超声波辅助提取牛油果油的工艺

成刚，杜超，罗玉红

贵阳学院（贵阳 550005）

牛油果为樟科鳄梨属常绿植物鳄梨果实鳄梨的俗称，此外，也称为油梨、酪梨等。牛油果果肉中几乎不含糖，胆固醇含量极低，是高能低糖水果，对糖尿病患者是很好的食品和保健品。牛油果根据其品种不同，牛油果油含量会有所差异，基本可达15%～30%。牛油果油有着和橄榄油类似性质，其中所含的大量不饱和脂肪酸对人体预防高脂肪等疾病有益，其具有酸度不高、无刺激性、有良好的透皮吸收效果、对皮肤作用温和等特点，故牛油果油除可供食用外，还可作为高级化妆品的天然原料。因此，为充分利用牛油果油，加大对牛油果油提取的研究很有必要。

试验研究超声波辅助提取牛油果油的方法和提取工艺，为牛油果油的提取提供依据，旨在为牛油果的进一步开发利用提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 仪器与材料

MP5002型电子天平（上海舜宇恒平科学仪器有限公司）；RE52CS-1旋转蒸发仪（上海亚荣生化仪器厂）；KQ-300DE型数控超声波清洗器（昆山市超声仪器有限公司）；800Y多功能粉碎机（永康市铂欧五金制品有限公司）。

成熟牛油果（市售）。

石油醚、无水乙醇、乙醚、正己烷（均为市售国产分析纯）。

1.2 方法

1.2.1 提取过程

将购得的牛油果洗净，挑选无病虫害、无腐烂、后熟软化的牛油果，去除果皮和果核，切片后放入电热鼓风干燥箱中，设置温度50 ℃，烘干时间24 h，待牛油果果肉全部烘干后，用粉碎机粉碎，过30目筛制作成牛油果粉末，作为原料备用。取出上述步骤制作的粉末，用电子天平准确称量出所需的牛油果粉末，加入有机溶剂使之成所需的料液比，将其放在设置好相应条件的超声波清洗器中进行提取，提取结束后抽滤，滤液转入旋转蒸发仪中，去除溶剂，冷至室温，称量，收集。

1.2.2 牛油果油提取率计算

式中：W为牛油果油提取率，%；M2为接收瓶和牛油果油质量，g；M1为接收瓶质量，g；m为称取的干燥牛油果粉末质量，g。

1.2.3 超声波辅助溶剂提取的单因素试验

主要影响提取率的因素有溶剂种类、料液比、超声（提取）时间、提取温度和超声功率等，采用单因素试验考察这些因素对牛油果油提取率的影响。

1.2.3.1 溶剂对提取率的影响

准确称取5.00 g牛油果粉末，在料液比1∶30 g/mL、超声功率300 W、提取温度25 ℃、超声（提取）时间30 min条件下，分别考察无水乙醇、乙醚、石油醚、正已烷对牛油果油提取率的影响，每个溶剂做3个平行试验取平均值。

1.2.3.2 超声功率对提取率的影响

准确称取5.00 g牛油果粉末，在料液比1∶30 g/mL，溶剂采用石油醚，提取温度25 ℃、超声（提取）时间30 min条件下，分别考察功率150，180，210，240，270和300 W时对牛油果油提取率的影响，每个功率做3个平行试验取平均值。

1.2.3.3 料液比对提取率的影响

准确称取5.00 g牛油果粉末，在溶剂为石油醚，超声功率300 W，提取温度25 ℃，超声（提取）时间30 min条件下，分别考察料液比1∶10，1∶15，1∶20，1∶2，1∶30，1∶35和1∶40 g/mL时对牛油果油提取率的影响，每个料液比做3个平行试验取平均值。

1.2.3.4 超声（提取）时间对提取率的影响

准确称取5.00 g牛油果粉末，在料液比1∶30 g/mL、溶剂采用石油醚，提取温度25 ℃，超声功率300 W条件下，分别考察超声提取时间15，20，25，30，35和40 min时对牛油果油提取率的影响，每个方案做3个平行试验取平均值。

1.2.3.5 提取温度对提取率的影响

准确称取5.00 g牛油果粉末，在料液比1∶30 g/mL，溶剂采用石油醚，超声时间30 min、超声功率300 W条件下，分别考察提取温度25，30，35和40 ℃时对牛油果油提取率的影响，每个温度做3个平行试验取平均值。

