摘" " " 要：傳統(tǒng)的制備文冠果油的方法多采取物理壓榨法，但需要采用特殊的超高壓榨油機(jī)進(jìn)行壓榨，同時(shí)由于文冠果油口感差，需要采取一些技術(shù)手段提升其口感，使其成本提升。以采集自赤峰市阿旗白城子林場(chǎng)文冠果為原料，采取超臨界CO2法對(duì)文冠果油進(jìn)行了萃取，確定其最佳萃取條件，并對(duì)所得文冠果油的理化性質(zhì)進(jìn)行了測(cè)定。

關(guān)" 鍵" 詞：文冠果；超臨界萃??；理化性質(zhì)

中圖分類(lèi)號(hào)：TS224.4" " "文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A" " "文章編號(hào)： 1004-0935（2023）02-0173-04

文冠果是中國(guó)特有的油料樹(shù)種，也是中國(guó)北方地區(qū)唯一的一種木本油料作物，文冠果樹(shù)耐干旱、抗風(fēng)沙，對(duì)生長(zhǎng)環(huán)境要求不高，是一種可以在北方干旱、半干旱地區(qū)大力推廣種植的林木，是一種重要的經(jīng)濟(jì)作物，對(duì)于防風(fēng)固沙、節(jié)能降碳、增加農(nóng)牧民經(jīng)濟(jì)收入都有重要價(jià)值[1-2]。在我國(guó)提出“雙碳”目標(biāo)的前提下，擴(kuò)大文冠果樹(shù)這種經(jīng)濟(jì)林的種植面積就具有戰(zhàn)略意義。文冠果樹(shù)在內(nèi)蒙古赤峰地區(qū)有一定面積種植，尤其是赤峰地區(qū)有不適合農(nóng)耕的大面積山地，可以栽種文冠果樹(shù)來(lái)提高土地利用率，增加經(jīng)濟(jì)收入，降低碳排放。當(dāng)前文冠果相關(guān)的開(kāi)發(fā)利用較少，同時(shí)也由于文冠果坐果周期長(zhǎng)（約需4年左右才能坐果）、畝產(chǎn)量低、后續(xù)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)緩慢，當(dāng)前經(jīng)濟(jì)價(jià)值不高，農(nóng)戶(hù)種植積極性差，導(dǎo)致其種植面積一直不大。

文冠果產(chǎn)品中最有價(jià)值的是文冠果油，文冠果油中不飽和脂肪酸含量高，超過(guò)90%，是一種營(yíng)養(yǎng)價(jià)值極高的食用油，被稱(chēng)為“東方橄欖”。傳統(tǒng)的制備文冠果油的方法多采取物理壓榨法，但是由于文冠果種殼既厚又硬，需要采用特殊的超高壓榨油機(jī)進(jìn)行壓榨，同時(shí)由于文冠果油口感差，需要采取一些技術(shù)手段提升其口感，使其成本提升；又因?yàn)槲墓诠褪袌?chǎng)占有率低，進(jìn)一步提升了其價(jià)格，形成惡性循環(huán)。因此，發(fā)展文冠果產(chǎn)業(yè)，一方面要拓展文冠果的應(yīng)用范圍，一方面要研究文冠果油的提取及純化方法[3]。

超臨界 CO2萃取技術(shù)已經(jīng)成長(zhǎng)為現(xiàn)今工業(yè)中的一種重要的提取技術(shù)，其原理為利用CO2溶解能力強(qiáng)的特點(diǎn)，將有機(jī)物中的有益成分萃取出來(lái)，還存在無(wú)殘留、安全等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用領(lǐng)域比較廣泛[4-5]。文冠果油的化學(xué)提取法很多，例如化學(xué)溶劑法、超聲波輔助法、超臨界提取法等，文獻(xiàn)報(bào)道不同方法之間所得產(chǎn)品萃取率與油的成分略有差異[6]。但超臨界提取法效果最佳，此前已經(jīng)有人研究了超臨界 CO2萃取文冠果油[7]。近年來(lái)超臨界萃取發(fā)展迅速，技術(shù)及設(shè)備已經(jīng)很相當(dāng)成熟，成本不斷下降，有必要對(duì)超臨界CO2法對(duì)文冠果油提取進(jìn)行深入研究，系統(tǒng)研究粒徑、壓力、溫度以及時(shí)間等條件對(duì)文冠果油萃取率的影響。

