油莎豆油超声辅助法提取工艺及理化性质的研究*

林素羽 朱连 赵文政 贾有青* 李哲

（沈阳师范大学粮食学院，辽宁沈阳 110034）

油莎豆中油脂含量丰富，可达30%（干豆）以上，油脂中不饱和脂肪酸约为86.2%。油莎豆适宜种植于内蒙、新疆、辽宁、河北等地。以油莎豆为原料提取油莎豆油，科学分析油莎豆油营养价值，开发出可替代大豆油的产品，具有很大的应用前景和意义。传统油脂提取工艺主要是压榨法和浸出法，其中压榨法残油率高，蛋白利用率低，不适用外壳坚硬且淀粉含量高的油莎豆；溶剂浸出法出油率高，但产物有溶剂残留，工艺流程繁琐，需精炼处理。而超声波辅助提取可提高有效成分的提取率，缩短提取时间，节省溶剂用量，简化操作步骤。

本研究对超声辅助溶剂浸出法提取油莎豆的工艺进行探究。比较各种单因素条件、正交试验条件下的出油率，为提取油莎豆的工艺提供参考数据。超声辅助法的优点为提取效率高、提取时间短、提取温度低，对遇热不稳定、易水解或氧化的成分具有保护作用，提取简单易行，且设备的维护和保养方便。

本研究以油莎豆为原料，正己烷为提取溶剂，超声波辅助提取油脂，考察了超声时间、超声温度以及溶剂料液比对其出油率的影响，采用正交试验获得最佳提取工艺参数。

1 材料与方法

1.1 材料试剂

油莎豆粉末，中原浩丰农业科技秦皇岛有限公司。

正己烷，分析纯，天津市大茂化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

FA2204B 电子天平，上海精密科学仪器有限公司；SHB-Ⅲ循环水式多用真空泵，郑州长城科工贸有限公司；RE-2000A 旋转蒸发器，上海亚荣生化仪器厂；SB25-12DTDN 超声波清洗仪，宁波新芝生物科技股份有限公司；DSY-9002 高速多功能粉碎机，永康市九顺莹商贸有限公司。

1.3 油莎豆出油率的测定

参考吴贤等的方法。油莎豆出油率计算公式：

式中：ω——油莎豆出油率，%；

m——油莎豆粉末出油质量，g；

M——油莎豆粉末称量质量，g。

1.4 试验方法

1.4.1 油莎豆油的提取

采用超声辅助溶剂浸出法提取油莎豆油，参考杜文杰等的方法，在料液比1∶4（g∶mL）、超声温度55 ℃、超声时间45 min 的条件下进行提取，超声结束后，经抽滤泵抽滤，于（69±2）℃下旋转蒸发，将油莎豆油脂收集备用。

1.4.2 超声辅助单因素试验

本试验利用超声辅助法提取油莎豆油，在其他条件不变的条件下，分别考察超声时间（20 min、30 min、40 min、50 min、60 min），超声温度（30 ℃、40 ℃、50 ℃、60 ℃、70 ℃），料液比（1 g∶1mL、1 g∶2 mL、1 g∶3 mL、1 g∶4 mL、1 g∶5 mL）对油莎豆油出油率的影响。

1.4.3 正交试验设计

在单因素试验的基础上，以油莎豆出油率（Y）为指标，以超声温度（A）、超声时间（B）、料液比（C）,为主要影响因素进行三因素三水平正交试验，试验因素与水平设计见表1。

表1 正交试验水平设计表

1.4.4 油莎豆油理化性质测试方法

采用GB 5009.229—2016《食品安全国家标准食品中酸价的测定》中方法测定酸价。

参照GB/T 21121—2007《动植物油脂氧化稳定性的测定（加速氧化测试）》的方法进行氧化稳定性试验。

采用GB/T 22460—2008《动植物油脂 罗维朋色泽的测定》测定油脂的色泽。

2 结果分析

2.1 单因素试验

2.1.1 超声温度对出油率的影响

在料液比1 g∶1 mL，超声时间30 min 条件下，设定超声温度分别为20 ℃、30 ℃、40 ℃、50 ℃、60 ℃，考察超声温度对油脂出油率的影响。超声温度对油莎豆出油率的影响结果见图1。

图1 超声温度对油莎豆出油率的影响

由图1 可知，随着超声温度不断升高，油莎豆的出油率在40 ℃时最大，40 ℃之后有一个明显降低，由于试验采用的有机溶剂沸点为69℃，所以最高温度定为60 ℃时较为适宜。

2.1.2 超声时间对出油率的影响

在料液比1∶1，超声温度40 ℃的条件下，设定超声时间分别为20 min、30 min、40 min、50 min、60 min，考察温度对油脂出油率的影响。超声时间对油莎豆出油率的影响结果见图2。

图2 超声时间对油莎豆出油率的影响

由图2 可知，油莎豆出油率随着超声时间延长开始时出油率升高较快，在超声时间为30 min 时达到最大值。随着超声时间的延长，出油率变化不大。因此，超声时间选择30 min 较为适宜。

2.1.3 料液比对出油率的影响

在超声时间30 min，超声温度40 ℃的条件下，改变油莎豆油料的质量与溶剂正己烷的比例即料液比，设定料液比分别为1 g∶1 mL、1 g∶2 mL、1 g∶3 mL、1 g∶4 mL、1 g∶5 mL，考察温度对油脂出油率的影响。料液比对油莎豆出油率的影响结果见图3。

图3 料液比对油莎豆出油率的影响

由图3 可知，油莎豆出油率随料液比增大呈现先增大后平稳的趋势，在料液比为1 g∶4 mL 的时候达到最大值。由于料液比较低时，油莎豆粉末中的油脂不能充分溶解；随着料液比的增大，溶剂对油莎豆油脂的溶解逐渐趋于饱和，所以在料液比为1 g∶4 mL 之后趋于稳定。

2.2 正交试验

超声辅助溶剂法提取油莎豆油的正交试验结果见表2。

表2 正交试验结果

由表2 分析可知，超声温度对油莎豆出油率影响作用最大，其次是超声时间，料液比的影响作用最小。正交试验最佳组合为A2B2C2,即超声温度40 ℃，超声时间30 min，料液比1 g∶4 mL，油莎豆出油率为31.96%，在此条件下经验证出油率为31.89%，与正交试验值基本符合。

2.3 酸价、OSI 值和色泽测定结果

根据1.4.4 方法，测定油莎豆油的酸度、OSI 值和色泽，结果见表3。

表3 酸价、OSI 值和和色泽结果

3 结论

本研究通过单因素试验确定了影响油莎豆油脂提取工艺所需要的条件，再通过正交试验确定油莎豆油提取的最佳工艺参数为：超声温度40 ℃，超声时间30 min，料液比1 g∶4 mL，此工艺条件下油莎豆出油率为31.96%，油莎豆油酸价为1.320 2 mg/g，氧化稳定性OSI 指标为5.3，色泽为红：0.1、黄：11.5、灰：0.8。