張曉南，張秀玲，王　嬙，程　雪，陳少華，趙天彤，隋曉楠，王中江，齊寶坤（東北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，黑龍江哈爾濱150030）

刺五加果實(shí)中種子油的提取方案優(yōu)化及油的成分分析

張曉南，張秀玲*，王嬙，程雪，陳少華，趙天彤，隋曉楠，王中江，齊寶坤
（東北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，黑龍江哈爾濱150030）

對(duì)刺五加果實(shí)中種子油提取的最佳方案進(jìn)行了初步探討，對(duì)刺五加果實(shí)中種子油及揮發(fā)油的成分進(jìn)行了氣相色譜分析。確定刺五加種子油的最佳提取條件為：料液比1∶15，超聲功率150 W，超聲時(shí)間20 min，即在此提取條件下種子油得率最高為14.83%。對(duì)所獲的刺五加種子油進(jìn)行氣相色譜分析，鑒定出了其中的13種成分，主要成分及含量為18.81%油酸，14.70%α-紅沒(méi)藥醇，14.67%反式角鯊烯，14.04%正二十九烷。對(duì)刺五加揮發(fā)油進(jìn)行氣相色譜分析，鑒定出了其中的16種成分，主要成分及含量為20.52%α-紅沒(méi)藥醇，18.63%石竹烯，7.93%環(huán)己烯。

刺五加果實(shí)，種子油，揮發(fā)油，氣相色譜

刺五加（Acanthopanax senticosus）是主產(chǎn)于黑龍江小興安嶺的五加科（Araliaceae）刺五加屬（Acanthopanax）的落葉灌木，別名刺拐棒［1］，春、秋兩季采挖，其性溫，味微苦、辛、甘，歸脾、腎、心經(jīng)［2］。其根、莖、葉均有藥用價(jià)值，據(jù)我國(guó)古代醫(yī)籍記載刺五加具有“補(bǔ)中益精、堅(jiān)筋骨、強(qiáng)意志”的作用?，F(xiàn)代藥理學(xué)研究表明，刺五加具有益氣健脾、補(bǔ)腎安神的功效［3］，主要用于脾腎陽(yáng)虛、體虛乏力、食欲不振、腰膝酸痛、失眠多夢(mèng)等病癥［4］，也是對(duì)神經(jīng)衰弱會(huì)產(chǎn)生良好效果的藥物［5］。

刺五加是一種被世界認(rèn)可的中草藥，已被列為WHO藥用植物專著中［6］。目前刺五加產(chǎn)品名目繁多［7］，雖然民間對(duì)刺五加的功效普遍認(rèn)可，但是由于刺五加粗提物成分復(fù)雜，有效成分制備標(biāo)準(zhǔn)模糊，生產(chǎn)工藝傳統(tǒng)，導(dǎo)致刺五加產(chǎn)品的市場(chǎng)份額依然較低［8］。關(guān)于刺五加種子油更是鮮有文獻(xiàn)對(duì)其進(jìn)行深入研究，所以進(jìn)一步研究刺五加各個(gè)部分的有效成分，為刺五加產(chǎn)品提供新思路顯得尤為必要［9］。超聲波提取方法是中草藥成分分析的常用方式，本文采用超聲波提取法對(duì)刺五加果實(shí)中種子油的提取進(jìn)行優(yōu)化，并對(duì)種子油和揮發(fā)油的成分進(jìn)行氣相色譜分析，旨在開(kāi)發(fā)新的藥用部位，提高對(duì)天然資源的綜合率，為刺五加的物質(zhì)基礎(chǔ)研究［10］和進(jìn)一步開(kāi)發(fā)應(yīng)用提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

干燥的刺五加果實(shí)黑龍江省哈爾濱市三棵樹(shù)藥材市場(chǎng)；正己烷、正己烷色譜純天津化工廠。

KQ-250DB型數(shù)控超聲波清洗器昆山市超聲波儀器有限公司；安捷倫GC6890氣相色譜分析儀美國(guó)安捷倫公司。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1刺五加種子油提取的工藝流程

1.2.2單因素實(shí)驗(yàn)

1.2.2.1料液比的確定稱取30 g短梗刺五加果粉，在超聲功率250 W，超聲時(shí)間30 min，溫度為12℃的提取條件下，以石油醚為溶劑，料液比為1∶5、1∶10、1∶15、1∶20、1∶25，研究料液比對(duì)刺五加種子油得率的影響。

種子油的得率（%）=旋蒸后獲得的種子油克數(shù)/刺五加果實(shí)克數(shù)×100

1.2.2.2超聲功率的確定稱取30 g短梗刺五加果粉，在料液比為1∶15，超聲時(shí)間30 min，溫度為12℃的提取條件下，以石油醚為溶劑，超聲功率為100、150、200、250、300 W，研究超聲功率對(duì)刺五加種子油得率的影響。

1.2.2.3超聲時(shí)間對(duì)種子油得率的影響稱取30 g短梗刺五加果粉，在料液比為1∶15，超聲功率在250 W，溫度為12℃的提取條件下，以石油醚為溶劑，超聲時(shí)間分別為10、20、30、40、50 min，研究超聲時(shí)間對(duì)刺五加種子油得率的影響。