1" 實(shí)驗(yàn)藥品與儀器

1.1" 材料與試劑

文冠果由阿魯科爾沁旗文冠天下農(nóng)林開(kāi)發(fā)技術(shù)有限公司提供，采集于阿魯科爾沁旗白城子林場(chǎng)。二氧化碳，食品級(jí)，赤峰建源氣體有限責(zé)任公司。

1.2" 儀器與設(shè)備

HA220-40-12-C型超臨界萃取裝置，南通華安超臨界萃取有限公司； FW177型中草藥粉碎機(jī)，天津市泰斯特儀器有限公司；分樣篩，河北承德承澤加工廠。

2" 實(shí)驗(yàn)方法

文冠果油的超臨界 CO2提取方法：首先將文冠果洗凈，晾干，在粉碎機(jī)上粉碎后，在干燥箱內(nèi)80 ℃熱風(fēng)干燥至恒重。經(jīng)分樣篩篩選出不同的粒徑，稱(chēng)取一定量粉碎過(guò)的果仁粉加入裝料筒，將裝料筒放入萃取釜。然后調(diào)節(jié)萃取釜、分離釜的溫度到一定值，在設(shè)定的萃取壓力和溫度下萃取文冠果油，萃取一段時(shí)間后在分離釜中回收文冠果油，并計(jì)算文冠果油萃取率，計(jì)算公式如下：

式中：A—文冠果油萃取率；

m—萃取文冠果油質(zhì)量；

M—文冠果仁粉質(zhì)量。

文冠果油的酸價(jià)、碘值、過(guò)氧化值、脂肪酸種類(lèi)和含量分別參照 GB5009.229-2016 《食品安全國(guó)家標(biāo)食品中酸價(jià)的測(cè)定》、GB/T 5532-2008《動(dòng)植物油脂碘值的測(cè)定》、GB/T 5538-2005《動(dòng)植物油脂過(guò)氧化值測(cè)定》進(jìn)行測(cè)定[7]。

3" 結(jié)果分析

3.1" 單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果

實(shí)驗(yàn)過(guò)程參考了同類(lèi)物質(zhì)超臨界CO2萃取的方法[8]，具體實(shí)驗(yàn)過(guò)程為：每次實(shí)驗(yàn)均準(zhǔn)確稱(chēng)取文冠果仁粉600 g，粉碎至不同的粒徑裝入料筒后，在不同的壓力、萃取溫度、萃取時(shí)間的條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，研究變量對(duì)萃取效率的影響。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，除所指的變量變化以外，其余默認(rèn)條件為：萃取溫度45 ℃，萃取壓力25 MPa，粒徑為4 目（4.75 mm），反應(yīng)時(shí)間120 mm。萃取過(guò)程中維持分離釜壓力在" 9 MPa左右，CO2流量控制在60 L·h-1左右的條件下，考察萃取條件對(duì)萃取率的影響[7，9]。目數(shù)（粒徑）對(duì)萃取率的影響如圖1所示。

由圖1可以看出，在粒徑為4目（4.75 mm）時(shí)的油脂萃取率明顯高于粒徑為8～20 目（0.85～2.36 mm）的果仁粉。這是因?yàn)槲墓诠綄?duì)油脂萃取率有兩種影響：粒徑小，物料與超臨界CO2接觸面積就大，萃取率高；另一方面，物料粒徑過(guò)小，由于文冠果籽含油量高，黏度就很大，在高壓下物料極易團(tuán)聚，增加了傳質(zhì)阻力，使超臨界 CO2不易滲透到物料內(nèi)部進(jìn)行萃取，不利于萃取。這一點(diǎn)從萃取結(jié)束后的油渣中可以體現(xiàn)，粒徑太小，油渣中團(tuán)聚部分越多。因此，本試驗(yàn)選擇物料粒徑為4目（4.75 mm）。

壓力對(duì)萃取率的影響如圖2所示。由圖2可知，文冠果油萃取率在一定范圍內(nèi)隨壓力的升高而逐漸增加。隨著壓力的增加， CO2的密度也會(huì)相應(yīng)增大，增加了文冠果油在CO2中的溶解度，提高了萃取率，但當(dāng)壓力達(dá)到一定值后，萃取率會(huì)下降，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)后處理油渣時(shí)發(fā)現(xiàn)，過(guò)大的壓力也會(huì)使文冠果粉在物料筒中團(tuán)聚，影響萃取效果，此儀器最高壓力要低于35 MPa，壓力升高，對(duì)儀器設(shè)備要求會(huì)更高，安全隱患會(huì)更大。綜合考慮，確定最佳壓力為25 MPa。

