梁紅敏，李彥奎，張晶瑩，任繼波，胡文效*（山東省葡萄研究院，濟(jì)南 250100）

?

葡萄籽源按摩基礎(chǔ)油制備工藝研究

梁紅敏，李彥奎，張晶瑩，任繼波，胡文效*
（山東省葡萄研究院，濟(jì)南 250100）

摘 要：本研究以超臨界CO2萃取的葡萄籽油為原料，對(duì)其開(kāi)發(fā)為按摩基礎(chǔ)油的精煉方法和工藝條件進(jìn)行優(yōu)化研究。結(jié)果表明：最佳脫膠工藝為溫度60 ℃，加水量4%，水化時(shí)間20 min，脫膠之后磷脂含量為0.0092%；以活性白土為吸附劑，最佳脫色工藝為溫度70 ℃，活性白土加量3%，時(shí)間25 min，在此條件下脫色率達(dá)到80.33%，所得葡萄籽油顏色淡黃色、酸值0.852 mg KOH/g、過(guò)氧化值1.988 mmol/kg；采用氣質(zhì)聯(lián)用儀進(jìn)行脂肪酸組成分析，不飽和脂肪酸相對(duì)含量達(dá)84.55%，其中亞油酸、油酸相對(duì)含量分別為63.01%、19.17%。

關(guān)鍵詞：葡萄籽；按摩基礎(chǔ)油；理化指標(biāo)；脂肪酸組成

葡萄籽是葡萄酒、葡萄果汁飲料生產(chǎn)中產(chǎn)生的資源性副產(chǎn)物，含油量為14%～17%［1］。葡萄籽油是葡萄籽經(jīng)過(guò)進(jìn)一步加工得到的一種植物性油脂，不飽和脂肪酸含量較高，含有多種微量元素和維生素類(lèi)物質(zhì)［2-4］。葡萄籽油還具有其他油脂所不及的親膚性，同時(shí)具有輕微的收斂性，能夠起到繃緊皮膚的作用，既不會(huì)引起皮膚過(guò)敏，也不會(huì)使粉刺惡化［5-6］，葡萄籽油的這些生理生化特性符合化妝品基礎(chǔ)油的特性要求，在化妝品基礎(chǔ)油領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

超臨界CO2萃取技術(shù)采用低溫萃取，無(wú)溶劑殘留，利用超臨界CO2萃取葡萄籽油有效避免了萃取過(guò)程中不飽和脂肪酸的分解、亞油酸的氧化、多酚和維生素類(lèi)營(yíng)養(yǎng)成分的損失，所得油脂各項(xiàng)理化指標(biāo)均達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)［7-9］。本研究以超臨界CO2萃取的葡萄籽油為原料，采用物理精煉方法，對(duì)水化脫膠、脫色工藝條件進(jìn)行優(yōu)化，其各主要指標(biāo)均符合輕工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《QB/T 4079-2010 按摩基礎(chǔ)油、按摩油》的要求，并用氣質(zhì)聯(lián)用儀分析了葡萄籽油的脂肪酸組成。整個(gè)工藝過(guò)程無(wú)化學(xué)試劑和有機(jī)溶劑的污染，所制備的按摩基礎(chǔ)油純天然、無(wú)污染。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

材料：葡萄籽毛油（公釀葡萄籽，超臨界CO2萃取所得）、活性白土、活性炭、沸石、凹凸棒土、硅藻土。

儀器：恒溫水浴鍋、離心機(jī)、真空泵、電熱恒溫干燥箱、氣質(zhì)聯(lián)用儀（島津GCMS-QP2010）。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 水化脫膠工藝流程

采用超臨界CO2萃取的葡萄籽油磷脂含量經(jīng)測(cè)定為0.1116%，磷脂含量較低，選擇水化脫膠方法能夠脫去大部分水化磷脂，保持了葡萄籽油開(kāi)發(fā)為按摩基礎(chǔ)油的天然性。

