閆克玉,杜紫娟

（鄭州輕工業(yè)學(xué)院食品與生物工程學(xué)院，河南 鄭州 450002）

正交試驗(yàn)法優(yōu)化沙棘籽油的提取工藝

閆克玉,杜紫娟

（鄭州輕工業(yè)學(xué)院食品與生物工程學(xué)院，河南 鄭州 450002）

采用溶劑法提取沙棘籽油，以沙棘籽油的提取率為目標(biāo)，在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以石油醚（60℃～90℃）為提取溶劑，選取料液比、原料粒度、提取時間為影響因素，用正交試驗(yàn)優(yōu)化沙棘籽油的提取工藝。結(jié)果表明沙棘籽油的最佳提取工藝為：提取溶劑為石油醚（60℃～90℃），原料粒度60目～80目,料液比1∶10（g/mL）,溫度為85℃，提取時間為8 h，此時沙棘籽油的得率為12.56%。

沙棘籽油；正交試驗(yàn)；溶劑法；石油醚

沙棘（Hippophae rhamnoides L.），系野生植物又名刺柳、酸刺柳、黑棘、酸刺,為胡頹子科沙棘屬灌禾或小喬木[1]。沙棘籽油含生物活性物質(zhì),如 VE、VC、VB、VK1、β-胡蘿卜素、5-羥色胺、不飽和脂肪酸、氨基酸、微量元素等，對心血管系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、抗腫瘤、抗衰老、抗炎、抗?jié)?、抗輻射損傷等方面均具有明顯的藥理效應(yīng)[2-12]。采用溶劑法，在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上結(jié)合正交試驗(yàn)對沙棘籽油的提取工藝進(jìn)行了系統(tǒng)優(yōu)化，以期為沙棘籽油的生產(chǎn)、開發(fā)與利用提供試驗(yàn)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料及儀器

1.1.1 材料與試劑

沙棘籽：購于山西省關(guān)帝山國有林管理局南海灘林場。

無水乙醇和石油醚（60℃～90℃）：天津市德恩化學(xué)試劑有限公司；石油醚（30℃～60℃）：安徽宿州化學(xué)試劑有限公司；乙酸乙酯：山東萊陽市雙雙化工有限公司；正己烷：汕頭市西隴化工廠有限公司。以上試劑均為分析純。

1.1.2 儀器

PL203型電子天平：量程210 g，感量0.001 g，梅特勒-托利多儀器有限公司；電熱恒溫水浴鍋：北京醫(yī)療設(shè)備總廠；HH-4數(shù)顯恒溫水浴鍋：金壇市華峰儀器有限公司；DHG-9145A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱：上海-恒科技有限公司；FSJ-114型植物樣本粉碎機(jī)：農(nóng)牧漁業(yè)部扶溝科學(xué)儀器廠；SHB-Ⅲ型循環(huán)水式多用真空泵：鄭州長城科工貿(mào)有限公司；RE-52A旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器：上海亞榮生化儀器廠。

1.2 方法

1.2.1 沙棘籽油的提取

沙棘籽→凈選除雜→干燥→粉碎→過篩→稱重→卷濾紙包→加入一定體積的溶劑→索氏提取→溶劑回收粗蒸→揮干溶劑→稱重→計(jì)算沙棘油含量

準(zhǔn)確稱取烘干至恒重粉碎至一定粒度的沙棘籽粉末10 g，用濾紙包包好，置于索氏漏斗中，按比例加入提取溶劑，回流一定時間后，冷卻，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器回收溶劑。提取物在干燥箱中烘干去除殘留溶劑，冷卻，稱重。按下式計(jì)算沙棘籽油的提取率。

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選取料液比、原料粒度和提取時間為影響因素，以沙棘籽油的提取率為指標(biāo)，采用L9（34）進(jìn)行正交試驗(yàn)。因素水平表如表1所示。

表1 試驗(yàn)因素水平Table1 Factors and levels of orthogonal test

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)

2.1.1 提取溶劑的確定

準(zhǔn)確稱取10 g烘干至恒重、過20目～40目篩沙棘籽粉 4 份，按料液比 1∶8（g∶mL）的比例分別加入石油醚（30℃～60℃）、石油醚（60℃～90℃）、正己烷、乙酸乙酯，依各溶劑的沸點(diǎn)在相應(yīng)的溫度下索氏提取6 h，冷卻，減壓回收溶劑至無溶劑氣味，計(jì)算溶劑回收率和沙棘籽油的提取率。結(jié)果如表2所示。

表2 不同溶劑對沙棘籽油提取率的影響Table2 Effects of different solvents on the extraction rate of Sea buckthorn seed oil

