超声辅助提取金樱子种子油及其脂肪酸组成分析

陈青　李旭阳

摘要：以贵州产金樱子（Rosa laevigata Michx.）种子为原料，研究了超声波辅助提取金樱子种子油的工艺。考察料液比、超声波功率、提取时间及提取温度对金樱子种子油出油率的影响，利用单因素试验和正交试验优化得到最佳提取工艺为料液比为1∶9（m/V，g∶mL），超声温度为50 ℃，超声时间为40 min，超声功率为120 W，在此条件下金樱子种子的出油率为5.32%。利用气相色谱对金樱子种子油脂肪酸进行分析，结果表明，金樱子种子油中含有软脂酸、亚油酸、油酸、硬脂酸、二十碳烯酸、花生酸及山嵛酸等7种脂肪酸，其中不饱和脂肪酸3种，占总含量的86.96%， 其中人体必需且不能合成的亚油酸占62.10%，表明金樱子种子油是一种极具开发价值的功能性油脂。

关键词：金樱子（Rosa laevigata Michx.）；种子油；超声波辅助提取；脂肪酸

中图分类号：TS224 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2014）16-3882-04

Abstract：The ultrasonic assisted extraction of oil from R. laevigata Michx. seeds was optimized and the fatty acid composition of the oil was analyzed with GC-MS. The results should that the optimized values of extraction parameters were ultrasonic power 120 W， ultrasonic treatment temperature 50 ℃， ultrasonic treatment time 40 min， and liquid/solid ratio 1∶9（g/mL）. This optimization led to an oil yield of 5.32%. Seven fatty acids were identified in the oil of R. laevigata Michx. seeds including palmitic acid， linoleic acid， oleic acid， stearic acid，ecosenoic acid， arachidic acid and docosanoic acid. The unsaturated fatty acid in the oil accounted for 86.96% and linoleic acid accounted for 62.10%.

Key words：Rosa laevigata Michx.； seeds oil； ultrasonic assisted extraction； fatty acid

金樱子（Rosa laevigata Michx.）为蔷薇科常绿攀缘灌木的成熟果实，富含多种营养成分，是我国野生食用植物之一[1]。金樱子成熟果实富含维生素C、维生素B1，维生素B2和胡萝卜素，还含有19种氨基酸，其中人体必需氨基酸含量占总氨基酸量的53.5%[2]。除此之外，还含有Fe、Zn、Cu、Mn、Ca、Mg、K和P等多种元素[3]。金樱子果实中多糖和黄酮含量都比较高，多糖含量约为金樱子果实的8.73%[4，5]；此外，在金樱子果实中还发现多种三萜类物质及其衍生物，如乌苏酸、齐墩果酸等[6]。金樱子中还存在如金樱子皂苷、柠檬酸、苹果酸及β-谷甾醇等其他化学成分[7，8]。

随着对金樱子研究的深入，近年国内金樱子开发也有很大发展。其主要应用途径是果品加工，如果汁，药酒等[9]。加工过程中，大量的金樱子种子一直被作为副产品，没有得到有效的开发利用。研究表明，金樱子种子与其果实一样，也富含多种营养成分，特别是不饱和脂肪酸亚油酸的含量很高，亚油酸是人体不能合成的必需脂肪酸，有预防心血管疾病、防癌等作用[10]。因此，将金樱子种子作为保健用油开发，具有很大的潜力。超声波辅助提取技术是一种新的提取分离技术，已经广泛应用于天然产物的提取研究中。超声波对油脂萃取分离的强化作用主要源于其空化效应，而超声空化又引起了湍动效应、聚能效应、微扰效应和界面效应，因而超声波可强化萃取分离过程的传质速率和效果，从而有利于油脂的提取[11，12]。鉴于此，试验以贵州产金樱子种子为原料，经过烘干、粉碎，在单因素试验的基础上，利用正交试验对其种子油的提取工艺进行优化，此外，对最佳提取工艺得到的种子油进行酸值、皂化值、碘值等理化性质测定；并通过GC-MS联用技术测定了种子油的脂肪酸成分，以期进一步扩大金樱子的综合应用范围，也为金樱子种子油的工业生产提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