工藝流程：精確稱(chēng)取葡萄籽油10 g于燒杯中，將燒杯置于恒溫水浴鍋中，攪拌至設(shè)定溫度，緩慢加入適量同溫度的蒸餾水，攪拌速度先快（60 r/min）后慢（30 r/min），30 min后停止攪拌，冷卻后離心分離，得脫膠葡萄籽油，測(cè)定不同脫膠條件下的含磷量。

1.2.2 水化脫膠正交實(shí)驗(yàn)

根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果，設(shè)計(jì)3因素3水平正交試驗(yàn)，如表1所示。

1.2.3 吸附脫色工藝流程

表1 脫膠工藝正交試驗(yàn)因素水平表

將油樣加入三口燒瓶中，放置于加熱磁力攪拌器中，啟動(dòng)真空泵，升溫至90 ℃進(jìn)行真空脫水，待到油面上看不到霧氣，加入稱(chēng)量好的吸附劑，吸附30 min，冷卻，離心過(guò)濾得脫色油。以正已烷作參比，脫色油稀釋5倍，在波長(zhǎng)410 nm處測(cè)定吸光度，按下式計(jì)算脫色率。

1.2.4 吸附劑的選擇

吸附劑的活化：分別取一定量活性白土、活性炭、沸石、硅藻土、凹凸棒土于培養(yǎng)皿中，在105 ℃烘箱內(nèi)烘2 h進(jìn)行活化，冷卻后將其放入干燥器內(nèi)。

吸附劑的選擇：分別取活化后的上述5種吸附劑，按“1.2.3 吸附脫色工藝流程”在添加量為3%的試驗(yàn)條件下對(duì)葡萄籽油進(jìn)行吸附脫色，計(jì)算脫色率，根據(jù)脫色率大小比較5種吸附劑的脫色效果。

1.2.5 活性白土吸附脫色正交試驗(yàn)

根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果，設(shè)計(jì)3因素3水平正交試驗(yàn)，如表2所示。

1.2.6 葡萄籽油理化指標(biāo)測(cè)定

酸值測(cè)定：參照GB/T 5530-2005；

過(guò)氧化值的測(cè)定：參照GB/T 5538-2005；

磷脂含量的測(cè)定：參照GB/T 5537-2008。

1.2.7 葡萄籽油脂肪酸成分分析

樣品甲酯化：參照GB/T 17376-2008/ISO 5509:2000。

GC-MS條件：

儀器：島津GCMS-QP2010；

色譜條件：色譜柱Rtx-Wax（30 m×0.25 mm×0.25 μm），線(xiàn)速度27.0 cm/sec，總流量14.1 mL/min，柱流量0.55 mL/min，分流比19.0，進(jìn)樣口溫度230 ℃。

程序升溫：起始柱溫50 ℃，以20 ℃/min升溫至180 ℃，以5 ℃/min升溫至190 ℃，以20 ℃/min升溫至230 ℃，保持12 min。

質(zhì)譜條件：溶劑延遲時(shí)間3.0 min，開(kāi)始時(shí)間3.0 min。接口溫度為230 ℃，離子源溫度為230 ℃，掃描質(zhì)量范圍（m/z）：35～550。

2 結(jié)果與分析

2.1 水化脫膠正交試驗(yàn)結(jié)果

水化脫膠正交試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

由表3可知，在水化溫度60 ℃，加水量4%，時(shí)間20 min條件下，葡萄籽油磷脂含量最低，確定最佳水化脫膠方案為溫度60 ℃，加水量4%，水化時(shí)間20 min。由極差分析可知，影響葡萄籽油脫膠的主要因素是水化溫度，其次是水化時(shí)間，最后是加水量。

2.2 吸附劑的選擇試驗(yàn)結(jié)果

活性白土、活性炭、沸石、硅藻土、凹凸棒土在添加量3%、脫色溫度90 ℃、時(shí)間30 min，在操作壓力0.09 MPa條件下對(duì)葡萄籽油進(jìn)行脫色，效果如圖1所示。

