鄧小莉,李翠霞,李暢,吳羽晨,常景玲

（1.新鄉(xiāng)學(xué)院生命科學(xué)與技術(shù)系,河南新鄉(xiāng) 453003；2.輝縣市北云門鄉(xiāng)政府,河南輝縣 453000；3.河南科技學(xué)院,河南新鄉(xiāng) 453003）

紫蘇Perilla frutescens又名白蘇、蘇麻紅、紅蘇麻,為唇形科一年生草本植物,在我國各地均有分布.紫蘇籽經(jīng)壓榨可得紫蘇油.其主要成分有α-亞麻酸、棕櫚酸、亞油酸、油酸、硬脂酸、維生素E、18種氨基酸及多種微量元素.其中人體必需脂肪酸尤為豐富,是目前所知α-亞麻酸（α-LNA,化學(xué)名為全順式-9,12,15-十八碳三烯酸）含量最高（達(dá)70%左右）、品質(zhì)最好的食用植物油[1].α-亞麻酸是人體必需的營養(yǎng)素之一,人體若缺乏會導(dǎo)致各種功能性障礙和代謝紊亂[2].尤其是胎兒、嬰幼兒及兒童,會對大腦發(fā)育造成不利影響.醫(yī)學(xué)證實(shí)大腦的60%由特定脂肪酸構(gòu)成,只有α-亞麻酸能在體內(nèi)合成DHA以完成大腦發(fā)育需要[1].并對人體有顯著的保健功能如降低膽固醇、提高記憶力、保護(hù)視力、增強(qiáng)免疫力、延緩機(jī)體衰老、預(yù)防老年癡呆和心腦血管疾病、抗癌、抗衰老、促進(jìn)大腦發(fā)育等[3-6],有“植物腦黃金”的美譽(yù).純化紫蘇籽油中的亞麻酸更有利于紫蘇籽油吸收利用,特別是對紫蘇籽油的深加工,提高其附加值有很大意義[7-8].本試驗(yàn)在低溫冷凍結(jié)晶的基礎(chǔ)上對尿素包合法的工藝流程進(jìn)行優(yōu)化,以期找到紫蘇籽油在低溫下進(jìn)行尿素包合的合適溶劑和用量,提高晶體析出量,縮短晶體析出時(shí)間,為紫蘇油的開發(fā)利用提供理論和技術(shù)支持.

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

紫蘇籽油（由河南新鄉(xiāng)衛(wèi)輝安都鄉(xiāng)提供）.

1.2 試驗(yàn)方法

取5只刻度試管分別加5mL紫蘇籽油并編號：12h、18h、24h、36h、48h.從48 h開始每隔12 h依次將編號為36h、24h、18h、12h的離心管放入-11～-18℃冰箱的冷藏室內(nèi),12 h后立即將其在冷凍離心機(jī)5 000 r/min離心,得到濃縮α-亞麻酸的紫蘇油.

1.2.2 濃縮α-亞麻酸的紫蘇油最佳溶劑的選擇 根據(jù)溶液的極性取無水乙醇和丙酮作溶劑,其配比V（無水乙醇）∶V（丙酮）分別為 3∶1,2∶1,1∶1,1∶2 和 1∶3.向每支離心管中加入 1mL濃縮 α- 亞麻酸的紫蘇油混勻,靜置1 h后加蓋放入-18℃冰箱冷藏48 h后觀察溶劑對α-亞麻酸粗品的溶解效果.以對濃縮α-亞麻酸紫蘇油的溶解度隨時(shí)間的延長而明顯降低的溶劑為最佳.

1.2.3 最優(yōu)溶劑與濃縮α-亞麻酸的紫蘇油配比的選擇 取5支離心管,各加入濃縮α-亞麻酸的紫蘇油1mL,溶劑與濃縮 α- 亞麻酸紫蘇油比例 V（無水乙醇）∶V（丙酮）設(shè)置 1∶4,1∶6,1∶8,1∶10 和 1∶12 共 5 個(gè)配比,考察濃縮α-亞麻酸的紫蘇油與溶劑的比例對析出晶體的影響.

