全 文 ：收稿日期:2014 － 10 － 21;修回日期:2015 － 03 － 19
基金项目:国家林业公益性行业科研专项项目(201304105);云
南省中青年学术技术带头人后备人才培养项目(2010CI016);云
南省应用基础研究计划重点项目(2013FA054)
作者简介:肖丰坤(1988) ，男，在读硕士，研究方向为植物化
学(E-mail)314350486@ qq． com。
通信作者:王 娟，教授，博士生导师(E-mail)Schima@
163． com。
油脂加工
滇牡丹籽油的超临界 CO2 萃取工艺优化
及其脂肪酸成分分析
肖丰坤1，施 蕊1，耿菲菲1，杨宇明2，王 娟2
(1． 西南林业大学 林学院，昆明 650224;2． 云南省林业科学院 国家林业局云南珍稀濒危森林植物保护
和繁育重点实验室，云南省森林植物培育与开发利用重点实验室，昆明 650201)
摘要:以滇牡丹籽为原料，以萃取率为指标，用正交实验法分析讨论超临界 CO2 萃取过程中萃取时
间、萃取温度、萃取压力及 CO2 流量对滇牡丹籽油萃取率的影响。采用 GC － MS 技术对滇牡丹籽
油脂肪酸成分进行分析，并与栽培品种凤丹牡丹籽油的脂肪酸成分进行比较。结果表明:超临界
CO2 萃取滇牡丹籽油的最佳工艺条件为萃取时间 60 min、萃取温度 40℃、萃取压力 45 MPa、CO2 流
量 20 kg /h，在此条件下滇牡丹籽油萃取率为 27． 34%。滇牡丹籽油中不饱和脂肪酸的含量为
89． 34%，其中亚麻酸 72． 26%，亚油酸 14． 25%。滇牡丹籽油中不饱和脂肪酸的含量与凤丹牡丹籽
油的很接近，然而其亚麻酸、油酸的含量高于凤丹牡丹籽油的。
关键词:滇牡丹籽油;超临界 CO2 萃取;正交实验;脂肪酸成分
中图分类号:TS224;TQ646 文献标志码:A 文章编号:1003 － 7969(2015)06 － 0012 － 03
Optimization of supercritical CO2 extraction of Paeonia delavayi
seed oil and its fatty acid composition
XIAO Fengkun1，SHI Ｒui1，GENG Feifei1，YANG Yuming2，WANG Juan2
(1． College of Forestry，Southwest Forestry University，Kunming 650224，China;
2． Yunnan Key Laboratory for Cultivation and Utilization of Forest Plants，Key Laboratory for
Conservation and Propagation of Yunnan Ｒare，Endangered ＆ Endemic Plant，
State Forestry Administration，Yunnan Academy of Forestry，Kunming 650201，China)
Abstract:Using Paeonia delavayi seed as raw material and extraction rate as index，the effects of extrac-
tion time，extraction pressure，extraction temperature and flow rate of CO2 on extraction rate of Paeonia
delavayi seed oil by supercritical CO2 were studied by orthogonal experiment． The fatty acid composition
of Paeonia delavayi seed oil was analyzed by GC － MS and compared with the Paeonia ostii Fengdan seed
oil． The results showed that the optimal supercritical CO2 extraction conditions of Paeonia delavayi seed
oil were obtained as follows:extraction time 60 min，extraction temperature 40℃，extraction pressure 45
MPa and flow rate of CO2 20 kg /h ． Under these conditions，the extraction rate of Paeonia delavayi seed