溫度對(duì)萃取率的影響如圖3所示。

由圖3可知，溫度對(duì)萃取率的影響可能來(lái)源于兩種原因：隨著溫度的升高，文冠果油在CO2中溶解度增加，使提取效率增加；溫度過(guò)高則會(huì)使CO2密度下降，造成萃取率下降。因此最佳萃取溫度為45 ℃。

時(shí)間對(duì)萃取率的影響如圖4所示。由圖4可知，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，文冠果油萃取率逐漸提高，" " 140 min 后萃取率增加趨于平緩，已經(jīng)基本將種仁中的油脂全部萃取出來(lái)，基本達(dá)到了目前文獻(xiàn)中的理論值，通過(guò)研究油渣發(fā)現(xiàn)，油渣中已經(jīng)基本不含油脂[10-11]。時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，也會(huì)導(dǎo)致能耗增加，因此本試驗(yàn)確定最佳萃取時(shí)間為140 min。

3.2" 去殼對(duì)文冠果油萃取率的影響

傳統(tǒng)的機(jī)械壓榨法中，種殼會(huì)吸收一部分文冠果油，使油脂的榨取率下降，為了研究超臨界萃取中果殼的影響，采取了手動(dòng)法剝?nèi)チ宋墓诠姆N殼，經(jīng)粉碎后，在萃取壓力25 MPa、分離釜壓力9 MPa、CO2流量控制60 L·h-1、粒徑4目（4.75 mm）的條件下，選取萃取溫度為45 ℃進(jìn)行萃取，萃取時(shí)間為140 min，結(jié)果見(jiàn)表1。

由表1可知，文冠果果殼較重，其質(zhì)量略大于果仁，這在一些常見(jiàn)的油料作物中并不多見(jiàn)，去殼與不去殼對(duì)文冠果油的萃取率幾乎沒(méi)有影響，說(shuō)明采用CO2萃取可以解決掉果殼對(duì)油脂的吸收問(wèn)題。由于去殼會(huì)增加成本，所以在文冠果油的超臨界萃取中，可以帶殼粉碎萃取，對(duì)萃取率沒(méi)有影響。

3.3" CO2用量

項(xiàng)目組同時(shí)測(cè)試了CO2用量，實(shí)驗(yàn)所用的萃取釜容積為1 L，儲(chǔ)罐中CO2質(zhì)量為18 kg，依照上文實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證CO2用量，每次實(shí)驗(yàn)后平衡壓力，只放掉萃取釜中的CO2，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，按每次出油量約180 g計(jì)算，CO2可以使用5次，即18 kg CO2可萃取文冠果油900 g。

3.4" 文冠果油的一些理化常數(shù)

本實(shí)驗(yàn)測(cè)定了提取的文冠果油的部分性質(zhì)，結(jié)果如表2所示。

由表2可以看出，文冠果油含水量較少，酸值低，碘值高，過(guò)氧化值小，是一種優(yōu)良的食用油，并且利用超臨界萃取法所得文冠果油基本去除了文冠果油中的豆苦味和草辛味。

4" 結(jié) 論

通過(guò)系列實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，本實(shí)驗(yàn)中超臨界CO2萃取文冠果油的最佳條件為：文冠果粉碎粒徑為" "4目（4.75 mm）、萃取壓力為25 MPa、萃取溫度為45 ℃、萃取時(shí)間140 min，無(wú)需去殼，即可達(dá)到較好的萃取率。

文冠果果仁去除油脂以外剩余的主要成分是淀粉和蛋白質(zhì)。根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，其蛋白質(zhì)含量較高，因此，去殼以后再進(jìn)行萃取所得油渣純度較好，給后期分離蛋白質(zhì)提供了有利條件，有利于進(jìn)一步提取蛋白粉[12]。如果繼續(xù)進(jìn)行深加工可采取預(yù)先去殼的方法，國(guó)內(nèi)一些廠家已經(jīng)推出了文冠果專(zhuān)用的去殼機(jī)供使用。