金樱子果实于2011年10月采自贵州省贵阳地区。无水乙醇、石油醚（沸程60～90 ℃）、正己烷、乙醚、丙酮、苯、氢氧化钾及甲醇均为分析纯。

1.2 试验仪器

Agilent GC 6890-59751MS型气相色谱-质谱联用仪（美国安捷伦公司）；SG220HPT型超声波清洗仪（上海冠特超声仪器有限公司）；WSL-2A型比较测色仪（上海索光光电技术有限公司）；101-1型电热鼓风干燥箱、DZF型真空干燥器（北京科伟永兴仪器有限公司）；电子天平（北京赛多利斯仪器系统有限公司）；F2102型微型植物试样粉碎机（北京永新光明医疗仪器厂）；LDS-1H型电脑水分测量仪（浙江托普仪器有限公司）；WAY-2W型阿贝折光仪（上海申光仪器有限公司）；RE52C型旋转蒸发仪（上海亚荣生化仪器）等。

1.3 试验方法

1.3.1 超声波辅助提取金樱子种子油 工艺流程：金樱子果实→挑选清洗→打浆→取种子→除杂→干燥→粉碎过筛→称重取样→加入溶剂→超声波辅助浸提→抽滤分离→减压浓缩→干燥→金樱子种子油。操作要点：挑选去除杂质和烂果后金樱子果实加水打浆，经沉降分离工序提取出种子，在50～55 ℃条件下烘干至恒重后，用植物试样粉碎机对金樱子种子进行粉碎，过40目筛后备用。准确称取5 g金樱子种子粉末于圆底烧瓶中，加入一定比例的提取溶剂，上接冷凝装置，在设定功率、时间、温度条件下进行超声波提取。超声结束后真空抽滤，用旋转蒸发仪回收溶剂。将提取物放入真空干燥箱，真空干燥至恒重，得到金樱子种子油，按下式计算金樱子种子出油率。出油率计算：出油率=提取种子油质量/种子质量×100%endprint

1.3.2 分析检测方法

1）脂肪酸组成分析 称取种子油50 mg，置于10 mL具塞刻度试管中，加入2 mL石油醚和苯的混合溶剂（1∶1），轻轻摇动使之溶解。再加入2 mL 0.4 mol/L氢氧化钾-甲醇溶液混匀，振荡混匀后放室温静置，加去离子水使全部有机相甲酯溶液升至瓶颈上部。澄清后吸取上清液，所得清液即可用于GC-MS分析。

2）GC-MS分析条件。色谱柱为Zebron ZB-5MSI 5% Phenyl-95%DiMethylpolysiloxane（30 m×0.25 mm×0.25 μm）弹性石英毛细管柱，柱温40 ℃（保留2 min），以4 ℃/min升温至200 ℃，气化室温度250 ℃；载气为高纯He（99.999%）；柱前压7.62 psi，载气流量1.0 mL/min；不分流进样，延迟时间为1 min。离子源为EI源；离子源温度230 ℃；四极杆温度150 ℃；电子能量70 eV；发射电流34.6 μA；倍增器电压1 052 V；接口温度280 ℃；质量范围20～450 amu。

3）理化指标检测。将上述提取的金樱子种子油按《食品中灰分的测定（GB 5009.4-2010）》测灰分[13]；按《动植物油脂碘值的测定（GB/T 5532-2008）》测碘值[14]；按《动植物油脂酸值和酸度测定（GB/T 5530-2005））》测酸值[15]；按《动植物油脂皂化值的测定（GB/T 5534-2008）》测皂化值[16]；按《动植物油脂折光指数的测定（GB/T 5527-2010）》测折光率[17]；按《动植物油脂罗维朋色泽的测定 （GB/T 22460-2008）》测色泽[18]。