由圖1可以看出，不同吸附劑對(duì)葡萄籽油的脫色效果不同，在這5種吸附劑中，活性白土的吸附脫色效果最好，其次是凹凸棒土，硅藻土對(duì)葡萄籽油的吸附脫色效果最差，幾乎沒(méi)有吸附作用，因此本試驗(yàn)選擇活性白土為吸附劑。

2.3 活性白土吸附脫色試驗(yàn)結(jié)果

吸附脫色正交試驗(yàn)結(jié)果如表4所示。

表3 脫膠工藝正交試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果

由表4可知，在溫度70 ℃、白土加量3%、時(shí)間25 min條件下，脫色率最高，達(dá)到80.33%，因此確定最佳吸附脫色方案為溫度70 ℃、白土加量3%、時(shí)間25 min。由極差分析可知，影響葡萄籽油吸附脫色的主要因素是溫度，其次是活性白土加量，最后是時(shí)間。

圖1 不同吸附劑對(duì)葡萄籽油脫色效果的影響

2.4 葡萄籽油精煉過(guò)程中主要理化指標(biāo)變化分析

葡萄籽油在精煉過(guò)程中酸值、過(guò)氧化值、磷脂含量是不斷變化的，結(jié)果如表5所示。

表4 脫色工藝正交試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果

表5 葡萄籽油精煉過(guò)程中主要理化指標(biāo)測(cè)定結(jié)果

由表5可以看出，葡萄籽毛油在精煉過(guò)程中，酸值逐漸降低，但是變化不大。過(guò)氧化值在脫膠后幾乎不變，但脫色后降低很快，至1.988 mmol/kg，磷脂含量的降低主要在水化脫膠階段，脫色后葡萄籽油含有較低含量的磷脂。經(jīng)過(guò)精煉后酸值、過(guò)氧化值更低，完全符合《QB/T 4079-2010 按摩基礎(chǔ)油、按摩油》中酸值≤5 mg KOH/g、過(guò)氧化值≤10 mmol/kg的要求。

2.5 葡萄籽油脂肪酸成分分析

葡萄籽油進(jìn)行GC-MS分析，總離子流圖見(jiàn)圖2，脂肪酸組成成分及相對(duì)含量見(jiàn)表6。

由表6可知，超臨界CO2萃取得到的公釀葡萄籽油中，利用GC-MS鑒定出16種脂肪酸，相對(duì)總含量為99.90%，其中飽和脂肪酸有6種，占總含量的15.35%；不飽和脂肪酸10種，占總含量的84.55%。飽和脂肪酸以棕櫚酸和硬脂酸為主，相對(duì)含量分別為11.20%、3.74%，不飽和脂肪酸主要是亞油酸、油酸，相對(duì)含量分別為63.01%、19.17%。

3 結(jié)論

圖2 葡萄籽油總離子流圖

表6 葡萄籽油脂肪酸（甲酯）成分及相對(duì)含量

采用水化脫膠，確定最佳脫膠工藝是溫度60 ℃、加水量4%、水化時(shí)間20 min，脫膠之前磷脂含量為0.1116%，脫膠后為0.0092%。選擇活性白土、活性炭、沸石、硅藻土、凹凸棒土五種吸附劑進(jìn)行吸附脫色，活性白土脫色效果最好。采用活性白土進(jìn)行葡萄籽油吸附脫色，最佳脫色方案為溫度70℃、活性白土加量3%、時(shí)間25 min，在此條件下脫色率達(dá)到80.33%，油脂顏色淡黃色，澄清透明，符合《QB/T 4079-2010 按摩基礎(chǔ)油、按摩油》標(biāo)準(zhǔn)中無(wú)色、淡黃色至黃綠色澄清油狀液體的要求；酸值0.852 mg KOH/g、過(guò)氧化值1.988 mmol/kg，完全符合《QB/T 4079-2010 按摩基礎(chǔ)油、按摩油》中酸值≤5 mg KOH/g、過(guò)氧化值≤10 mmol/kg的要求。

以公釀葡萄籽為原料，采用超臨界CO2萃取的葡萄籽油利用GC-MS進(jìn)行脂肪酸成分分析，不飽和脂肪酸相對(duì)含量達(dá)84.55%，其中亞油酸、油酸相對(duì)含量分別為63.01%、19.17%，在本實(shí)驗(yàn)工藝條件下可開(kāi)發(fā)為純天然、高品質(zhì)的按摩基礎(chǔ)油。

參考文獻(xiàn)

［1］ 王敬勉.葡萄籽油的營(yíng)養(yǎng)及食療價(jià)值研究［J］.營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào)， 1996，18（2）: 221-223.