1.2.3種子油提取最佳方案的正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果，選取對(duì)種子油得率影響較顯著的三個(gè)因素：料液比、超聲功率、超聲時(shí)間進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)。以種子油得率為考察指標(biāo)。選用正交設(shè)計(jì)表L9（34）安排實(shí)驗(yàn)，因素水平表見(jiàn)表1。

表1　實(shí)驗(yàn)因素及水平表Table 1　Experimental factors and levels of the table

1.2.4刺五加種子油成分分析

1.2.4.1 子油的甲酯化準(zhǔn)確稱取200 mg種子油，先后加入0.6 mol/L氫氧化鉀溶液、甲醇和正己烷各4 mL，將混合液振蕩搖勻，于60℃水浴加熱反應(yīng)30 min后，加入10 mL蒸餾水，靜置分層。取正己烷層作為樣液1。

1.2.4.2GC-MS檢測(cè)氣相色譜條件：25 m×0.2 mm石英毛細(xì)管柱OV-101，柱前壓0.8 kg/cm2，柱溫40～200℃，10℃/min，氣化溫度250℃，載氣為氦氣，分流為60∶1，進(jìn)樣量為1 μL；質(zhì)譜條件：電離方式EI，電子能量70 eV，離子源溫度250℃。

將所獲樣液1中加入無(wú)水硫酸鈉除水后，用正己烷稀釋500倍后，進(jìn)行GC-MS檢測(cè)。

1.2.5刺五加揮發(fā)油的制備與成分分析

1.2.5.1揮發(fā)油的制備用天平量取60目的刺五加果粉100 g于2000 mL的圓底燒瓶中，加入1000 mL去離子水，將圓底燒瓶置于電加熱套內(nèi)，連接好提取裝置，接通冷凝水，于冷凝管口加入5 mL石油醚，開(kāi)啟加熱套至2500 W，加熱5 h后，將精油提取器內(nèi)的呈油狀的石油醚與揮發(fā)油的混合液體放入錐形瓶?jī)?nèi)，用無(wú)水硫酸鈉除水既得樣液2。

1.2.5.2刺五加揮發(fā)油提取的工藝流程

1.2.5.3刺五加揮發(fā)油的GC-MS分析將所獲的樣液2用石油醚稀釋500倍后，進(jìn)行GC-MS分析。

1.3數(shù)據(jù)處理

氣相色譜分析圖由氣相色譜計(jì)算機(jī)聯(lián)用儀給出的數(shù)據(jù)用Origin作圖軟件作出。

2　結(jié)果與討論

2.1不同因素對(duì)種子油得率的影響結(jié)果

2.1.1不同料液比對(duì)種子油得率的影響由圖1可知，種子油的得率隨著料液比的增加而增加，但當(dāng)料液比達(dá)到1∶15后，種子油得率的增長(zhǎng)趨于平緩，這是因?yàn)閷?duì)于一定量的刺五加果粉，增加溶劑用量會(huì)降低油的濃度，增大刺五加果粉與溶劑接觸面的濃度差，增大滲透壓，從而提高了油脂到溶劑的擴(kuò)散速度使提取率增大［11］；當(dāng)溶劑用量達(dá)到一定值以后，由于物料中油脂含量逐漸減少，越來(lái)越難以溶出，提取得率趨于穩(wěn)定，同時(shí)過(guò)大溶劑用量會(huì)造成浪費(fèi)［12］。料液比在1∶15時(shí)，種子油的提取率最大，因此確定該比例為提取種子油的最佳料液比。

圖1　料液比對(duì)種子油得率的影響Fig.1　Effect of solid-liquid ratio for seed oil yield

2.1.2超聲功率對(duì)種子油得率的影響由圖2可以看出隨著超聲功率的增加，種子油的得率也在增多，但當(dāng)超聲功率達(dá)到250 W后種子油得率的增長(zhǎng)趨于平緩。因?yàn)樵谄渌麠l件不變的情況下，超聲波功率越大，空化和機(jī)械作用越強(qiáng)烈，分子擴(kuò)散速度越大，油脂滲出越快，出油率越大［13］；當(dāng)超聲功率達(dá)到一定值時(shí)出油率達(dá)到最佳，功率再增加對(duì)提取得率提高難以起到很大的作用［14］。因此，確定250 W為最佳超聲功率，選擇150、200、250 W來(lái)進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)。

圖2　超聲功率對(duì)種子油得率的影響Fig.2　Effect of ultrasonic power for seed oil yield

2.1.3超聲時(shí)間對(duì)種子油得率的影響圖3表明，超聲時(shí)間越長(zhǎng)種子油得率越高，但超聲時(shí)間達(dá)到30 min后，種子油得率的增長(zhǎng)趨于平緩，近乎沒(méi)有增長(zhǎng)。這是因?yàn)槌晻r(shí)間越長(zhǎng)，超聲波對(duì)物料作用的越充分，種子油浸出率越高，當(dāng)達(dá)到一定時(shí)間后，溶液體系滲透壓達(dá)到平衡，浸出率趨于平穩(wěn)［15］。因此確定30 min為最佳超聲時(shí)長(zhǎng)，選擇20、30、40 min來(lái)進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)。

