薛煥煥， 張海生， 趙鑫帥， 薛 菁， 孫鈺涵

(陜西師范大學(xué)食品工程與營養(yǎng)科學(xué)學(xué)院，陜西 西安 710119)

大扁杏，又叫仁用杏，是西伯利亞杏和普通杏二者自然雜交的品種，是中國特有的經(jīng)濟(jì)林樹種之一[1]?？购⒖购?、適應(yīng)性等方面介于普通杏和西伯利亞杏之間，其開發(fā)利用價值高，在中國西北、華北地區(qū)廣泛種植。大扁杏果肉營養(yǎng)價值高，其中有機(jī)酸、蛋白質(zhì)、脂肪、微量元素含量和其他抗氧化活性物質(zhì)含量與其他果品相比，有明顯的優(yōu)勢，是一種優(yōu)良的食品原料[2]。杏仁中營養(yǎng)成分豐富，其中因具有高含量的維生素E和非金屬元素硒等優(yōu)點，在抗衰老方面具有一定的作用；此外杏仁及其活性成分具有抗腫瘤、抗高血脂、保護(hù)肝臟等藥理功能，是一種潛在的藥用資源[3-5]。除此之外，杏仁油作為一種功能性食用油原料，富含不飽和脂肪酸，具有預(yù)防動脈硬化、心血管疾病和抗衰老等功效，深受廣大消費者的歡迎[6-9]。同時，杏仁油還可用作制造香皂和油漆涂料等的原料[10]。因此,杏仁具有很高的營養(yǎng)和保健價值。

杏仁油的提取多采用壓榨法和溶劑浸提法。壓榨法出油率低，耗時長；溶劑浸提法工藝繁瑣，耗時較長，毛油質(zhì)量差且還殘留一定溶劑[11-13]。近年來，隨著油脂提取方法的發(fā)展，超聲波輔助提取法已應(yīng)用于油脂的提取[14-15]。但有關(guān)不同方法提取杏仁油的比較研究報道較少。本試驗采用冷榨法、索氏提取、有機(jī)溶劑浸提和超聲波輔助提取4種方法提取杏仁油，對其提取率、理化指標(biāo)、脂肪酸成分進(jìn)行比較，從而篩選出最合適的提取方法，為杏仁的制油技術(shù)開發(fā)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 原料與試劑

大扁杏杏仁，陜西省榆林市榆陽區(qū)旺達(dá)扁杏加工廠生產(chǎn)。

石油醚(60～90 ℃)、三氟化硼、酚酞，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司產(chǎn)品。三氯甲烷、無水乙醚、無水乙醇、甲醇，天津市富宇精細(xì)化工有限公司產(chǎn)品。正己烷為色譜純，Thermo Fisher Scientific公司產(chǎn)品。

1.2 儀器與設(shè)備

YF-178健康油坊自動榨油機(jī)，深圳市健康油坊電器有限公司產(chǎn)品。LXJ-Ⅱ型大容量低速離心機(jī)，上海醫(yī)用分析儀器廠產(chǎn)品。KQ-300VDE型三頻數(shù)控超聲波清洗器，昆山超聲儀器有限公司產(chǎn)品。GC-14C氣相色譜儀，配FID檢測器。

1.3 杏仁油提取方法

1.3.1 冷榨法 稱取烘干的杏仁放入榨油機(jī)中，調(diào)節(jié)速度以出油排渣，并進(jìn)行二次重復(fù)壓榨。榨出的毛油以4 000 r/min離心20 min，將得到澄清油準(zhǔn)確稱量并記錄，計算杏仁油提取率。杏仁油提取率計算公式：T=[(m1-m2)/m]×100%，式中，T為杏仁油提取率(%)，m1為接收瓶和杏仁油質(zhì)量(g)，m2為接收瓶質(zhì)量(g)，m為杏仁原料質(zhì)量(g)。

1.3.2 索氏提取法 稱取一定量的杏仁粉(杏仁粉碎過100目篩)，置于索氏提取器中，按照1∶12(g/ml)的比例加入三氯甲烷，并于80 ℃恒溫水浴箱中，索氏抽提3 h，并進(jìn)行二次抽提。合并2次的提取液，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)分離溶劑和杏仁油，得到杏仁粗油，準(zhǔn)確稱量并計算杏仁油提取率。

