危 婷，鄧愛華，王 云，謝 鵬，王科瑞，劉大宏

（1.湖南文理學院生命與環(huán)境科學學院，湖南 常德 415000；2.湖南泥頭山油茶開發(fā)有限公司，湖南 常德 415700）

0 引言

據(jù)《中華本草》記載，山茶科植物油茶（Camellia oleiferaAbel） 的葉片具有治療皮膚瘙癢等多種功效。現(xiàn)代藥理學研究表明，油茶葉提取物具有抑制癌細胞生長[1]、降血糖[2]、抗血栓[3]及治療雄性激素依賴性疾病[4]等功效。

植物精油的提取工藝主要有超聲輔助提取法[5]、微波輔助提取法[6]、超臨界流體萃取法[7]及索氏提取法[8]等。關于油茶葉精油提取及分析還未見報道，基于索氏提取法具有提取效率高、工藝簡單等特點，通過響應面試驗設計優(yōu)化索氏提取油茶葉精油的工藝參數(shù)，以期為油茶葉精油的高值化利用提供參考。

1 材料與儀器

1.1 材料與試劑

新鮮油茶葉，湖南泥頭山油茶開發(fā)有限公司提供；纖維素酶（酶活力20 000 U/g），蘇州福萊德生物科技有限公司提供。

1.2 儀器與設備

LGJ-10 型冷凍干燥機，北京四環(huán)科學儀器廠產(chǎn)品；JC-SSTQ2 型索氏提取器，青島精誠儀器儀表有限公司產(chǎn)品；EX225D 型分析天平，美國奧豪斯儀器有限公司產(chǎn)品；YB-700A 型高速多功能粉碎機，永康市速鋒工貿(mào)有限公司產(chǎn)品。

2 試驗方法

2.1 單因素試驗設計

取5 份凍干后粉碎的油茶葉粉各50 g 放入索氏提取器中，按一定比例加入纖維素酶水溶液，于40 ℃下浸泡30 min，然后加熱至95 ℃開始提取，考查纖維素酶添加量（0，1%，2%，3%，4%）、提取時間（1，3，5，7，9 h）、料液比（1∶10，1∶20，1∶30，1∶40，1∶50） 等因素對精油得率的影響?？疾閱蝹€因素影響時，其他參數(shù)為纖維素酶添加量2%、提取時間3 h、料液比1∶30（g∶mL）。

2.2 響應面試驗設計

根據(jù)單因素試驗結果，以酶添加量（A） 和提取時間（B）、料液比（C） 作為自變量，油茶葉精油得率（Y） 為因變量，根據(jù)Box-behnken 中心組合設計原理，設計響應面法試驗方案。

各試驗因素與水平設計見表1。

表1 各試驗因素與水平設計

2.3 油茶葉精油得率計算

根據(jù)式（1） 計算油茶葉精油得率（Y）。

式中：m1——提取的油茶葉精油質量，g；

m——干燥油茶葉粉質量，g。

3 結果與分析

3.1 單因素試驗

3.1.1 酶添加量對油茶葉精油提取率的影響

酶添加量對油茶葉精油得率的影響見圖1。

圖1 酶添加量對油茶葉精油得率的影響

由圖1 可知，隨著纖維素酶添加量的增加，油茶葉精油得率逐漸增加；當達到3%時，繼續(xù)增加纖維素酶添加量，精油得率增加趨勢不明顯?？赡苁翘砑拥拿噶縿偤眠_到分解油茶葉中纖維素的飽和量，合適的纖維素酶添加量為3%左右。

3.1.2 提取時間對油茶葉精油提取率的影響

提取時間對油茶葉精油得率的影響見圖2。

圖2 提取時間對油茶葉精油得率的影響

由圖2 可知，隨著提取時間的延長，油茶葉精油得率逐漸增加；當達到5 h 時，繼續(xù)片延長提取時間，精油得率增加趨勢不明顯。可能是油茶葉中精油大部分已經(jīng)溶出，合適的提取時間為5 h 左右。

3.1.3 料液比對油茶葉精油得率的影響

料液比對油茶葉精油得率的影響見圖3。

圖3 料液比對油茶葉精油得率的影響

由圖3 可知，隨著溶劑使用量的增加，油茶葉精油得率逐漸增加；在料液比為1∶30 時，精油得率達到最大，繼續(xù)增加溶劑比例，會導致精油得率下降。溶劑的增加會促進精油的溶出，提高了精油的得率；此外，由于精油在水中有一定的溶解度，溶劑比例增大，水中溶解的精油增加，合適的料液比為1∶30 左右。

3.2 響應面試驗

3.2.1 響應面試驗設計及結果

響應面試驗設計及結果見表2。

表2 響應面試驗設計及結果

3.2.2 回歸模型的建立與分析

將表2 試驗數(shù)據(jù)代入Design Expert 8.0 軟件進行響應面分析，油茶葉精油得率與各變量的響應面回歸數(shù)學模型：

響應面回歸模型方差分析見表3。

表3 響應面回歸模型方差分析

由表3 可知，該回歸模型極顯著（p＜0.001），失擬項不顯著（p＞0.05），說明模型可靠；R2=0.977 6，R2Adj=0.948 8，說明模型與試驗值擬合較好；由F值可知，各因素對油茶葉多酚得率影響大小依次為料液比（C） ＞酶添加量（A） ＞提取時間（B）；一次項C和二次項C2對精油得率的影響非常顯著（p＜0.001）；一次項A和B對精油得率的影響極顯著（p＜0.001）；交互項AC和二次項B2對精油得率的影響顯著（p＜0.05）；說明酶添加量和料液比兩兩交互作用對精油得率影響顯著。

3.2.3 交互作用分析

酶添加量與提取時間交互作用的響應面與等高線見圖4，酶添加量與料液比交互作用的響應面和等高線見圖5，提取時間與料液比交互作用的響應面和等高線見圖6。

圖4 酶添加量與提取時間交互作用的響應面與等高線

圖5 酶添加量與料液比交互作用的響應面和等高線

圖6 提取時間與料液比交互作用的響應面和等高線

對比曲面陡峭程度，發(fā)現(xiàn)酶添加量（A） 與料液比（C） 之間存在顯著的交互作用（p＜0.05）；酶添加量（A） 與提取時間（B） 之間交互作用不顯著（p＞0.05），提取時間（B） 與料液比（C） 之間交互作用不顯著（p＞0.05），與方差分析結果一致。

3.2.4 最佳提取工藝條件確定

利用Design Expert 8.0 軟件由所建立的數(shù)學模型進行參數(shù)最優(yōu)分析，得出最佳萃取工藝條件為酶添加量2%，料液比1∶39.16（g∶mL） 下回流提取6.69 h，油茶葉精油得率為1.218%?？紤]到實際操作的方便，選取調整后的最優(yōu)參數(shù)為酶添加量2%，料液比1∶40（g∶mL） 下回流提取7 h，預測油茶葉精油得率為1.215%，在此條件下進行3 次驗證試驗，平均得率為（1.203±0.015） %，與預測值無顯著性差異（p＞0.05），說明模型可靠。

4 結論

纖維素酶輔助索氏提取法分離油茶葉精油的最佳工藝參數(shù)為酶添加量2%，料液比1∶40（g∶mL）下回流提取7 h，油茶葉精油平均得率為（1.203±0.015） %。為了進一步拓展油茶葉精油食品及保健產(chǎn)品方面的應用，可以繼續(xù)開展油茶葉精油成分分析及微囊化技術等方面的研究。