柞蚕雄蛾浓缩液脱脂工艺改进与检测

范作卿 王 娜 朱 琳 郭 光 邹德庆

(山东省蚕业研究所，山东烟台 264002)

柞蚕雄蛾浓缩液脱脂工艺改进与检测

范作卿 王 娜 朱 琳 郭 光 邹德庆

(山东省蚕业研究所，山东烟台 264002)

为有效降低柞蚕雄蛾提取液中的脂肪含量，对柞蚕雄蛾浓缩液提取工艺进行了改进，通过三步脱脂工艺在提取过程中对柞蚕雄蛾浓缩液的脂肪进行分步去除。结果表明：以新鲜柞蚕雄蛾为材料，用乙醇浓度为95%的食用酒精，对蚕蛾粉碎浸泡60 h后离心去除脂肪，经低温浓缩至原体积的1/8后再离心去除脂肪，然后复加乙醇浓度为95%的食用酒精至提取液乙醇浓度为20%后于-18 ℃条件下冷冻8 h，再4 000 r/min离心15 min去除脂肪，所得浓缩液中脂肪含量可降低至0.084%，显著低于工艺改进前(P<0.05)。工艺改进后，浓缩液中有效成分含量也得到显著提高(P<0.05)。

柞蚕雄蛾；浓缩液；可溶性固形物含量；提取；脱脂工艺；脂肪含量

柞蚕是一种在我国具有悠久养殖历史的药食两用经济昆虫，柞蚕蛾由柞蚕蛹完全变态羽化而来，历史上就是食疗珍品,中医将其列为扶正固本,壮阳补肾之药[1]，是收入我国药典的名贵中药材。柞蚕雄蛾是柞蚕4个发育阶段的成虫阶段，此阶段柞蚕雄蛾体内积聚了丰富的矿物质、微量元素、维生素等营养物质[2]和大量能调节机体功能的生理活性物质[3]，使得柞蚕雄蛾具有调节人体新陈代谢、活化细胞、增强细胞生命力的作用。

柞蚕雄蛾浓缩液是选用初羽化的鲜活柞蚕雄蛾为原料，利用食用酒精对柞蚕雄蛾体内的营养成分进行分离、萃取、过滤、脱脂再经浓缩而成的高营养制品[4]，此加工工艺最大限度地保留了柞蚕雄蛾体内的营养活性物质，保证了柞蚕雄蛾营养成分的提取全面、彻底。经动物功能试验表明，柞蚕雄蛾浓缩液具有免疫调节[5]，保肝降酶降血脂[6]，抗肿瘤增强细胞免疫[7]等功能。但在应用过程中也存在一定不足，产品脂肪含量相对较高，分离去除遇到技术瓶颈，使得该浓缩液在直接跟低度白酒调配使用时，会出现乳白色混浊，直接影响产品的感官质量。因此，本研究在以前提取工艺的基础上进行了进一步优化，在提取过程中以三步脱脂技术彻底去除了浓缩液中的脂肪，拓宽了浓缩液的应用领域。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 柞蚕雄蛾 由山东乳山在强柞蚕良种繁育合作社提供的柞蚕蛹羽化所得，选取初羽化未交配的柞蚕雄蛾，掐翅去足备用。

1.1.2 主要试剂 乙醇浓度95%的食用酒精(V/V)，烟台酿酒厂产品；睾丸酮(色谱纯)，华中海威科技有限公司产品；甲醇(分析纯)，赛默飞世尔科技有限公司产品；乙醚(分析纯)，天津大茂试剂厂产品。

1.1.3 主要仪器设备 RE-52旋转蒸发仪,上海亚荣生化仪器厂产品；LXJ-ⅡB型高速离心机，上海安亭科学仪器厂产品；阿贝折光仪，成都泰华光学公司产品；高效液相色谱仪、UV-2550分光光度计，均为岛津公司产品；L-8900型全自动氨基酸分析仪，日立公司产品； 150 mL索氏抽提器，长城玻璃仪器制造厂产品；BC/BD-318A冰柜，青岛海尔股份有限公司产品。

1.2 试验方法1.2.1 柞蚕雄蛾浓缩液提取工艺流程 将新鲜柞蚕雄蛾用粉碎机打碎成浆状，以不同乙醇浓度(55%～95%)的食用酒精浸泡进行有效成分提取，过滤除渣，将提取液离心去除脂肪后置于减压浓缩回收装置中进行浓缩，浓缩至一定体积后取出，离心去除脂肪，再复加一定乙醇浓度的酒精，置于冰柜中-18 ℃冷冻，离心去除脂肪，得到柞蚕雄蛾浓缩液(图1)。