由表2可以得出石油醚（60℃～90℃）的溶劑回收率最高，乙酸乙酯的沙棘籽油提取率最高。乙酸乙酯所得產(chǎn)品沙棘籽油比較渾濁，經(jīng)抽濾后，仍有較多雜質(zhì)。結(jié)合實(shí)驗(yàn)室條件，操作安全性，產(chǎn)品成本及環(huán)境保護(hù)等因素，綜合分析，最終決定選擇石油醚（60℃～90℃）為最佳提取溶劑。

2.1.2 料液比對沙棘籽油提取率的影響

準(zhǔn)確稱取10.000 g干燥并粉碎過60目～80目篩沙棘籽粉末4份，置于索氏提取裝置中，分別加入石油醚（60℃～90℃）80、100、120、140 mL，在恒溫水浴鍋中85℃加熱提取6 h，冷卻，減壓回收溶劑至無溶劑氣味，計(jì)算沙棘籽油提取率，得沙棘籽油提取率與料液比之間的關(guān)系（圖1）。

從圖1可以看出，隨著料液比增大，沙棘籽油提取率先升高，后降低，當(dāng)料液比為1 g∶10 mL左右時，沙棘籽油提取率最高。因此，當(dāng)料液比偏離1 g∶10 mL越遠(yuǎn)時，沙棘籽油提取率越低，但由于索氏提取器限制，料液比有最低限度，不能過低，否則不能產(chǎn)生虹吸。同時增加溶劑用量提取率并沒有顯著增加，綜合來看，石油醚（60℃～90℃）提取沙棘籽油的最佳料液比為1∶10（g/mL）。

2.1.3 提取溫度對沙棘籽油提取率的影響

準(zhǔn)確稱取10.000 g干燥并粉碎的60目～80目沙棘籽粉末3份，置于索氏提取裝置中，加入石油醚（60℃～90℃）100 mL，分別在85、90、95℃的恒溫水浴鍋中提取6 h，冷卻，減壓回收溶劑，計(jì)算沙棘籽油提取率，得沙棘籽油提取率與提取溫度的關(guān)系（如圖2所示）。

從圖2中可以看出，隨著提取溫度的升高，沙棘籽油提取率降低，提取溫度從85℃到90℃時，沙棘籽油提取率顯著降低，從90℃到95℃時，沙棘籽油提取率降低不明顯。因此，在一定范圍內(nèi)溫度越低，沙棘油提取率反而越高。但溫度不能過低，否則會使試驗(yàn)無法正常進(jìn)行。綜合考慮，得出石油醚（60℃～90℃）提取沙棘籽油的適宜溫度為85℃。

2.1.4 原料粒度對沙棘籽油提取率的影響

準(zhǔn)確稱取10.000 g原料粒度分別20目～40目、40目～60目、60目～80目、＜80目干燥沙棘籽粉末 4份，置于索氏提取裝置中，加入石油醚（60℃～90℃）100 mL，在溫度為85℃的恒溫水浴鍋中提取6 h，冷卻，減壓回收溶劑，計(jì)算沙棘籽油提取率，得沙棘籽油提取率與原料粒度的關(guān)系（圖3）。

從圖3可以看出，隨著原料粒度減小，沙棘籽油提取率先升高，后降低。當(dāng)原料粒度大于60目小于20目時，沙棘籽油提取率顯著升高；當(dāng)原料粒度小于60目時，沙棘油提取率緩慢降低。因此，得出石油醚（60℃～90℃）提取沙棘籽油的最佳原料粒度為60目～80目。

2.1.5 提取時間對沙棘籽油提取率的影響

準(zhǔn)確稱取10.000 g過60目～80目的干燥沙棘籽粉末3份，置于索氏提取裝置中，加入石油醚（60℃～90℃）100 mL，在溫度為90℃的恒溫水浴中分別提取3、6、9 h，冷卻，減壓回收溶劑，計(jì)算沙棘籽油提取率，得沙棘籽油提取率與提取時間的關(guān)系（如圖4所示）。

從圖4可以看出，隨著提取時間延長，沙棘籽油提取率先升高，后降低，當(dāng)提取時間為3 h～6 h之間時，沙棘籽油提取率顯著升高，當(dāng)提取時間超過7 h時，沙棘籽油提取率有所降低。有效物質(zhì)從細(xì)胞內(nèi)溶解到細(xì)胞外，達(dá)到濃度平衡需要一定的時間，一般在達(dá)到平衡之前，提取時間越長，溶出的越多，但到溶解平衡以后，再延長提取時間會增加雜質(zhì)的溶出量，已沒有必要。因此，綜合考慮得出石油醚（60℃～90℃）提取沙棘籽油的最佳提取時間為7 h左右。

2.2 正交試驗(yàn)