1.2.4 尿素包合濃縮α-亞麻酸的紫蘇油最佳溶劑的選擇 根據(jù)溶劑的極性分別選取無水乙醇、丙酮和乙醇∶丙酮=1∶1三組溶劑,每組溶劑在50℃條件下對濃縮α-亞麻酸的紫蘇油在尿素溶劑中的溶解性進(jìn)行試驗(yàn),以確定最佳溶劑.

1.2.5 尿素包合濃縮α-亞麻酸的紫蘇油時(shí)間的選擇 最優(yōu)溶解試劑與濃縮α-亞麻酸的紫蘇油以10∶1的比例分別加入錐形瓶中,混勻放入50℃恒溫水浴鍋中,加入尿素混勻至飽和,尿素加入量均為4.5 g,常溫下放置到室溫后,再入冰箱分別冷藏2、12、24、36、48 h后取出,迅速濾去尿素結(jié)晶得到濾液,觀察5個(gè)時(shí)間段晶體的形態(tài),測量每個(gè)時(shí)間段晶體的平均長度.

1.2.6 濃縮α-亞麻酸的紫蘇油與尿素配比的選擇 將尿素包合最優(yōu)溶劑和濃縮α-亞麻酸的紫蘇油以10∶1 的比例加入錐形瓶混勻,加入濃縮 α- 亞麻酸的紫蘇油和尿素的比例依次是 3∶1,5∶2,2∶1,3∶2,1∶1,50 ℃恒溫水浴鍋中水浴20min,常溫放置至室溫.-20℃冰箱內(nèi)冷藏36 h后取出迅速濾去尿素結(jié)晶得到濾液（濾液在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中蒸發(fā)掉溶劑,加水分液即得成品）,觀察5個(gè)比例下尿素晶體的形態(tài),對其長度進(jìn)行測量并計(jì)算平均長度.

1.2.7 低溫尿素包合純化紫蘇籽油中亞麻酸穩(wěn)定性試驗(yàn) 在上述粗提、低溫結(jié)晶、尿素包合各最優(yōu)條件下做穩(wěn)定性提取,考察其方法的可靠性.提取液稀釋105倍,在200 nm處測定吸光度.

本次僅計(jì)算水庫分水口處成本水價(jià)，據(jù)規(guī)劃，設(shè)計(jì)水平年水庫新增灌溉供水115.40萬m3。經(jīng)計(jì)算，水庫農(nóng)業(yè)灌溉供水新增成本水價(jià)0.4752元/m3，新增經(jīng)營成本水價(jià)0.2117元/m3。工程實(shí)施后，新增農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本及交納稅費(fèi)暫按40%考慮，灌區(qū)內(nèi)農(nóng)民人均增收超過1220元/a，由此可知，該灌溉水價(jià)當(dāng)?shù)剞r(nóng)民可以承受。

2 結(jié)果與分析

2.1 冷藏紫蘇籽油時(shí)間的確定

不同冷藏時(shí)間處理對紫蘇籽油析出量的影響見圖1.

圖1 冷藏時(shí)間對析出物質(zhì)量百分比的影響Fig.1 Influence of freezing timeonweightpercentage of precipitate

由圖1可知,隨著冷藏時(shí)間的延長,析出物的質(zhì)量百分比也逐漸增加.其中,經(jīng)12、18、24 h低溫處理的離心管里只有少量的析出物,處理時(shí)間為36、48 h的離心管里則出現(xiàn)大量的析出物,但冷藏到36 h后析出物的增加量不再明顯.因此,冷藏時(shí)間在36～48 h較好.

2.2 濃縮α-亞麻酸的紫蘇油最佳溶劑的確定

不同溶劑對濃縮α-亞麻酸的紫蘇油在室溫（20℃）和低溫（-20℃）下的互溶性見表1.

表1 溶劑與濃縮α-亞麻酸的紫蘇油在室溫和低溫下的互溶性Tab.1 Miscibility of solventand concentratedα-linolenic perillaoilat room temperature and low temperature

由表1可知,無水乙醇與濃縮α-亞麻酸的紫蘇油在室溫和低溫下互溶性均較差；丙酮與濃縮α-亞麻酸的紫蘇油在室溫下有較好的互溶性,在低溫下能夠互溶；無水乙醇與丙酮以體積比1∶1混合時(shí),在室溫和低溫下均具有較好的互溶性.