1.3.3 有機(jī)溶劑浸提法 準(zhǔn)確稱取杏仁粉于燒杯中，按照1∶12(g/ml)的比例加入石油醚，振蕩提取12 h后進(jìn)行抽濾，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)將溶劑和杏仁油分離，油脂離心去除殘渣，得到粗油，準(zhǔn)確稱量并計算杏仁油提取率。

1.3.4 超聲波輔助提取法 稱取一定量的杏仁粉，按比例加入一定量石油醚，封口放置于30 ℃水溫的數(shù)控超聲波清洗儀中進(jìn)行超聲提取。提取結(jié)束后，抽濾分離，將濾液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)回收溶劑，然后將提取物離心去除沉淀，準(zhǔn)確稱量計算杏仁油的提取率。

1.4 杏仁油理化指標(biāo)測定

杏仁油透明度、氣味、滋味鑒定依照GB/T 5525-2008的方法進(jìn)行評價，折光指數(shù)測定參照GB/T 5527-2010的方法，比重測定參照 GB/T5526-1985的方法，酸價測定參照GB/T 5530-2005的方法，碘價測定參照GB/T 5532-2008的方法，皂化值測定參照GB/T 5534-2008的方法，過氧化值測定參照GB/T 5538-2005的方法。

1.5 杏仁油脂肪酸組成分析

杏仁油的甲酯化制備參照GB/T 17376-2008的三氟化硼甲酯化方法。

杏仁油脂肪酸組成分析的氣相色譜條件：色譜柱為DB-225MS(30 m×0.32 mm×0.25 μm)，氣化室溫度230 ℃，檢測室溫度250 ℃，柱箱溫度170 ℃，15 ℃/min升溫到200 ℃，1 ℃/min升溫到220 ℃并保持10 min，載氣為氮氣(140 KPa)，進(jìn)樣量1.0 μl。

1.6 超聲波輔助提取工藝條件優(yōu)化

對超聲波輔助提取方法設(shè)計單因素試驗，分別研究不同的料液比、頻率、功率和提取時間對杏仁油提取率的影響，得到最佳單因素條件。在單因素試驗結(jié)果的基礎(chǔ)上，設(shè)計正交優(yōu)化試驗，對其結(jié)果進(jìn)行分析，確定最佳提取工藝條件。

1.7 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

采用 SPSS 17.0 軟件(SPSSInc, Chicago, IL, USA)進(jìn)行統(tǒng)計分析，數(shù)據(jù)結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(n=3)表示。采用Duncan’s多元回歸方法分析0.05水平上均值的顯著性差異。

2 結(jié)果和分析

2.1 不同提取方法對大扁杏仁油提取率的影響

由表1可以看出，不同提取油脂方法對杏仁油提取率有明顯影響。其中索氏提取法的提取率最高，達(dá)到49.00%；有機(jī)溶劑浸提法最低，僅為31.99%；冷榨法和超聲波輔助提取法兩種方法的提取率相差不大，分別為44.87%、43.21%。索氏提取法的優(yōu)點是溶劑與原料能充分接觸且不斷地進(jìn)行回流操作充分萃取，缺點是提取的油脂中含有較多的雜質(zhì)，所需時間較長且不斷加熱會加深油脂顏色，化學(xué)成分發(fā)生變化，對品質(zhì)產(chǎn)生一定的影響。有機(jī)溶劑浸提法的油脂提取率較低，且有殘余溶劑遺留，操作時間長。冷榨法制得的毛油質(zhì)量好，風(fēng)味佳。超聲波輔助提取法主要利用的是熱效應(yīng)、機(jī)械效應(yīng)和空化效應(yīng)。熱效應(yīng)能加快物質(zhì)的溶解速度，機(jī)械效應(yīng)強(qiáng)化介質(zhì)的擴(kuò)散、傳播，空化效應(yīng)是利用介質(zhì)內(nèi)微氣泡破裂時形成的壓力加強(qiáng)物質(zhì)的釋放，可大大縮短提取時間，所提油脂質(zhì)量較好，但仍含有少量的溶劑殘留。