图1 柞蚕雄蛾浓缩液提取工艺流程

1.2.2 浸提脱脂 以鲜活柞蚕雄蛾为试验材料，分别与不同乙醇浓度(55%、65%、75%、85%、95%)的食用酒精以料液质量浓度为800 g/L混合均匀后粉碎打浆，在浸提温度25 ℃条件下浸泡柞蚕雄蛾浆进行浸提脱脂试验，考察在不同乙醇浓度(55%、65%、75%、85%、95%)下浸泡不同时间(24、36、48、60、72 h)对浓缩液中可溶性固形物及脂肪含量的影响。浸提过程中每10 h搅拌1次，浸提结束后过滤，滤液用LXJ-ⅡB型离心机在4 000 r/min离心15 min，离心结束后去除脂肪，分析脱脂液中可溶性固形物含量及脂肪含量。

1.2.3 浓缩脱脂 以浸提脱脂后的柞蚕雄蛾液为试验材料，置于旋转蒸发仪中在65 ℃和-0.10 MPa～-0.08 MPa真空度下进行加热真空浓缩，取出后趁热以LXJ-ⅡB型离心机4 000 r/min离心15 min去除脂肪，以柞蚕雄蛾液浓缩后的体积与浓缩前的体积比为研究对象，分别检测分析提取液中可溶性固形物含量及脂肪含量。

1.2.4 冷冻离心脱脂 以浓缩脱脂后的柞蚕雄蛾液为试验材料，平均分为5份(每份约1 000 mL)，分别加入乙醇浓度95%的食用酒精至提取液的乙醇浓度分别为5%、10%、15%、20%、25%，搅匀后分别放置在冰柜中-18 ℃冷冻2、4、6、8、10 h，然后以LXJ-ⅡB型离心机4 000 r/min离心15 min，去除杯底及表层脂肪，以复加酒精后提取液的乙醇浓度、冷冻时间为研究对象，分别检测分析提取液中可溶性固形物含量及脂肪含量。

1.2.5 柞蚕雄蛾浓缩液的检测分析 以乙醇浓度为75%的酒精溶液对蛾浆浸泡提取60 h后的提取液进行减压浓缩，根据不同浓缩体积比测定浓缩液中可溶性固形物含量及脂肪含量。可溶性固形物含量的检测参照文献[8]的方法进行；睾丸酮含量的检测参照外标高效液相色谱法[9]进行；脂肪含量的检测参照文献[10]的方法进行；氨基酸含量的检测使用L-8900型全自动氨基酸分析仪进行；黄酮含量的测定参照文献[11]的方法进行。

1.3 检测数据的处理

对工艺优化后的浓缩液检测样品，每组检测设置3个重复，得到的数据均采用Origin8.5统计软件进行处理，结果以平均值±标准差(x±s)表示。

2 结果与分析

2.1 浸提脱脂中酒精溶液的乙醇浓度对浓缩液中可溶性固形物及脂肪含量的影响

将柞蚕雄蛾浆以55%、65%、75%、85%、95%等不同乙醇浓度的酒精溶液分别浸泡24、36、48、60、72 h等不同时间条件下测定可溶性固形物及脂肪含量。从表1、表2和图2可以看出，在浸泡时间为60 h时，随浸泡柞蚕蛾浆所用酒精溶液乙醇浓度的增加，提取液中可溶性固形物含量及脂肪含量均有明显升高。在其它浸泡时间下，浓缩液中可溶性固形物及脂肪含量随乙醇浓度的变化趋势与浸泡60 h的相同。

表1 不同乙醇浓度和浸泡时间对浓缩液中可溶性固形物含量的影响

乙醇浓度/%不同浸泡时间的可溶性固形物含量/%24h36h48h60h70h550.770.850.971.151.17651.021.281.661.871.92751.381.572.012.342.37851.611.892.222.542.66951.822.242.412.622.85

表2 不同乙醇浓度和浸泡时间对浓缩液中脂肪含量的影响

乙醇浓度/%不同浸泡时间的脂肪含量/%24h36h48h60h70h550.090.140.200.290.32650.150.230.270.360.43750.210.290.320.420.47850.270.320.390.480.53950.300.340.410.480.55

