全 文 ：技术 Technique·
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度选在 60℃以上为适宜。
2．3 溶剂法提取丝瓜籽油正交试验
在单因素的基础上， 选取提取时间、 料液比和提
取温度为考察因素， 以丝瓜籽油提取率为指标， 采用
L9（33） 进行正交试验， 正交试验结果见表 2。
由表 2可知： 各因素对丝瓜籽油提取率的影响主次顺
序依次为： C（料液比） ＞B（浸提时间） ＞A（浸提温度）。 最
佳水平的组合为 A2B3C2， 即浸提温度为 70℃、 浸提时间
为 4h和料液比为 1∶8。
3 结论
试验结果表明： 丝瓜籽油提取的最佳溶剂是石油醚，
最佳工艺条件是浸提时间是 4h、 料液比为 1∶8g ／ mL 和浸
提温度为 70℃。 其中料液比对丝瓜籽油的提取率影响最
大。 最佳条件下的提取率为 16．52％。
参 考 文 献
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收稿日期： 2011－06－13
作者简介： 李爱江 （1963—） 男， 河南洛阳人， 本科， 试验师， 主要
从事农产品加工及教学研究。
通信地址： （471003） 河南省洛阳市涧西区天津路 70 号
油脂工程
超声辅助提取鼠尾草挥发油的工艺优化
耿中华 邓少龙
（徐州工程学院食品工程学院）
【摘要】 本文在单因素试验基础上， 采用响应曲面法优化了超声辅助提取鼠尾草挥发油的工
艺参数。 试验结果表明： 超声辅助提取鼠尾草挥发油的最佳工艺参数为液料比 10．4mL ／ g、 提取温
度 51．6℃和超声时间 18min， 在此条件下得率达到最大值 1．701％。
【关键词】 超声辅助提取； 鼠尾草； 挥发油
中图分类号： TS 224.4 文献标识码： A 文章编号： 1000-9868(2011)11-0052-03
鼠尾草为唇形科鼠尾草属植物， 味苦， 性平。 具有清
热利湿， 活血调经和解毒消肿的功效。 超声辅助提取是利
用超声波产生的强烈振动、 高的加速度、 强烈的空化效应、
搅拌作用等， 加速原料中的有效成分进入溶剂， 从而增加
有效成分的提取率， 缩短提取时间， 并且还可避免高温对
有效成分的影响， 目前其在天然产物有效成分提取方面已
经得到了广泛的应用。 故本文在单因素试验基础上， 采用
响应曲面法优化超声辅助提取鼠尾草挥发油工艺参数。
1 材料与方法
1．1 原料与试剂
鼠尾草购于安徽亳州药材市场， 粉碎过 40目筛后备
用； 石油醚 （60～90℃） 和无水 Na2SO4， 上海苏懿化学试
剂有限公司。
1．2 仪器与设备
标准检验筛， 浙江上虞华美仪器纱筛厂； FA2104N
电子分析天平， 上海精密科学仪器有限公司； KBS－250
型数控超声波细胞粉碎机， 昆山市超声仪器有限公司；
SENCO R201L 旋转蒸发器 ， 上海申生科技有限公司 ；
SHZ－D （Ш） 循环水式真空泵， 巩义市英峪予华仪器厂；
数显式电热恒温水浴锅， 上海跃进医疗器械厂。
1．3 试验方法
1．3．1 超声辅助提取
精确称取粉碎后的原料 3g 置于 250mL 烧杯中， 按
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DOI:10.16167/j.cnki.1000-9868.2011.32.005
·Technique技术
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照试验设计方案加入一定体积的石油醚， 超声辅助提取
一定时间后加入 3g左右的无水 Na2SO4， 过滤， 浓缩、 称
量。 固定占空比 5s ／ 5s。
1．3．2 得率的计算
得率=挥发油质量/原料质量×100%
2 结果与分析
2．1 液料比对得率的影响
由图 1 可知： 随着液料比提高， 鼠尾草挥发油得率
先增加后降低， 在液料比为 10mL ／ g时得率达到最高。 这
主要是因为前期溶剂量越大， 有效成分浸出越完全， 得
率也就越大； 但当溶剂超过 10mL ／ g时， 超声能量对沉滞
在底层原料的空化效应和机械效应等的强度减弱， 从而
影响超声提取的效果， 造成挥发油得率的下降， 同时会
造成溶剂和能源的浪费， 并给后序的浓缩工作带来困难。
因此确定液料比为 10mL ／ g， 作为后续试验继续考察。
2．2 超声功率对得率的影响
由图 2 可知： 随着超声功率的增加， 物质的加热程
度随着增加， 鼠尾草挥发油的得率也增加； 在超声功率
达到 75W之后， 得率有减少趋势， 这可能是由于高超声
功率导致的热效应使得挥发油分解或挥发所致。 因此确
定超声功率 75W， 作为后续试验继续考察。
2．3 超声温度对得率的影响
由图 3 可知： 随着超声温度的升高， 鼠尾草挥发油
得率不断增大 ； 但温度超过 50℃之后 ， 得率不断下
降。 温度过高时原料中的活性成分易受到破坏 ， 杂质
的溶出量增加， 给后续操作带来不便， 同时造成溶剂
损失。 因此确定超声温度 50℃， 作为后续试验继续考
察。
2．4 超声时间对得率的影响
由图 4 可知： 随着超声时间的增加， 鼠尾草挥发油
的得率不断增加， 在 20min 时达到峰值。 再继续增加时
间， 挥发油得率明显下降， 这可能是因为随着超声时间
的增加， 温度急剧升高， 导致油分解或挥发所致。 因此
选择超声时间 20min为佳。
2．5 Box－Behnken试验