2.2 不同方法提取的大扁杏仁油理化指標(biāo)

4種方法所制取的杏仁油均澄清透明，在氣味、滋味方面除冷榨法外，其余3種方法制取的油脂均有輕微異常氣味(表2)，這可能是因為在提取過程中加入的有機(jī)溶劑回收不完全，導(dǎo)致有輕微的溶劑味。4種方法對杏仁油的折光指數(shù)、比重和碘價均無明顯影響。與普通植物油相比，杏仁油折光指數(shù)差異不大，但比重較低，說明杏仁油的分子質(zhì)量小、不飽和度高[16]。碘價可以反映油脂的不飽和度。4種提取方法中，超聲波輔助提取法提取的杏仁油碘價最高，油脂不飽和度最大，不飽和脂肪酸含量最高，而有機(jī)溶劑浸提法提取的油脂不飽和脂肪酸含量最低。

表1不同提取方法的大扁杏仁油提取率

Table1Almondoilyieldunderdifferentextractionmethods

提取方法油脂提取率(%)冷榨法44．87±1．39b索氏提取法49．00±1．65a有機(jī)溶劑浸提法31．99±1．47c超聲波輔助提取法43．21±1．28b

不同小寫字母表示在0.05水平上差異顯著。

酸價和過氧化值是判定油脂品質(zhì)好壞的重要指標(biāo)，二者的值越小，油脂品質(zhì)越好，4種方法所得油脂均符合國家標(biāo)準(zhǔn)。索氏提取法所得油脂酸價稍高于其他方法，這可能是由于長時間的高溫提取使得油脂分解而產(chǎn)生較多的游離脂肪酸[17],冷榨法制取的油脂酸價最低。由表2中還可看出，索氏提取法油脂過氧化值最高，有機(jī)溶劑浸提法和冷榨法相差不大，超聲波輔助提取法油脂過氧化值最低。原因可能是由于索氏提取法中持續(xù)高溫回流提取，加速了油脂的氧化，而其余3種方法提取溫度較低，時間短，被氧化程度較低，所以過氧化值較低[17]。

皂化值反映油脂的純度，游離脂肪酸會影響油脂的皂化值[18]。4種方法中索氏提取法制得的杏仁油皂化值最高，達(dá)到415.51 mg/g，說明此方法制得的油脂純度較低；超聲波輔助提取法制得的油脂皂化值最低，僅為169.32 mg/g，說明油脂純度最高；有機(jī)溶劑浸提法和冷榨法兩種方法制得的油脂皂化值介于上述兩種方法之間，因此純度也介于兩者之間。

表2不同方法提取的杏仁油理化特性

Table2Physicalandchemicalpropertiesofalmondoilextractedbydifferentextractionmethods

提取方法氣味、滋味透明度折光指數(shù)(20℃)比重(Y4℃22℃)酸價(以KOH計)(mg/g)碘價(以I2計)(g/kg)皂化價(以KOH計)(mg/g)過氧化值(mmol/kg)冷榨法具有固有的香味和滋味，無異味透明1．47±0．04a0．89±0．03a0．93±0．11b891．2±20．3a211．79±13．75b0．11±0．03b索氏提取法有少量異常氣味，具有溶劑味透明1．47±0．08a0．88±0．02a1．2±0．14a893．2±16．5a415．51±20．32a0．17±0．02a有機(jī)溶劑浸提法有異常氣味，具有溶劑味透明1．47±0．10a0．89±0．07a0．94±0．08b888．7±18．3a219．28±14．46b0．13±0．02a超聲波輔助提取法有少量異常氣味，具有溶劑味透明1．47±0．11a0．88±0．03a0．98±0．07b894．0±21．6a169．32±7．79c0．09±0．02b