图2 不同乙醇浓度(浸泡时间为60 h)对浓缩液中可溶性固形物及脂肪含量的影响

2.2 浸提脱脂中浸泡时间对浓缩液中可溶性固形物及脂肪含量的影响

从表1、表2、图3可以看出，以乙醇浓度为75%的酒精溶液对蛾浆浸泡不同时间进行提取，随酒精溶液对蛾浆浸泡时间的加长，提取液中可溶性固形物含量和脂肪含量均明显升高，当浸泡时间超过60 h时，2者含量基本维持稳定，因此为了保证柞蚕雄蛾体内营养成分提取彻底及提取速率，工艺浸泡时间以60 h为宜。在其它乙醇浓度下，浓缩液中可溶性固形物及脂肪含量随浸泡时间的变化趋势与乙醇浓度为75%酒精溶液的相同。

图3 不同浸泡时间(乙醇浓度为75%)对浓缩液中可溶性固形物及脂肪含量的影响

2.3 浓缩脱脂中浓缩体积比对浓缩液中可溶性固形物及脂肪含量的影响

从图4可以看出，随着提取液浓缩程度的加大，可溶性固形物的含量基本呈线性增长趋势，而脂肪的含量在浓缩后体积为原体积的1/2至1/8之间时呈明显下降趋势，当浓缩后的体积低于原体积的1/8时，其含量反而会增加，表明提取液浓缩程度达到一定程度之后以离心的方式将不利于脂肪的析出，因此浓缩程度以浓缩至原体积的1/8为宜。

图4 浓缩体积比对浓缩液(乙醇浓度为75%，浸泡时间为60 h)中可溶性固形物及脂肪含量的影响

2.4 冷冻离心脱脂中复加酒精溶液后提取液乙醇浓度对浓缩液中可溶性固形物及脂肪含量的影响

将浓缩后的柞蚕雄蛾提取液分别复加酒精溶液至乙醇浓度为5%、10%、15%、20%、25%，置于-18 ℃冰柜中分别冷冻2、4、6、8、10 h进行可溶性固形物及脂肪含量的测定。从表3、表4及图5可以看出，在-18 ℃冷冻8 h时，随复加酒精溶液后提取液乙醇浓度的提高，浓缩液可溶性固形物含量呈降低趋势，这主要是由于加入酒精溶液对浓缩液起到了稀释作用。脂肪含量在提取液乙醇浓度为5%～20%之间，随着复加酒精溶液后提取液乙醇浓度的提高显著降低；而当提取液乙醇浓度超过20%时，随着加入酒精溶液乙醇浓度的加大，浓缩液中脂肪的含量又会再次升高，可能由于提取液乙醇浓度的升高，脂肪在提取液中的溶解度加大，少量析出的脂肪会再次溶解，导致通过离心无法达到彻底将脂肪去除的目的。因此，复加酒精溶液后提取液的乙醇浓度以20%为宜。在其它冷冻时间下，浓缩液中可溶性固形物及脂肪含量随提取液乙醇浓度的变化趋势与冷冻8 h的相同。

表3 复加酒精溶液后提取液的乙醇浓度和-18 ℃冷冻的时间对浓缩液中可溶性固形物含量的影响

乙醇浓度/%不同冷冻时间的可溶性固形物含量/%2h4h6h8h10h522.8922.9123.1123.5523.451022.3822.3822.0622.4222.521521.6522.6321.5620.8422.042020.3221.0420.3821.3620.262519.4220.3318.8918.3719.57

表4 复加酒精溶液后提取液的乙醇浓度和-18 ℃冷冻的时间对浓缩液中脂肪含量的影响

乙醇浓度/%不同冷冻时间的脂肪含量/%2h4h6h8h10h50.3130.2360.2290.2280.226100.3050.2240.2020.2140.216150.2950.2160.1850.1250.123200.2710.2150.1770.0840.088250.2770.2220.1880.1350.134

图5 复加酒精溶液后提取液乙醇浓度(-18 ℃冷冻的时间为8 h)对浓缩液中可溶性固形物及脂肪含量的影响

2.5 冷冻离心脱脂中冷冻时间对浓缩液中可溶性固形物及脂肪含量的影响

从表3、表4及图6可以看出，在提取液乙醇浓度为20%时，随着冷冻时间的加长，浓缩液中可溶性固形物含量基本稳定，而其中的脂肪含量在冷冻时间2～8 h之间呈明显下降的趋势，由2 h的0.271%下降到8 h的0.084%，而冷冻时间超过8 h后脂肪含量没有明显下降，说明冷冻时间至少要8 h，然后再离心。在其它乙醇浓度下，浓缩液中可溶性固形物及脂肪含量随冷冻时间的变化趋势与20%乙醇浓度的相同。