室溫及低溫條件下無水乙醇與丙酮的配比對溶解度的影響見表2.

表2 室溫和低溫條件下溶劑配比對溶解度的影響Tab.2 Effects of solubility on solventsat room temperatureand low temperature

由表2可知,隨著混合溶劑中無水乙醇比例的降低,室溫條件下混合溶劑對濃縮α-亞麻酸的紫蘇油的溶解度逐漸增加,而在低溫下,只有按體積比1∶1混合時(shí)才得到了大量的結(jié)晶,因此確定V（無水乙醇）∶V（丙酮）=1∶1的混合溶劑較好.

2.3 最優(yōu)溶劑與濃縮α-亞麻酸的紫蘇油配比的確定

以最優(yōu)溶劑與濃縮α-亞麻酸的紫蘇油的比例為橫坐標(biāo),析出晶體量為縱坐標(biāo),考察最優(yōu)溶劑與濃縮α-亞麻酸的紫蘇油配比對析出晶體的影響,結(jié)果見圖2.

圖2 最優(yōu)溶劑與濃縮α-亞麻酸的紫蘇油比例對晶體析出量的影響Fig.2 Effect of perillaoil ratiooptimalsolventand concentration of α-linolenic acid on the crystalprecipitation

由圖2可知,隨著濃縮α-亞麻酸的紫蘇油與溶劑比例的逐漸增加,晶體析出量呈現(xiàn)先增加后下降的趨勢,當(dāng)濃縮α-亞麻酸的紫蘇油與溶劑比例為1∶10時(shí)晶體析出量最多,因此濃縮α-亞麻酸的紫蘇油與溶劑比例以1∶10較好.

2.4 尿素包合濃縮α-亞麻酸的紫蘇油最佳溶劑的確定

尿素包合所選3組溶劑對尿素和濃縮α-亞麻酸的紫蘇油的溶解性結(jié)果見表3.

表3 尿素包合溶劑的溶解性測試結(jié)果（50℃）Tab.3 Solubility tests of solvent of urea inclusion（50℃）

由表3可知,無水乙醇雖可以溶解較多的尿素,但與濃縮α-亞麻酸的紫蘇油的互溶性很差；丙酮可以與濃縮α-亞麻酸的紫蘇油任意比例互溶,但溶解尿素量太少；乙醇和丙酮按體積比1∶1混合的溶劑對濃縮α-亞麻酸的紫蘇油和尿素的溶解性都較好,因此確定V（無水乙醇）∶V（丙酮）=1∶1較好.

2.5 尿素包合濃縮α-亞麻酸的紫蘇油時(shí)間的確定

將分別冷藏2、12、24、36、48 h的錐形瓶取出后,迅速抽濾濾去尿素結(jié)晶得到濾液,觀察5個(gè)時(shí)間段晶體的形態(tài),測量每個(gè)時(shí)間段晶體的平均長度.結(jié)果見表4.

表4 冷藏時(shí)間對尿素結(jié)晶質(zhì)量的影響Tab.4 Effects of cold storage time forurea crystalquality

由表4可知,隨著冷藏時(shí)間的增加,晶體的長度也逐漸增加,在冷藏時(shí)間超過36 h后,繼續(xù)增加冷藏時(shí)間晶體的增長不再明顯.因此,確定冷藏時(shí)間為36 h較好.

2.6 濃縮α-亞麻酸的紫蘇油與尿素配比的確定

濃縮α-亞麻酸的紫蘇油和尿素的配比對尿素結(jié)晶的影響結(jié)果如表5.

表5 濃縮α-亞麻酸的紫蘇油和尿素的比例對晶體長度的影響Tab.5 Influence of the proportion of concentratedα-linolenic perillaoilon urea crystal length

由表5可知,隨著濃縮α-亞麻酸的紫蘇油和尿素比例的增加,包合晶體長度先逐漸增長又逐漸變短,在濃縮α-亞麻酸的紫蘇油和尿素之比為2∶1時(shí),晶體長度最大為0.78 cm.因此,濃縮α-亞麻酸的紫蘇油和尿素之比為2∶1時(shí)包合效果最好.