oil was 27． 34% ． The content of unsaturated fatty acids in Paeonia delavayi seed oil was 89． 34%，in
which the contents of linoleic acid and linolenic acid were 14． 25% and 72． 26%，respectively． The con-
tent of unsaturated fatty acids in Paeonia delavayi seed oil was close to Paeonia ostii Fengdan seed oil，
while the contents of linolenic acid and oleic acid in Paeonia delavayi seed oil were higher．
Key words:Paeonia delavayi seed oil;supercritical
CO2 extraction;orthogonal experiment;fatty acid
composition
滇牡丹(Paeonia delavayi)属芍药科芍药属(Pae-
onia)牡丹组(Sect． Moutan)植物［1］，主要分布于云南
中部至西北部，四川西南部和西藏东南部有少量分
21 CHINA OILS AND FATS 2015 Vol. 40 No. 6
布，为中国特有植物［2］。滇牡丹在栽培、观赏和药用
等方面具有重要的利用价值和广阔的开发前景［3 － 4］。
据不完全统计，在云南中部至西北部就有 30 余个野
生滇牡丹居群［3 － 6］，数量较多，分布范围较广，且滇牡
丹籽结实率高，种子质量大(千粒重为 1 060 g)［7］，为
其引种栽培及油用资源的开发利用提供了基础。牡
丹籽油具有很高的营养价值，相关文献［8 － 9］报道称牡
丹籽含油率为 25%左右，其中不饱和脂肪酸含量高
达 90%左右。卫生部 2011年第 9号公告批准牡丹籽
油作为新资源食品［10］。滇牡丹则成为我国西南地区
发展油用牡丹和培育油用牡丹新品种的重要种质资
源。然而滇牡丹作为牡丹组中一个野生种群，有关滇
牡丹籽油方面的文献未见报道。本文通过对滇牡丹
籽油的超临界 CO2 萃取工艺进行优化，并采用 GC －
MS技术分析对比滇牡丹籽油与栽培品种凤丹牡丹籽
油中脂肪酸的成分及含量，为滇牡丹资源的保护和合
理开发利用提供科学依据。
1 材料与方法
1． 1 实验材料
1． 1． 1 原料与试剂
滇牡丹籽采集于云南省香格里拉尼西滑雪场
(野生种)，凤丹牡丹籽购于洛阳牡丹科技有限公司，
牡丹籽经挑选、干燥、去壳、粉碎后过 60目筛备用。
乙酸乙酯、甲醇、正己烷、无水硫酸钠等，均为分
析纯。
1． 1． 2 仪器与设备
DJ －5000C型电子天平;SFE － 2 型超临界萃取
仪，美国 ASI公司;HP6890GC /5973MS气相色谱 －质
谱联用仪，美国 Agilent Technologies公司;SHB －Ⅲ循
环水式多用真空泵;HH －2数显恒温水浴锅。
1． 2 实验方法
1． 2． 1 牡丹籽油的萃取
称取 15 g滇牡丹籽粉末装入萃取釜中，打开 CO2
气瓶及冷循环制冷气阀，用高压泵对系统进行加压，
按照实验要求设置萃取温度、萃取时间、萃取压力，通
过流量计调节 CO2 流量，夹带剂为乙酸乙酯。萃取完
成后使用旋转蒸发仪挥去乙酸乙酯，得到黄色的油
脂，称重，计算萃取率。
萃取率 = 滇牡丹籽油质量 /滇牡丹籽质
量 ×100%
凤丹牡丹籽油的萃取方法同滇牡丹籽油。
1． 2． 2 牡丹籽油的甲酯化
参考易军鹏等［11］的方法并加以改进。取滇牡丹
籽油及凤丹牡丹籽油各 2． 0 mL分别置于圆底烧瓶，
各加入硫酸 0． 2 mL和甲醇 20 mL混合均匀后于水浴
中回流至无油状物，冷却，挥去甲醇，后转入分液漏
斗，加入 20 mL正己烷，再加入一定量的蒸馏水，分层
后取上清液，加无水硫酸钠去除水分。再用同样方法
加入 10 mL正己烷萃取 1 次，合并上清液，置于瓶中
待测。
1． 2． 3 GC －MS分析条件
GC条件:HP －5MS石英毛细管色谱柱(30 mm ×
0． 25 mm ×0． 25 μm);柱起始温度 150℃，以 3℃ /min
程序 升 温 至 260℃，保 持 20 min;柱 流 量
1． 0 mL /min;进样口温度 250℃;柱前压100 kPa;进
样量 2． 0 μL;分流比 10∶ 1;载气为高纯氦气。
MS条件:电离方式 EI;电子能量 70 eV;传输线
温度 250℃;离子源温度 230℃;四极杆温度 150℃;