2 结果与分析

2.1 提取溶剂的选择

称取5 g金樱子种子，超声温度为50 ℃、超声功率为120 W、超声时间为30 min、料液比（m/V，g∶mL，下同）为1∶6，水分控制在5.0%左右，以金樱子种子出油率为指标，分别用丙酮、石油醚、无水乙醇、正己烷和乙醚对金樱子种子进行超声提取，每次试验重复3次，取平均值，结果如表1所示。由表1可知，丙酮做提取溶剂时，种子出油率最高，但无水乙醇及丙酮做提取溶剂时，种子油浑浊，有杂质；石油醚及乙醚做提取溶剂时，种子出油率较高，种子油清澈透明，具有金樱子种子特有的清香味；正己烷作溶剂时，提取率最低。由于乙醚沸点低，易燃，操作不易控制，综合以上因素，选择石油醚作为最佳提取溶剂。

2.2 单因素试验结果

2.2.1 超声功率对金樱子种子出油率的影响 称取5 g金樱子种子，以石油醚做为提取溶剂，液料比为1∶6，超声温度为50 ℃，以出油率为指标，分别用80、100、120、140、160 W的功率进行超声提取，每次试验重复3次，取平均值，结果如图1所示。由图1可知，超声功率从80 W增大到120 W时，种子出油率逐渐增高，超声功率为120 W时出油率达到最高值，继续提高功率，出油率有所下降。因此，选取最佳超声波功率为120 W。

2.2.2 料液比对金樱子种子出油率的影响 称取5 g金樱子种子，以石油醚做为提取溶剂，超声功率为120 W，超声温度为50 ℃，提取时间为30 min，水分控制在5.0%左右，以出油率为指标，考察料液比对金樱子种子出油率的影响，每次试验重复3次，取平均值，结果如图2所示。由图2可知，随着料液比的降低，出油率逐渐升高，在料液比1∶9时达到最大，之后开始下降，降低趋势比较平缓。综合考虑，最佳料液比为1∶9。

2.2.3 提取时间对金樱子种子出油率的影响 称取5 g金樱子种子，以石油醚作为提取溶剂，超声功率为120 W，料液比为1∶6，超声温度为50 ℃，水分控制在5.0%左右，以金樱子种子出油率为指标，每次试验重复3次，取平均值，考察超声时间对金樱子种子出油率的影响，结果如图3所示。由图3可知，随着提取时间的延长，出油率先升高后逐渐下降，提取时间为30 min时达到最大值。从经济省时的角度考虑，超声提取的最佳时间为30 min。

2.2.4 提取温度对金樱子种子出油率的影响 称取5 g金樱子种子，以石油醚做为提取溶剂，料液比为1∶6，超声功率为120 W，超声时间为30 min，以出油率为指标，考察不同超声温度对出油率的影响，每次试验重复3次，取平均值，结果如图4所示。由图4可知，种子出油率随着温度增高而增加，当温度达到40 ℃时提取率最高，继续提高温度，出油率略有下降，因此，超声提取的最佳温度选择为40 ℃。

2.3 正交试验

根据单因素试验结果，采用石油醚为提取溶剂，以金樱子种子出油率为指标，以超声功率、料液比、提取时间、提取温度作为考察对象，进行4因素3水平L9（43）的正交试验，优化提取条件。因素与水平见表2，正交试验结果见表3。由表3可知，各因素对金樱子种子出油率影响的大小顺序为提取时间、料液比、提取温度、超声功率。结合现实意义和生产实际得出最佳工艺条件组合为：C3B2D3A2，即提取时间为40 min，液料比为1∶9，提取温度为50 ℃，超声功率为120 W。按该组合进行3次验证试验， 平均出油率为5.32%，说明本条件优化试验是可行的。

2.4 金樱子种子油脂肪酸组成分析

以上述优化提取的金樱子种子油为原料，利用甲酯化进行脂肪酸组成分析，结果见图5和表4。从金樱子种子油样品中共鉴定出7种脂肪酸成分，分别为软脂酸、亚油酸、油酸、硬脂酸、二十碳烯酸、花生酸及山嵛酸。其中不饱和脂肪酸3种，占总含量的86.96%。饱和脂肪酸4种，占总含量的11.26%。种子油脂肪酸主要为碳数为16～22的不饱和和饱和脂肪酸，含量最高的成分为不饱和脂肪酸亚油酸，含量超过60%。因此，从营养学角度，金樱子种子油有开发成为营养品质较好的食用油的潜质。endprint