隨著儀器設(shè)備的進(jìn)步，超臨界CO2萃取法的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。盡管到目前為止還存在設(shè)備價(jià)格稍高、萃取費(fèi)較物理壓榨偏高等問(wèn)題，但是超臨界CO2萃取不添加攜帶劑，由于CO2極性小，萃取過(guò)程中只將文冠果中極性小的油脂進(jìn)行了萃取，而將一些極性大的生物堿類(lèi)物質(zhì)留在油渣中，所得文冠果油顏色金黃、澄清透明，純度較好，口感佳。由于文冠果油營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，售價(jià)較高，所以本方法不失為榨取文冠果油的一種好方法[13-14]。

參考文獻(xiàn)：

［1］王曉禹，張柂儇，吳國(guó)泰. 文冠果的資源開(kāi)發(fā)與應(yīng)用研究[J]. 中國(guó)果菜，2022，42（1）：42-46.

［2］麻起. 文冠果的綜合開(kāi)發(fā)利用[D]. 鄭州：河南工業(yè)大學(xué)，2013.

［3］師海全. 一種文冠果熟籽壓榨提取食用油的方法：中國(guó)，

CN201210439830.5[P].2014-03-12.

［4］陳淦銘.超臨界流體萃取技術(shù)的研究與應(yīng)用[J]. 遼寧化工，2021，50（1）：55-57.

［5］劉川銘，劉猛剛，繆菊連. 超臨界 CO2 萃取技術(shù)在中藥研究中的應(yīng)用[J].廣州化工，2022，50（3）：21-25．

［6］王麗麗.文冠果油不同提取方法間的差異[J].浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，58（4）：577-579．

［7］麻起，谷克仁，杜雪麗.文冠果油的超臨界CO2萃取工藝研究[J].糧油食品科技， 2013，21（4）：36-40．

［8］趙先花.文冠果油的提取與組分分析[D].長(zhǎng)春：長(zhǎng)春工業(yè)大，2013.

［9］李靜，李冬兵. 響應(yīng)面法優(yōu)化超臨界CO2萃取元寶楓油的工藝研究[J]. 西北林學(xué)院學(xué)報(bào)，2020，35（4）：173-178.

［10］袁英良，唐丹，魯英，等. 響應(yīng)面法優(yōu)化超臨界CO2萃取紅豆草縮合單寧工藝技術(shù)研究[J]. 中國(guó)飼料，2021（21）：36-41.

［11］楊宏偉. 鳶尾超臨界二氧化碳萃取工藝條件及成分的研究[J]. 當(dāng)代化工研究，2021（13）：155-157.

［12］楊躍文，曹恭祥，張?jiān)路迹? 不同種源文冠果種子營(yíng)養(yǎng)成分研究[J]. 內(nèi)蒙古林業(yè)科技，2022，48（1）：28-32.

［13］劉川銘，劉猛剛，繆菊連. 超臨界CO2萃取技術(shù)在中藥研究中的應(yīng)用[J]. 廣州化工，2022，50（3）：21-25.

［14］陳賢偉，楊濘琪. 淺談超臨界萃取[J]. 福建分析測(cè)試，2021，30（6）：43-48.

Study on Supercritical Extraction of Xanthoceras Sorbifolia Oil

LIN Xue-song1a，1b， BI Xiu-min1a， ZHANG Wen-yue1a， KANG Jia-mei1a，

HAN qing1a， ZHOU Yu-xuan2， SANG Ya-li1a，1b *

（1. a.College of Chemistry and Life Sciences; b.Inner Mongolia Key Laboratory of Photoelectric Functional Materials，

Chifeng Universit， Chifeng Inner Mongolia 024001， China;

2. Inner Mongolia Arhorqin Banner Wenguantianxia Agroforestry Development Technology Co.，

Chifeng Inner Mongolia 025500， China）

Abstract： Traditional methods for preparing Xanthoceras sorbifolia oil mostly adopt physical pressing， but special ultra-high pressure oil press is needed. At the same time， due to the poor taste of Xanthoceras sorbifolia oil， some technical measures are needed to improve its taste， which can increase its cost. In this paper， Xanthoceras sorbifolia oil was extracted by supercritical CO2 method， and the optimum extraction conditions were determined. The physicochemical properties of Xanthoceras sorbifolia oil were determined.

Key words：" Xanthoceras sorbifolia; Supercritical extraction; Physicochemical properties