质量扫描范围 35 ～ 500;采用 Wiley7n． l标准谱库检
索定性。
2 结果与分析
2． 1 滇牡丹籽油超临界 CO2 萃取工艺优化
在前期实验基础上，对影响滇牡丹籽油萃取率
的因素萃取温度、萃取时间、萃取压力、CO2 流量设
计四因素三水平 L9(3
4)的正交实验。以萃取率为
指标，确定滇牡丹籽油超临界 CO2 萃取的最佳工艺
条件，正交实验因素水平见表 1，正交实验结果见
表 2。
表 1 正交实验因素水平
水平
A萃取
时间 /min
B萃取
温度 /℃
C萃取
压力 /MPa
D CO2 流量 /
(kg /h)
1 30 40 35 20
2 60 45 45 25
3 90 50 55 30
表 2 正交实验结果
实验号 A B C D 萃取率 /%
1 1 1 3 2 24． 51
2 1 2 1 1 25． 33
3 1 3 2 3 24． 75
4 2 1 2 1 27． 34
5 2 2 3 2 26． 16
6 2 3 1 3 25． 43
7 3 1 1 3 25． 40
8 3 2 2 2 24． 62
9 3 3 3 1 24． 25
k1 24． 86 25． 75 25． 39 25． 64
k2 26． 31 25． 37 25． 57 25． 10
k3 24． 76 24． 81 24． 97 25． 19
Ｒ 01． 55 00． 94 00． 60 00． 54
由表 2 可知，影响萃取率的因素大小顺序为
A ＞ B ＞ C ＞ D，对滇牡丹籽油萃取率影响最大的因
素是萃取时间和萃取温度，所以控制好萃取时间和
萃取温度是提高其萃取率的关键。滇牡丹籽油的超
临界 CO2 萃取的最佳工艺条件为 A2B1C2D1，即萃取
312015 年第 40 卷第 6 期 中 国 油 脂
时间 60 min、萃取温度 40℃、萃取压力 45 MPa、CO2
流量 20 kg /h;在此条件下，滇牡丹籽油萃取率为
27． 34%。
2． 2 滇牡丹籽油脂肪酸成分与凤丹牡丹籽油脂肪
酸成分的比较
将超临界 CO2 萃取所得滇牡丹籽油和凤丹牡
丹籽油经过甲酯化后，分别进行 GC － MS分析，得到
滇牡丹籽油和凤丹牡丹籽油的脂肪酸成分，结果见
表 3。
表 3 滇牡丹籽油与凤丹牡丹籽油的脂肪酸成分 %
脂肪酸 滇牡丹籽油 凤丹牡丹籽油
肉豆蔻酸 0． 11 0． 07
十六碳烯酸 0． 18 0． 11
棕榈酸 7． 68 5． 88
十七烷酸 0． 16 0． 13
亚油酸 14． 25 27． 53
亚麻酸 72． 26 61． 64
油酸 0． 33 0． 26
硬脂酸 1． 25 1． 86
二十碳烯酸 0． 23 0． 31
花生酸 0． 20 0． 17
二十二碳烯酸 0． 87 －
山嵛酸 0． 10 －
二十四碳烯酸 1． 22 －
二十四烷酸 0． 10 －
注:“－”表示未检测出。
由表 3 可知，超临界 CO2 萃取的滇牡丹籽油中
共分析检索到 14 种脂肪酸成分，总含量为
98． 94%，不饱和脂肪酸含量为 89． 34%，其主要为
亚麻酸(72． 26%)、亚油酸(14． 25%)。这两种不饱
和脂肪酸人体自身不能合成，必须通过外界摄取，亚
麻酸具有降血脂、降胆固醇、促进脂肪代谢和肝细胞
再生以及提高免疫力、抗过敏、延缓衰老等作用;亚
油酸具有抑制人体内胆固醇合成、抗氧化、抗癌、预
防糖尿病的作用［12 － 13］。
凤丹牡丹籽油中共分析检索到 10 种脂肪酸成
分，含量占 1% 以上的脂肪酸成分中，棕榈酸占
5． 88%、亚油酸占 27． 53%、亚麻酸占 61． 64%、硬脂
酸占 1． 86%，不饱和脂肪酸含量为 89． 85%，以上数
据与文献［14］相关数据十分接近。通过分析比较
滇牡丹籽油和凤丹牡丹籽油的脂肪酸成分可知，二
者不饱和脂肪酸含量接近，而滇牡丹籽油检测出的
脂肪酸成分多于凤丹牡丹籽油，且其亚麻酸含量高
于凤丹牡丹籽油的。
3 结 论
通过对萃取时间、萃取压力、萃取温度和 CO2
流量做四因素三水平的正交实验得出超临界 CO2
萃取滇牡丹籽油的最佳工艺条件为:萃取时间
60 min，萃取温度 40℃，萃取压力 45 MPa，CO2 流量
20 kg /h;在此条件下，滇牡丹籽油萃取率为
27． 34%。超临界 CO2 萃取具有操作简单、快捷、萃
取率高且无杂质残留的优点。
通过 GC － MS技术分析可知，滇牡丹籽油中富
含亚麻酸、亚油酸等不饱和脂肪酸。因此，展开对滇
牡丹籽油提取工艺及成分分析的研究，为进一步开
发利用滇牡丹资源提供了可靠的理论依据，对保护
滇牡丹资源也具有非常重要的意义。
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