圖3　超聲時(shí)間對(duì)種子油得率的影響Fig.3　Effect of ultrasonic time for seed oil yield

2.2刺五加種子油提取條件的正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

當(dāng)料液比為1∶15，超聲功率150 W，超聲時(shí)間20 min，經(jīng)過(guò)多次單因素實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)對(duì)比，分別從三個(gè)水平中選三個(gè)因素進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)。正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

由表2可得，超聲功率是影響刺五加種子油得率的主要因素，其次是料液比，最后是超聲時(shí)間。由表2還可以看出刺五加種子油提取的最佳方案是A2B1C1。在此提取條件下種子油得率為14.83%。

2.3刺五加種子油的GC-MS分析結(jié)果

從圖4和表3可得，已鑒定的成分占種子油總成分93.60%左右，基本上確定了刺五加果實(shí)的種子油成分。在已鑒定的13種成分中，主要成分是油酸約占18.81%，α-紅沒(méi)藥醇約占14.70%，反式角鯊烯約占14.67%，正二十九烷約占14.04%。

表2　正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 2　Orthogonal experiment

圖4　刺五加果實(shí)種子油總離子圖Fig.4　Acanthopanax fruit seed oil total ion FIG

表3　刺五加果實(shí)中種子油成分Table 3　Chemical composition of fruit in Acanthopanax seed oil

2.4刺五加揮發(fā)油的成分的GC-MS分析結(jié)果

圖5　刺五加果實(shí)揮發(fā)油總離子圖Fig.5　Acanthopanax volatile oils total ion FIG

表4　刺五加果實(shí)中揮發(fā)油成分Table 4　Volatile composition in fruit of Acanthopanax

從圖5和表4可知，已鑒定的成分占揮發(fā)油總成分的81.04%左右，基本上確定了刺五加果實(shí)的揮發(fā)油成分。在已鑒定的16種成分中，主要成分是α-紅沒(méi)藥醇約占20.52%，石竹烯約占13.01%，環(huán)己烯約占7.93%。

3　結(jié)論

本研究分析了不同提取條件對(duì)刺五加種子油得率的影響，并對(duì)刺五加種子油及揮發(fā)油進(jìn)行了GC-MS分析。結(jié)果表明，提取刺五加種子油的最佳條件是：料液比為1∶15，超聲功率150 W，超聲時(shí)間20 min，此時(shí)的種子油得率為14.83%。

從刺五加果實(shí)中提取的種子油的定性及定量分析結(jié)果可知，已鑒定的成分占種子油總成分93.60%左右，基本上確定了刺五加果實(shí)的種子油成分。在已鑒定的13種成分中，主要成分是油酸約占18.81%，α-紅沒(méi)藥醇約占14.70%，反式角鯊烯約占14.67%，正二十九烷約占14.04%。

從刺五加果實(shí)中提取的揮發(fā)油的定性及定量分析可知，已鑒定的成分占揮發(fā)油總成分81.04%左右，基本上確定了刺五加果實(shí)的揮發(fā)油成分。在已鑒定的16種成分中，主要成分是α-紅沒(méi)藥醇約占20.52%，石竹烯約占13.01%，環(huán)己烯約占7.93%。

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Extraction scheme optimization and component analysis of the seed oil in the fruit of Acanthopanax

ZHANG Xiao-nan，ZHANG Xiu-ling*，WANG Qiang，CHENG Xue，CHEN Shao-hua，ZHAO Tian-tong，SUI Xiao-nan，WANG Zhong-jiang，QI Bao-kun
（School of Food College，Northeast Agriculture University，Harbin 150030，China）

This article had a preliminary discussion on the best scheme of the extraction of the seed oil in the fruit of acanthopanax，and carried out the gas chromatographic analysis on the components of the seed oil and volatile oil in the fruit of acanthopanax.The best extraction conditions of the seed oil in acanthopanax were determined as follows：feed liquid proportion 1∶15，ultrasonic power 150 W，ultrasonic time 20 min.The highest extraction rate of the seed oil under such extraction conditions was 14.83%.The gas chromatographic analysis is carried out on the acquired seed oil in acanthopanax to identify its 13 components，and the key components included 18.81%of oleic acid in content，14.70%of α-bisabolol，14.67%of Trans squalene，14.04%of nonacosane.The gas chromatographic analysis was carried out on the volatile oil in acanthopanax to identify its 16 components，and the key components include 20.52%of α-bisabolol in content，18.63%of caryophyllene，7.93%of cyclohexene.

acanthopanax fruit；seed oil；volatile oil；gas chromatography

TS201.1

B

1002-0306（2016）04-0309-04

10.13386/j.issn1002-0306.2016.04.053

2015－06－30

張曉南（1982-），男，博士，研究方向：農(nóng)產(chǎn)品貯藏與加工，E-mail：xiaonanzhang@neau.edu.cn。

張秀玲（1969-），女，博士，教授，研究方向：農(nóng)產(chǎn)品貯藏與加工，E-mail：1457945201@qq.com。