响应面法优化碱蓬子中亚油酸超声提取工艺

金绍娣　刘德驹　王记莲

摘要：甲醇/氯仿超声提取盐地碱蓬（Suaeda salsa）子中亚油酸，以亚油酸提取率为响应值，考察提取温度、提取时间、料液比对亚油酸提取率的影响，应用Box-Behnken中心组合试验设计建立数学模型，进行响应面分析。结果表明，超声提取的最佳条件为提取温度42 ℃，料液比1∶28，提取时间25 min，此条件下亚油酸提取率为74.31%。

关键词：盐地碱蓬（Suaeda salsa）子；亚油酸；响应面法；Box-Behnken设计

中图分类号：TS222.1 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2013）09-2123-03

碱蓬（Suaeda salsa）又名盐蒿，为藜科碱蓬属（Suaeda）一年生草本植物，主要产于山东、江苏、浙江等地区，生长于盐碱土、海滩沙土上，幼苗可作蔬菜，种子可榨油[1]。碱蓬子粗脂肪含量可达25%以上，脂肪中亚油酸含量达70%以上。亚油酸是人体必需的脂肪酸，长期食用具有降血压、降血脂、预防心脑血管疾病等作用[2]，还可用来制备具有特殊生理作用的共轭亚油酸[3]。我国有30多万公顷盐碱地，在这些盐碱地上种植植物碱蓬，利用碱蓬子生产高级食用油，具有广阔的市场前景。同时还可以改善盐碱化土壤的土壤肥力、理化性质，减少土壤水分的蒸发，产生良性循环，具有较大的社会效益和经济效益。

目前多采用正己烷、石油醚、乙醚等作为溶剂提取盐地碱蓬子油，存在出油率不高，提取时间长等问题[4，5]。试验采用极性较大的甲醇/氯仿体系为提取液，采用响应面分析法研究提取温度、提取时间、料液比不同影响因子对盐地碱蓬子中亚油酸提取率的影响，建立二次多项数学模型优化其工艺，并采用气相色谱对亚油酸含量进行了测定，旨在为盐地碱蓬子油的提取和开发提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

1.2 方法

2 结果与分析

2.1 响应面试验结果

2.2 响应面分析及条件优化

2.2.1 料液比与提取温度的影响及交互作用分析 在固定提取时间为25 min条件下（x2=0），料液比和提取温度及两者交互作用对盐地碱蓬子亚油酸提取率影响的等高线及响应面见图1。从图1可以看出，料液比和提取温度对亚油酸提取率的交互作用极显著，两者在盐地碱蓬子亚油酸提取率的提高中起到了关键性的作用， 在料液比达到1∶25时，亚油酸提取率达到最大值。确定萃取料液比为1∶25时，适当提高提取温度亚油酸提取率大幅度提高。

2.2.2 料液比与提取时间的影响及交互作用分析 在固定提取温度为40 ℃条件下（x1=0），料液比与提取时间及两者的交互作用对盐地碱蓬子亚油酸提取率影响的等高线及响应面见图2。从图2可以看出，料液比与提取时间对盐地碱蓬子亚油酸提取率的交互作用不显著。亚油酸提取率的变化主要受料液比的影响，在料液比达到1∶25时，亚油酸提取率达到最大值；从其响应面及对应等高线也可以看出，在提取时间为25 min左右时，不提高料液比也可以得到较高的亚油酸提取率。

2.2.3 提取温度与提取时间的影响及交互作用分析 在固定料液比为1∶20条件下（x3=0），提取温度和提取时间及两者的交互作用对盐地碱蓬子亚油酸提取率影响的等高线及响应面见图3。从图3可以看出，提取温度和提取时间对亚油酸提取率的交互作用也不显著，亚油酸提取率主要受提取温度的影响，随提取温度的提高而增加。提取时间为25 min左右时，在同样的提取温度条件下响应值较大。

利用Design Expert 7.0软件进行分析计算，得到超声提取亚油酸最佳工艺为：提取温度42.33 ℃，提取时间25.57 min，料液比1∶28.44。在此条件下盐地碱蓬子中亚油酸的理论提取率为74.58%。结合实际操作和方差分析结果，确定最佳提取工艺为：料液比1∶28、提取温度42 ℃、提取时间25 min。

2.2.4 验证性试验 按照上述最佳提取工艺进行验证试验，平行提取3次，测得亚油酸的平均提取率为74.31%，变异系数为1.18%，表明该模型可较好地反映盐地碱蓬子中亞油酸的超声提取条件。

3 小结

采用响应面分析法优化了盐地碱蓬子中亚油酸的超声提取工艺，得到其最佳工艺条件为提取温度42 ℃、料液比1∶28、提取时间25 min，此条件下亚油酸提取率为74.31%，比理论值低0.27个百分点，验证了模型的可行性和合理性。响应面分析法是通过对过程的回归拟合和响应面、等高线的绘制，可以方便地求出相应于各因素水平的响应值，在各因素水平响应值的基础上，找出预测的响应最优值以及相应的试验条件，是降低开发成本、优化加工条件，解决生产过程中实际问题的一种有效的方法。这种方法已经广泛地应用于食品、医药[6-8]各种处理过程的优化。该试验利用响应面法对盐地碱蓬子中亚油酸的超声提取工艺进行优化，得到了亚油酸的最佳提取工艺。该工艺简便稳定、重复性好，可用于盐地碱蓬子中亚油酸的提取。

参考文献：

[1] 周东生，王奇志，王 鸣，等.盐地碱蓬化学成分及其开发利用的研究进展[J].中国野生植物资源，2011，30（1）：6-9.

[2] 张春娥，张 惠，刘楚怡，等. 亚油酸的研究进展[J].粮油加工，2010（5）：18-21.

[3] 石红旗，姜 伟，衣 丹，等.盐地碱蓬共轭亚油酸的制备及结构分析[J].食品科学，2005，26（5）：80-84.

[4] 李洪山，范艳霞.盐地碱蓬籽油的提取及特性分析[J].中国油脂，2010，35（1）：74-76.

[5] 曹雁平，孙宇梅，李晓岩，等.低强度多频超声浸取碱蓬籽油[J].精细化工，2005，22（7）：555-560.

[6] 白明生，陈彦云，李国旗.洋葱皮总黄酮的超声波提取工艺研究[J].食品科技，2008，33（12）：190-193.

[7] 马志虎，侯喜林，汤兴利，等.响应面法优化超临界CO2萃取韭菜籽油[J].中国油脂，2009，34（7）：13-17.

[8] 张连富，李 明，李冀新.亚油酸的微胶囊化研究[J]. 中国油脂，2006，31（7）：57-59.