同一列中不同小寫字母表示在0.05水平上差異顯著。

2.3 不同方法提取的大扁杏仁油脂肪酸組成

4種不同提取方法對杏仁油脂肪酸組成和含量的影響均較小(表3)。4種方法提取的杏仁油中都含有油酸、亞油酸、棕櫚酸、棕櫚一烯酸、硬脂酸，其中以油酸、亞油酸等不飽和脂肪酸為主，二者的含量都分別占70%、21%以上。索氏提取法所得油脂中油酸含量最多，而有機(jī)溶劑浸提法所得油脂中油酸含量最少。對于人體必需脂肪酸亞油酸，有機(jī)溶劑浸提法所得的油脂中含量最大，其余方法間沒有明顯差異。除此之外，索氏提取法和超聲波輔助提取法提取的杏仁油中還檢出少量亞麻酸，含量為0.2%。

綜上比較，超聲波輔助提取法優(yōu)于其他提取方法。因此，針對超聲波輔助提取法進(jìn)一步優(yōu)化其提取工藝。

表3不同方法提取的杏仁油脂肪酸組成

Table3Fattyacidcompositionofalmondoilextractedbydifferentextractionmethods

提取方法 棕櫚酸(C16∶0)含量(%)棕櫚一烯酸(C16∶1)含量(%)硬脂酸(C16∶1)含量(%)油酸(C18∶1)含量(%)亞油酸(C18∶2)含量(%)亞麻酸(C18∶3)含量(%)冷榨法4．401．001．1072．4021．10未檢出索氏提取法4．200．701．0072．7021．100．20有機(jī)溶劑浸提法4．601．301．6070．9021．60未檢出超聲波輔助提取法4．101．201．3071．6021．300．20

2.4 超聲波輔助提取工藝優(yōu)化

2.4.1 單因素試驗

2.4.1.1 料液比對杏仁油提取率的影響 參照文獻(xiàn)[19]，選取超聲波頻率50 Hz，超聲波功率180 W，提取時間10 min，提取溫度30 ℃，料液比分別為1∶4、1∶6、1∶8、1∶10、1∶12，測定杏仁油的提取率(圖1)。

由圖1可知，隨著提取劑用量的增加，杏仁油提取率逐漸增加，當(dāng)料液比達(dá)到1∶8時，提取率增長緩慢并趨向穩(wěn)定。這是由于隨著溶劑用量的增加，油脂的濃度逐漸降低，杏仁顆粒與溶劑接觸面的濃度差也隨之增加，從而加大了油脂與溶劑的擴(kuò)散速率，提取率增大。但繼續(xù)增加溶劑量時，杏仁中的絕大部分油脂已被溶解出來，提取率也不會明顯增加。因此，本試驗選擇料液比1∶8。

圖1 杏仁油提取率與料液比變化關(guān)系Fig.1 The relationship between the yield of almond oil and the ratio of solid to liquid

2.4.1.2 超聲波頻率對杏仁油提取率的影響 選取料液比1∶8、超聲波功率180 W、提取時間10 min、提取溫度30 ℃，超聲波頻率分別為20 Hz、30 Hz、40 Hz、50 Hz、60 Hz、70 Hz，測定杏仁油提取率。結(jié)果(圖2)顯示，在相同的超聲波條件下，杏仁油的提取率隨著超聲波頻率的增大先升高后降低，在頻率為60 Hz時提取率達(dá)到最高。這是由于超聲波頻率的作用主要表現(xiàn)為空穴作用?？昭ㄗ饔卯a(chǎn)生的強(qiáng)度取決于氣泡的形成，且氣泡瞬時崩塌產(chǎn)生的強(qiáng)化作用加快植物細(xì)胞內(nèi)含物的釋放，從而達(dá)到提高提取率的目的。達(dá)到最高值之后提取率降低，可能是與空穴作用的減弱有關(guān)。因此，本試驗選擇超聲波頻率為60 Hz。

圖2 杏仁油提取率與超聲波頻率變化關(guān)系Fig.2 The relationship between the yield of almond oil and the frequency of ultrasonic wave

