质和特性［8］。葡萄籽是葡萄加工企业的副产品，其资源较多，容易获得。随着人们对于葡萄籽油保健功效认识的增强、提取工艺的不断成熟，必然会有更多的投入到葡萄籽油的生产葡萄籽油的开发利用不仅能为社会提供优质的食用油脂，提高资源利用率，在一定程度上能缓解我国目前油脂油料资源紧缺的矛盾，而且还能增加企业的经济效益，同时对于减少环境污染有着十分重要的意义。因此应积极地在葡萄酿造企业中推广葡萄籽油的开发利用［9］。
4 结论
CO2超临界萃取葡萄籽油的最佳条件是：萃取压力30MPa、温度40℃、时间90min、CO2流量25L·h－1，在此条件下萃取率可达89.4%，提取的葡萄籽油在常温下为金黄色半透明液体，不饱和脂肪酸含量高，其中含亚油酸69.9%，油酸含量18.4%，因此可推断其具有较高的营养价值和保健作用。
［1］刁小琴，张有林，关海宁.天然活性多肽及其应用前景［J］.粮食与油脂，2006（5）：43.
［2］于修烛，李志西，杜双奎，等.α―亚麻酸保健功效及苏子油研究进展［D］.粮油食品科技，2002，10（5）：28－30.
［3］王四维，姚专.酿酒葡萄籽的综合利用［C］.见：中国粮油学会油脂分会第十六届学术年会论文选集，2007：132－135.
［4］张学文，单连青，符治诚，等.酿酒葡萄籽的化学成分及综合利用［J］.中外葡萄与葡萄酒，2006，（4）：52－54.
［5］张爱军，沈继红，马小兵，等.葡萄籽的开发与利用［J］.中国油脂，2004，29（3）：55－57.
［6］董海洲，万本屹，李宏，等.超临界CO2流体技术萃取葡萄籽油的研究［J］.食品与发酵工业，2002，28（3）：35－39.
［7］邓书平，牟淑杰.超临界CO2流体萃取葡萄籽油的优化工艺［J］.贵州农业科学，2009，37（3）：133－134.
［8］黄雪，柳建良.超临界萃取葡萄籽油的工艺研究［J］.农产品加工，2010（5）：47－48.
［9］王睿.葡萄籽油提取工艺研究进展［J］.食品与生物，2009（10）：7－8.