2.7 低溫尿素包合純化紫蘇籽油中亞麻酸穩(wěn)定性試驗(yàn)結(jié)果

2.7.1 α-亞麻酸標(biāo)準(zhǔn)曲線和回歸方程 取α-亞麻酸標(biāo)準(zhǔn)品分別稀釋為1、2、3、4、5、6和7μg/mL,測定各吸光度值,以質(zhì)量濃度ρ/（μg/mL）為橫坐標(biāo),吸光度A為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,得回歸方程為A=0.123 3ρ+0.000 031（R2=0.999）.在所選定的濃度范圍內(nèi),工作曲線具有良好的線性關(guān)系.

2.7.2 穩(wěn)定性試驗(yàn)結(jié)果及低溫尿素包合純化紫蘇籽油中亞麻酸含量 穩(wěn)定性試驗(yàn)結(jié)果見表6,低溫尿素包合純化紫蘇籽油中亞麻酸與原料中亞麻酸含量的對比見表7.

表6 低溫尿素包合純化紫蘇籽油中亞麻酸穩(wěn)定性試驗(yàn)結(jié)果Tab.6 Stability test of linolenic perilla seed oilin cryogenic purification of urea inclusion

表7 低溫尿素包合純化紫蘇籽油中亞麻酸與原料中亞麻酸含量的對比Tab.7 Contrast of linolenic acid in Low urea inclusion between purified of perilla seed oiland rawmaterials

由表6可知低溫尿素包合純化紫蘇籽油中亞麻酸的方法穩(wěn)定性良好.由表7可知低溫尿素包合純化紫蘇籽油中亞麻酸含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于原料中亞麻酸含量.

3 結(jié)論

本試驗(yàn)對低溫尿素包合法純化紫蘇籽油中亞麻酸的條件進(jìn)行了優(yōu)化.對原紫蘇油先進(jìn)行低溫冷藏除去櫚酸凝、硬脂酸等大部分飽和脂肪酸后得到濃縮α-亞麻酸的紫蘇油,在低溫下再運(yùn)用尿素包合對α-亞麻酸等不飽和脂肪酸作進(jìn)一步提純.對低溫和尿素包合溶劑、時(shí)間、配比等工藝進(jìn)行優(yōu)化,最后采用粗提、冷藏與尿素包合的最優(yōu)工藝條件進(jìn)行了穩(wěn)定性試驗(yàn),證明該工藝方法可行,穩(wěn)定性可靠.該工藝方法提取純化紫蘇油中的α-亞麻酸,可使紫蘇油中的α-亞麻酸含量從304mg/mL提高到644mg/mL,為紫蘇油的進(jìn)一步深加工奠定的基礎(chǔ).

[1]王映強(qiáng),賴炳森,顏曉林,等.氣相色譜法測定紫蘇子油中α-亞麻酸的含量[J].中國生化藥物雜志,1998,19（2）：91-92.

[2]吳旭錦,朱小甫,郭涇利.紫蘇子油的應(yīng)用研究進(jìn)展[J].養(yǎng)殖技術(shù)顧問,2011（8）：84

[3]徐甲,施敏,唐云,等.紫蘇子油中 α- 亞麻酸的含量測定[J].科技信息,2013（1）：87-88.

[4]王靜珍.紫蘇與白蘇藥理作用的研究[J].中國中藥雜志,1997,22（1）：48-51.

[5]陳文麟.紫蘇油的特點(diǎn)及其利用[J].中國油料,1992（3）：26-28.

[6]MichioW,Shiro A,Nobukazu T,et al.Pharmaceuticals containing xanthine oxidase inhibitor for treatment of gout[P].Eur.Pat.Appl.EP 429,038,29.

[7]王嵐,夏繼成.紫蘇油的研究現(xiàn)狀及應(yīng)用[J].黑龍江科技信息,2011（35）：1.

[8]Kazunori I,TsuyoshiY,SoyaoM,etal.Isolation and purification of α-linolenic acid[P].Jap.KokaiTok Koho JP,1988,63,295,698,02.