通過單因素試驗(yàn),用石油醚（60℃～90℃）作提取溶劑，溫度為85℃的條件下，選取料液比、提取時間和原料粒度為影響因素，各取3個水平做正交試驗(yàn)，對沙棘籽油的提取工藝進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)果如表3所示。

表3 正交試驗(yàn)結(jié)果Table3 The results of orthogonal experiment

由表3可以得出原料粒度對沙棘籽油提取率的影響最大，料液比的影響最小，影響沙棘籽油提取率的主次順序?yàn)锽＞C＞A，即原料粒度＞提取時間＞料液比。以石油醚（60℃～90℃）作溶劑提取沙棘籽油，最佳提取條件是A2B3C3，即原料粒度為60目～80目，料液比1∶10，85 ℃條件下浸提 8 h。

表4 方差分析表Table4 Table of analysis variance

從表4中可以看出：通過方差分析，因素B（原料粒度）對沙棘籽油提取率的影響達(dá)到了高度顯著，因素C（提取時間）、因素A（料液比）對沙棘籽油提取率的影響均不顯著。

2.3 穩(wěn)定性試驗(yàn)

為了驗(yàn)證所選工藝的穩(wěn)定性，按上述優(yōu)選條件作5組平行試驗(yàn)，結(jié)果如表5。

從表5試驗(yàn)結(jié)果可以看出，試驗(yàn)結(jié)果重現(xiàn)性較好，該工藝符合要求。

表5 重復(fù)性驗(yàn)證試驗(yàn)Table5 The repeated validate experiment of technique

3 結(jié)論

通過正交試驗(yàn)得出了溶劑法提取沙棘籽油的最佳提取工藝條件。結(jié)果表明：提取溶劑為石油醚（60℃～90℃），原料粒度為過60目～80目篩，料液比 1∶10（g/mL）,溫度為85℃，提取時間為8 h,按照該最佳條件進(jìn)行試驗(yàn)，所得沙棘籽油的提取率為12.56%。

[1]聶斌英.沙棘油的綜合利用研究及發(fā)展前景[J].食品研究與開發(fā)，2008,29(5):190-192

[2]王家良.醋柳總黃酮治療缺血性心臟病的療效觀察[J].四川醫(yī)學(xué)院學(xué)報,1982,13(1):6-11

[3]黃良月.醋柳總黃酮防止冠心病藥理基礎(chǔ)研究[J].華西醫(yī)學(xué)雜志,1986,1(3):163-167

[4]張崇高,馬新亮.沙棘提取物(心痛平)防治家兔試驗(yàn)性動脈粥樣硬化的研究[J].山西醫(yī)藥研究：沙棘專輯,1985(2):45-52

[5]趙敏崎.沙棘攝取物(心痛平)抗心肌缺血與缺氧的試驗(yàn)研究[J].山西醫(yī)藥研究:沙棘專輯,1985(2):44-45

[6]仇世杰.沙棘油的化學(xué)成分及降脂作用的試驗(yàn)研究[J].中草藥,1986,17(5):46-47

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[10]徐漢卿,孫科峰,呂愛林,等.中華沙棘油的成分及其治療黃褐斑的應(yīng)用研究[J].沙棘,2004,17(2):25-26

[11]黃永昌.沙棘的營養(yǎng)素和效用[N].保健時報：沙棘籽油?？?2002-01-03

[12]盧明春,包永明.超臨界CO2萃取沙棘油工藝條件的優(yōu)化[J].大連輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報,1999,18(1):48-54

Optimization of Extraction Process of Sea Buckthorn Oil by Orthogonal Design

YAN Ke-yu,DU Zi-juan
（Colloge of Food and Biology Eng.，Zhengzhou Univ.of Light Ind.，Zhengzhou 450002，Henan，China）

To study the optimization extraction process of Sea Buckthorn oil，solvent method was used，the extraction ration of Sea Buckthorn oil as index.Using petroleum ether（boiling point 60℃-90℃）as extracting solvent the effects of material-liquid ratio,granularity of seeds，extraction time on the extraction ratio of Sea Buckthorn oil were selected for orthogonal design to optimize extraction process on the base of single factor test.It was predicted that the optimum extraction conditions within the experimental ranges would be:when petroleum ether was taken as extracting solvent,extracting with the sample particle was 60-80 mesh，material-liquid ratio of 1∶10 at 85℃ for 8 h.Under these conditions,the extraction ratio of Sea Buckthorn oil was 12.56%.

Sea Buckthorn oil;orthogonal design;solvent method;petroleum ether

河南省煙草專賣局科技攻關(guān)資助項(xiàng)目[豫煙科(2006)7號]

閆克玉（1950—），男（漢），教授，學(xué)士，碩士生導(dǎo)師，主要從事煙草原料學(xué)、煙草化學(xué)、卷煙工藝學(xué)的教學(xué)和科研工作。

2009-08-07