2.5 金樱子种子油理化指标

以上述优化提取的金樱子种子油为原料，按“1.3.2”中“理化指标检测”的方法进行折光率、颜色、酸值、皂化值、灰分、碘值的测定，结果如表5所示。

3 小结

1）选择石油醚为提取溶剂，采用超声波辅助萃取，在单因素试验基础上，通过正交试验对工艺进行优化，得出了最佳提取条件：超声波功率120 W、提取温度50 ℃、提取时间40 min、料液比1∶9，在此条件下金樱子种子的平均出油率为5.32%。由于超声波辅助提取时间短、能耗低，因此，该方法可为金樱子种子油的工业化生产提供参考。

2）通过对脂肪酸化学成分组成分析，发现金樱子种子油是一种极具开发价值的功能性油脂，其不饱和脂肪酸含量高达86.96%，其中人体必需的且不能合成的亚油酸占油脂总量的62.10%，在保健品、化妆品或医药领域具有广阔的开发利用前景。

参考文献：

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[15] GB/T 5530-2005. 动植物油脂酸值和酸度测定[S].

[16] GB/T 5534-2008. 动植物油脂皂化值的测定[S].

[17] GB/T 5527-2010. 动植物油脂折光指数的测定[S].

[18] GB/T 22460-2008. 动植物油脂罗维朋色泽的测定[S].endprint

2.5 金樱子种子油理化指标

以上述优化提取的金樱子种子油为原料，按“1.3.2”中“理化指标检测”的方法进行折光率、颜色、酸值、皂化值、灰分、碘值的测定，结果如表5所示。

3 小结

1）选择石油醚为提取溶剂，采用超声波辅助萃取，在单因素试验基础上，通过正交试验对工艺进行优化，得出了最佳提取条件：超声波功率120 W、提取温度50 ℃、提取时间40 min、料液比1∶9，在此条件下金樱子种子的平均出油率为5.32%。由于超声波辅助提取时间短、能耗低，因此，该方法可为金樱子种子油的工业化生产提供参考。

2）通过对脂肪酸化学成分组成分析，发现金樱子种子油是一种极具开发价值的功能性油脂，其不饱和脂肪酸含量高达86.96%，其中人体必需的且不能合成的亚油酸占油脂总量的62.10%，在保健品、化妆品或医药领域具有广阔的开发利用前景。

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[18] GB/T 22460-2008. 动植物油脂罗维朋色泽的测定[S].endprint

2.5 金樱子种子油理化指标

以上述优化提取的金樱子种子油为原料，按“1.3.2”中“理化指标检测”的方法进行折光率、颜色、酸值、皂化值、灰分、碘值的测定，结果如表5所示。

3 小结

1）选择石油醚为提取溶剂，采用超声波辅助萃取，在单因素试验基础上，通过正交试验对工艺进行优化，得出了最佳提取条件：超声波功率120 W、提取温度50 ℃、提取时间40 min、料液比1∶9，在此条件下金樱子种子的平均出油率为5.32%。由于超声波辅助提取时间短、能耗低，因此，该方法可为金樱子种子油的工业化生产提供参考。

2）通过对脂肪酸化学成分组成分析，发现金樱子种子油是一种极具开发价值的功能性油脂，其不饱和脂肪酸含量高达86.96%，其中人体必需的且不能合成的亚油酸占油脂总量的62.10%，在保健品、化妆品或医药领域具有广阔的开发利用前景。

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[16] GB/T 5534-2008. 动植物油脂皂化值的测定[S].

[17] GB/T 5527-2010. 动植物油脂折光指数的测定[S].

[18] GB/T 22460-2008. 动植物油脂罗维朋色泽的测定[S].endprint