1.2.4 正交试验

根据单因素试验结果，以料液比、超声时间、提取温度、超声功率为考察因素，采用L16(44)设计四因素四水平正交试验，因素水平表见表1。

表1 正交试验的因素水平表

2 结果与讨论

2.1 单因素试验结果

2.1.1 溶剂对牛油果油提取率的影响

不同溶剂对牛油果油的提取率的影响如图1所示。

影响我国寿险需求的因素非常多，结合国内外各学者的相关研究及数据的可得性，可将解释变量设定为：X1：人均GDP(元)(按当年的价格)；X2：通货膨胀率；X3：人均储蓄存款额(元)；X4：人均可支配收入(元)；X5：银行一年定期名义利率；X6：死亡率；X7：教育水平；X8：老龄化程度；X9：城市化程度。

石油醚和正己烷的提取率最高，无水乙醇的提取率次之，乙醚的提取率最低。综合提取率、成本等方面考虑，决定使用危险低，提取产物相对较多，价兼易得的石油醚作为提取牛油果油的提取溶剂。

图1 溶剂种类对牛油果油提取率的影响

2.1.2 超声功率对牛油果油提取率的影响

不同超声功率对牛油果油的提取率的影响如图2所示。

超声功率由150 W上升到210 W时，牛油果油的提取率呈现逐渐减小的变化趋势；超声功率从210 W升高到270 W时，牛油果油提取率逐渐增加，但增加趋势很小，功率从270 W上升到300 W时，提取率增加且增加的趋势很大，在300 W时牛油果油的提取率达到最大。因此，试验选取超声功率210，240，270和300 W作为4个考察水平。

图2 超声功率对牛油果油提取率的影响

2.1.3 料液比对提取率的影响

不同料液比对牛油果油的提取率的影响如图3所示。

2.1.4 超声时间对提取率的影响

不同超声时间对牛油果油的提取率的影响如图4所示。

随着超声时间增加，牛油果油的提取率呈现先增大后减小的变化情况；超声时间30 min时，提取率达到最大。由于随着超声时间增加，牛油果粉末与溶剂的接触和相互作用时间增加，牛油果油溶出增多，提取率增大；但超声时间过长，超声局部瞬时高温造成部分油脂挥发或发生变化，导致油脂提取率减小。因此，试验选取25，30，35和40 min为超声时间因素的4个考察水平。

图3 料液比对牛油果油提取率的影响

图4 超声时间对牛油果油提取率的影响

2.1.5 提取温度对提取率的影响

不同提取温度对牛油果油的提取率的影响如图5所示。

提取温度从25 ℃升高到30 ℃时，牛油果油提取率呈上升趋势，提取温度30 ℃时，提取率达到最大。30 ℃以前，随着温度升高，分子运动速度加快，油脂更容易从细胞中转出来，从而加快油脂溶出。提取温度超过30 ℃时，提取率有所下降，这可能是因为溶剂挥发过快，造成现有溶剂对油脂的溶解饱和，因而提取率降低，也有可能是因为温度升高导致蛋白质的溶解度增加，对牛油果油的吸附率增大，使得出油率下降，因此试验选择25，30，35和40 ℃为提取温度的4个考察水平。

2.2 正交试验设计及结果

根据表1选用的因素水平条件设计正交试验方案，每个方案做3个平行试验取平均值，正交试验结果如表2。

根据表2正交试验结果分析得出，影响超声波辅助提取牛油果油的最大因素是温度，其次是超声波功率，料液比，而提取时间对提取率的影响最小，即B（温度）＞D（超声波功率）＞A（料液比）＞C（提取时间）。综合对各因素的极点值进行分析得出超声波辅助波提取牛油果油的最佳条件为A4B1C3D4，即料液比1∶35 g/mL、提取时间35 min、超声波功率300 W、温度25 ℃。

图5 超声温度对牛油果油提取率的影响

表2 正交试验结果及极差分析表

验证结果显示，依照该方案进行试验，重复3次，取平均值，与正交试验组结果相比。结果显示使用该方案最终提取率明显较高，证明为优化方案。具体如表3。

表3 最优方案的确定

3 结论

试验以成熟的牛油果作为原材料，选择超声波辅助设计单因素试验，在此基础上对牛油果油提取工艺进行正交优化，确定优化的工艺条件。结果表明，影响超声波辅助提取牛油果油的最大因素是温度，其次是超声功率、料液比，而提取时间对提取率的影响最小，即B（温度）＞D（超声功率）＞A（料液比）＞C（提取时间）。即在料液比1∶35 g/mL、提取时间35 min、超声功率300 W、温度25 ℃时提取率最高，此条件下牛油果油的提取率达到64.7%。