2.4.1.3 超聲波功率對杏仁油提取率的影響 選取料液比1∶8、超聲波頻率60 Hz、提取時間10 min、提取溫度30 ℃，超聲波功率分別為180 W、210 W、240 W、270 W、300 W，測定杏仁油提取率。結(jié)果(圖3)顯示，隨著超聲波功率的增加，杏仁油提取率隨之緩慢增加，但當(dāng)功率高于240 W后，提取率呈現(xiàn)下降趨勢。這是因為超聲波提取主要利用的是熱效應(yīng)、機(jī)械效應(yīng)和空化效應(yīng)。其中熱效應(yīng)能加快物質(zhì)的溶解速度，機(jī)械效應(yīng)強(qiáng)化介質(zhì)的擴(kuò)散、傳播?？栈?yīng)是介質(zhì)內(nèi)的微氣泡破裂時形成的壓力，加強(qiáng)了物質(zhì)的釋放。超聲波功率過大時，空穴作用減弱，甚至發(fā)揮不到空化效果，從而影響提取率[20]。因此，本試驗選擇超聲波功率為240 W。

圖3 杏仁油提取率與超聲波功率變化關(guān)系Fig.3 The relationship between the yield of almond oil and ultrasonic power

2.4.1.4 超聲波提取時間對杏仁油提取率的影響 選取料液比1∶8、超聲波頻率60 Hz、超聲波功率240 W、提取溫度30 ℃，提取時間分別為5 min、10 min、15 min、20 min、25 min、30 min時的杏仁油提取率。結(jié)果(圖4)顯示，隨著提取時間的延長，提取率也隨之增大，但提取時間超過25 min 后，增加幅度較小。這是因為當(dāng)提取達(dá)到一定程度時，提取過程達(dá)到了動態(tài)平衡。因此，綜合考慮提取效率，本試驗選擇提取時間25 min。

圖4 杏仁油提取率與提取時間變化關(guān)系Fig.4 The relationship between the yield of almond oil and extraction time

2.4.2 正交優(yōu)化試驗 根據(jù)上述單因素試驗結(jié)果，選用L16(45)正交表設(shè)計試驗，對杏仁油的超聲波輔助提取工藝條件進(jìn)行優(yōu)化，以杏仁油的提取率作為評價標(biāo)準(zhǔn)。試驗方案及結(jié)果見表4，方差分析結(jié)果見表5。

由表4可看出，通過極差比較發(fā)現(xiàn)，各因素對杏仁油提取率的影響順序為A>D>B>C，即料液比>提取時間>超聲波頻率>超聲波功率。由表5可知，料液比是顯著的影響因素。超聲波輔助提取法提取杏仁油的最佳條件組合是A4B3C4D4，即料液比為1∶12，超聲頻率為60 Hz，超聲功率為270 W，提取時間為25 min。在此條件下試驗得到的杏仁油提取率為45.85%。

表4杏仁油超聲波輔助提取工藝優(yōu)化的L16(45)正交試驗

Table4L16(45)orthogonaltestoforthogonaloptimizationofultrasonic-assistedextractionmethod

序號因素A料液比(g/ml)B超聲波頻率(Hz)C超聲波功率(W)D提取時間(min)空列提取率(%)11(1∶6)1(40)1(180)1(10)1(1∶6)33．2221(1∶6)2(50)2(210)2(15)231．2031(1∶6)3(60)3(240)3(20)333．3041(1∶6)4(70)4(270)4(25)433．3652(1∶8)1(40)2(210)3(20)435．8162(1∶8)2(50)1(180)4(25)334．2672(1∶8)3(60)4(270)1(10)237．8982(1∶8)4(70)3(240)2(15)135．4693(1∶10)1(40)3(240)4(25)240．40103(1∶10)2(50)4(270)3(20)138．42113(1∶10)3(60)1(180)2(15)437．33123(1∶10)4(70)2(210)1(10)334．60134(1∶12)1(40)4(270)2(15)340．85144(1∶12)2(50)3(240)1(10)439．40154(1∶12)3(60)2(210)4(25)145．77164(1∶12)4(70)1(180)3(20)244．32k132．7737．5737．2836．2838．22k235．8635．8236．8536．2138．45k337．6938．5737．1437．9635．75k442．5936．9437．6338．4636．48R9．822．750．782．252．70最優(yōu)組合A4(1∶12)B3(60)C4(270)D4(25)