图6 复加酒精溶液后冷冻时间(乙醇浓度为20%)对浓缩液中可溶性固形物及脂肪含量的影响

2.6 提取工艺改进前后质量检测对比

从表5可以看出，提取工艺经本研究改进后(浸提脱脂、浓缩脱脂、冷冻离心脱脂的三步脱脂技术)与改进前(蛾浆经回流提取、浓缩后离心脱脂技术)，浓缩液中可溶性固形物含量显著升高(P<0.05)，而脂肪含量则显著降低(P<0.05)，提取工艺改进后的脂肪含量约为改进前的26.5%，功能性物质睾丸酮、氨基酸、总黄酮的含量也有显著提高(P<0.05)，所有检测项目的结果均表明，提取工艺改进后浓缩液的营养活性成分均有显著提高。

表5 工艺改进前后浓缩液质量对比(x±s，n=3)

工艺可溶性固形物含量/%脂肪含量/%睾丸酮含量/(μg/mL)氨基酸含量/(mg/g)总黄酮含量/(μg/mL)改进前15.62±0.18*0.324±0.016*44.614±0.102*6.177±0.122*76.32±0.48*改进后18.74±0.09*0.086±0.008*46.899±0.116*11.354±0.087*85.57±0.75*

改进前工艺指蛾浆经回流提取、浓缩后离心脱脂的提取工艺；改进后工艺指浸提脱脂、浓缩脱脂、冷冻离心脱脂的三步脱脂的提取工艺；*表示显著差异(P<0.05)。

3 小结与讨论

在浸提脱脂试验中，随浸泡柞蚕蛾浆所用酒精溶液乙醇浓度的增加，提取液中可溶性固形物含量及脂肪含量均有明显升高。我们分析认为，可溶性固形物含量的升高是随浸提液乙醇浓度的增加，乙醇的总量增大，酒精溶液作为溶剂其对可溶性固形物的溶解量也就随之增大，使得柞蚕雄蛾体内的有效物质更多地溶解到酒精溶液当中；虽然脂肪在乙醇中的溶解度比较小，但随着酒精溶液乙醇浓度的增加提取液中脂肪的含量也会明显增加，酒精溶液起到了分离洗脱的作用，将脂肪从蛾浆细胞中分离洗脱出来，从而导致了提取液中脂肪含量的增加。因为食用酒精的乙醇浓度最高为95%，所以可采用乙醇浓度95%的食用酒精进行多次浸提浓缩脱脂的方法，以达到将蚕蛾体内的营养成分完全彻底提取干净和最大限度去除脂肪的目的。

柞蚕雄蛾浓缩液是通过低温浸泡萃取而得到的一种保留了柞蚕雄蛾体内有效活性成分的高营养浓缩制品，由于柞蚕雄蛾体内脂肪含量高达54.47%(干质量)[2]，提取液中脂肪的存在限制了其应用，本研究对前期的提取工艺[4]进行了改进，通过三步脱脂工艺对柞蚕雄蛾浓缩液中的脂肪在提取过程进行分步去除，结果表明：以新鲜柞蚕雄蛾为材料，用乙醇浓度为95%的食用酒精，对柞蚕雄蛾粉碎浸泡60 h，离心去除脂肪，经-18 ℃低温浓缩至原体积的1/8后再离心去除脂肪，通过复加酒精溶液至提取液的乙醇浓度达20%后于-18 ℃条件下冷冻8 h，再4 000 r/min离心15 min去除脂肪，所得浓缩液中脂肪含量可降低至0.084%。工艺改进后，浓缩液中有效成分含量得到显著提高。所提取的柞蚕雄蛾浓缩液可直接服用或以任意比例与白酒调配，与白酒调配的调配液澄清透明，久置无沉淀，拓宽了其应用途径，明显延长了产品的保质期。

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2017-04-19；接受日期：2017-07-07

山东省自然科学基金三院联合基金项目(编号 ZR2016YL024)；烟台市重点研发计划项目(编号 2016ZH077)。

信息：范作卿(1977—)，男，山东烟台，本科，助理研究员。 Tel：0535-6527626，E-mail:fanzq77@126.com

信息：邹德庆(1959—)，男，山东烟台，本科，研究员。 Tel：0535-6527626，E-mail:zdq59@126.com

S885.1

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1007-0982(2017)03-0023-05