［2］ 孫來(lái)華.葡萄籽功能成分及其應(yīng)用［J］.食品研究與開(kāi)發(fā)， 2011，32（7）: 184-187.

［3］ 張靜， 袁毅， 劉利軍.葡萄籽油的提取及精煉工藝優(yōu)化［J］.食品科學(xué)， 2011， 3（10）: 40-43.

［4］ 鄒磊.釀酒后葡萄籽綜合利用的研究進(jìn)展［J］.中國(guó)釀造， 2012， 21（2）: 16-18.

［5］ 杜彥山.葡萄籽綜合利用研究［D］.無(wú)錫: 江南大學(xué)， 2006.

［6］ 劉煌， 陰景喜， 趙明鎖， 等.葡萄籽綜合開(kāi)發(fā)利用［J］.糧食與油脂， 2001（10）: 36-37.

［7］ FIORI L.Grape seed oil supercritical extraction kinetic and solubility data: critical approach and modeling［J］.The Journal of Supercritical Fluids，2007， 43（1）: 43-54.

［8］ PRADO J M， DALMOLIN I， CARARETO N D D， et al.Supercritical fluid extraction of grape seed: process scale-up， extractchemical composition and economic evaluation［J］.Journal of Food Engineering， 2012， 109（2）: 249-257.

［9］ 李彥奎， 蔣錫龍， 魏彥鋒， 等.超臨界CO2萃取葡萄籽油工藝研究［J］.中外葡萄與葡萄酒，2013（5）: 31- 34.

資助項(xiàng)目：山東省農(nóng)業(yè)重大應(yīng)用技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目：葡萄籽生物活性成分分離純化及應(yīng)用開(kāi)發(fā)。

中圖分類(lèi)號(hào)：TQ644.46

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI：10.13414/j.cnki.zwpp.2016.04.002

收稿日期：2016-05-30

作者簡(jiǎn)介：梁紅敏，女，工學(xué)碩士，主要從事生物活性成分活性評(píng)價(jià)、分離與應(yīng)用開(kāi)發(fā)。E-mail: lianghongmin8645@163.com

*通訊作者：胡文效，男，研究員，生物化工專(zhuān)業(yè)生物分離方向、食品科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)葡萄與葡萄酒方向，碩士生導(dǎo)師。E-mail: 1907117599@qq.com。

Study on preparation technology of massage base oil from grape seed

LIANG Hongmin， LI Yankui， ZHNAG Jingying， REN Jibo， HU Wenxiao*
（Shandong Academy of Grape， Jinan 250100， China）

Abstract:The grape seed oil extracted by supercritical CO2extraction technology as the material in this research.The refining methods and process conditions for massage base oil development from grape seed oil were studied.Results showed that the optimal conditions for degumming process was temperature 60 ℃， water added 4%，hydration time 20 min， phospholipid content was 0.0092% after degumming.The activated clay was determined as adsorbent.The optimal conditions for decolorization process was temperature 70 ℃， activated clay added 4%，time 25 min， the decolorization rate was 80.33%.The color of grape seed oil was light yellow， acid value was 0.852 and peroxide value was 1.988 mmol/kg， fatty acid composition was analysised by GC-MS， the relative contents of unsaturated fatty acid was 84.55%， of which linoleic acid and oleic acid relative content was 63.01% and 19.17% respectively.

Key words:grape seed； massage base oil； physical and chemical indicators； the fatty acid composition