在单因素试验的基础上， 选取液料比、 超声温度和
超声时间 3 个影响因素， 采用三因素三水平的响应曲面
分析方法。 共 15 个试验点： 其中 12 个为析因点， 3 个
为中心点。
2．5．1 模型的建立及其显著性检验
通过逐步回归对表 1 试验数据进行回归拟合， 得到
挥发油得率对液料比、 超声温度和超声时间 3 个因素的
二次多项回归模型为：
得率＝－4．565＋0．641x1＋0．106x2＋0．0198x3－1．025×10－3x1x2－
1．058×10－3x1x3－1．83×10－5x2x3－0．0274x1x1－9．26×10－4x2x2－2．24×
10－4x3x3
对该模型进行方差分析， 结果见表 2。
图 1 液料比对得率的影响
图 2 超声功率对得率的影响
图 3 超声温度对得率的影响
图 4 超声时间对得率的影响
油脂工程
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技术 Technique·
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由表 2 可知： 模型具有高度的显著性 （P＜0．0001），
失拟项不显著以及 R2Adj ＝0．9375 和 S ／ N （信燥比） 等于
16．673， 远大于 4， 可知回归方程拟合度和可信度均很
高， 试验误差较小， 故可用此模型对超声辅助提取鼠尾
草挥发油的工艺结果进行分析和预测。 又由表 3 中 p 可
知： 模型的一次项 x3 （P＞0．05） 不显著、 x1 （P＜0．01） 和
x2 （P＜0．01） 极显著； 交互项 x1x3 （P＜0．05） 显著， 其他
交互项 （P＞0．05） 不显著； 二次项都极显著， 表明各影
响因素对得率的影响不是简单的线性关系。 为进一步确
定最佳提取工艺参数， 对所得方程进行逐步回归， 删除
不显著项， 然后求一阶偏导， 并令其为 0， 可得最佳工
艺参数为液料比 10．4mL ／ g， 提取温度 51．6℃和超声时间
18min， 此时得率 1．689％。
2．5．2 验证试验
为检验 Box－Behnken 试验设计所得结果的可靠性，
采用上述优化出的工艺参数提取 3 次， 实际测得的平均
得率为 1．701％， 与理论预测值相比， 其相对误差约为
0．71％。 因此， 基于 Box－Behnken 试验设计所得的最佳
工艺参数准确可靠， 具有实用价值。
3 结论
在单因素试验基础上， 采用响应曲面法优化了超声
辅助提取鼠尾草挥发油工艺， 试验结果表明最佳工艺参
数为液料比 10．4mL ／ g、 提取温度 51．6℃和超声时间
18min， 在此条件下得率达到最大值 1．701％。
参 考 文 献
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收稿日期： 2011－06－13
作者简介： 耿中华 （1979—）， 男， 讲师， 硕士， 研究方向为天然产物
化学与食品加工。
通信地址： （221000） 江苏省徐州市南三环
表 1 Box－Behnken 试验设计与结果
试验号
液料比
x1（mL ／ g）
超声温度
x2（℃）
超声时间
x3（min）
得率
（％）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
－1 （8）
1 （12）
－1
1
－1
1
－1
1
0（10）
0
0
0
0
0
0
－1 （40）
－1
1 （60）
1
0 （50）
0
0
0
－1
1
－1
1
0
0
0
0 （20）
0
0
0
－1 （5）
－1
1 （35）
1
－1
－1
1
1
0
0
0
1．403
1．523
1．477
1．515
1．454
1．605
1．502
1．526
1．497
1．601
1．482
1．575
1．684
1．690
1．671
表 2 响应曲面二次回归方程模型方差分析结果
方差来源 SS df MS F－value P－value
模型
x1
x2
x3
x1x2
x1x3
x2x3
x12
x22
x32
0．10
0．014
8．646×10－3
6．48×10－4
1．681×10－3
4．032×10－3
3．025×10－5
0．044
0．032
9．354×10－3
9
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0．012
0．014
8．646×10－3
6．48×10－4
1．681×10－3
4．032×10－3
3．025×10－5
0．044
0．032
9．35×10－3
24．33
29．09
18．15
1．36
3．53
8．46
0．063
93．05
66．42
19．63
0．0013
0．0030
0．0080
0．2961
0．1191
0．0334
0．8111
0．0002
0．0005
0．0068
＊＊
＊＊
＊＊
＊
＊＊
＊＊
＊＊
残差
失拟项
误差项
总和
2．382×10－3
2．194×10－3
1．887×10－4
0．106734
5
3
2
14
4．76×10－4
7．312×10－4
9．43×10－5
7．75 0．1164
R2Adj ＝0．9375 S ／ N＝16．673
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