表5杏仁油超聲波輔助提取工藝優(yōu)化正交試驗方差分析表

Table5Varianceanalysistableoforthogonaltestoforthogonaloptimizationofultrasonic-assistedextractionmethod

變異來源偏差平方和自由度方差F值顯著性A料液比202．6700367．56009．450?B超聲波頻率15．971635．32390．720C超聲波功率1．275830．42530．062D提取時間15．865635．28850．753誤差20．890336．9634總和256．670015

F0.05(3,3)=9.28，F(xiàn)0.01(3,3)=29.46。

2.4.3 優(yōu)化方法提取的杏仁油理化指標(biāo)及脂肪酸組成 對在上述優(yōu)化工藝條件下提取得到的杏仁油測定理化指標(biāo)并且進(jìn)行氣相色譜分析(表6、表7)。由表6可知，在此最佳工藝條件下提取的杏仁油各項理化指標(biāo)均達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)，說明超聲波輔助提取法可以用于杏仁油的提取。由表7可知，超聲波輔助提取的杏仁油經(jīng)氣相色譜分析共鑒定出6種脂肪酸，脂肪酸總含量達(dá)到99.80%。其中不飽和脂肪酸含量95.70%，以油酸(72.60%)和亞油酸(21.10%)為主，此外，硬脂酸含量為1.00%，棕櫚一烯酸0.80%，亞麻酸0.20%；飽和脂肪酸只鑒定出棕櫚酸(4.10%)一種。相對于其他植物油，大扁杏仁油油酸和亞油酸含量很高。油酸可以作為一種補(bǔ)充單不飽和脂肪酸的油脂資源應(yīng)用于食品保健方面[21]。亞油酸作為一種必需脂肪酸，對于高血脂癥患者來說，具有降低血脂水平和預(yù)防心血管疾病的作用[22]。

表6優(yōu)化后超聲波輔助提取法提取的杏仁油的理化指標(biāo)

Table6Thephysicalandchemicalindicatorsofalmondoilextractedbytheimprovedultrasonic-assistedextractionmethod

理化指標(biāo)測定結(jié)果氣味、滋味有輕微異常氣味透明度透明折光指數(shù)(20℃)1．47±0．07比重(Y4℃22℃)0．88±0．02酸價(以KOH計)(mg/g)0．98±0．06碘價(以I2計)(g/kg)894．3±20．3皂化價(以KOH計)(mg/g)168．76±8．46過氧化值(mmol/kg)0．09±0．02

表7優(yōu)化后超聲波輔助提取法提取的杏仁油脂肪酸組成和相對含量

Table7Fattyacidcompositionandrelativecontentofalmondoilextractedbytheimprovedultrasonic-assistedextractionmethod

脂肪酸相對含量(%)棕櫚酸(C16∶0)4．10棕櫚一烯酸(C16∶1)0．80硬脂酸(C16∶1)1．00油酸(C18∶1)72．60亞油酸(C18∶2)21．10亞麻酸(C18∶3)0．20

3 結(jié) 論

4種提取方法中索氏提取法的杏仁油提取率最高。4種方法提取的大扁杏仁油的氣味、滋味、透明度、折光指數(shù)、比重值和碘價差異不明顯，酸價、皂化價和過氧化值存在差異，其中冷榨法所得油脂的酸價最低，超聲波輔助提取法所得油脂的皂化價和過氧化值最低。另外，4種方法提取的油脂脂肪酸組成以油酸和亞油酸為主，含量均達(dá)到90%以上。綜合評定，超聲波輔助提取法優(yōu)于其他提取方法。對超聲波輔助提取工藝進(jìn)行優(yōu)化，最佳工藝條件為料液比1∶12、超聲波頻率60 Hz、超聲波功率270 W、提取時間25 min、提取溫度30 ℃，在此條件下杏仁油的提取率為45.85%且理化指標(biāo)均符合國家標(biāo)準(zhǔn)。

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