全 文 ：39※工艺技术 食品科学 2012, Vol. 33, No. 08
超临界CO2萃取黑莓籽油及其成分分析
周鸣谦，刘云鹤，林春梅
(淮海工学院食品科学与工程学院，江苏 连云港 222005)
摘 要：目的：以黑莓籽为原料，用超临界 CO 2萃取法提取黑莓籽油，并测定其成分。方法：采用超临界 CO 2
萃取方法提取黑莓籽油，通过正交试验对影响提取过程的参数进行优化，确定黑莓籽油提取的最佳工艺条件，并
用气相色谱 -质谱法分析黑莓籽油的脂肪酸组成。结果：超临界 CO2流体萃取黑莓籽油的最佳工艺条件为萃取温
度 35℃、萃取压力 30MPa、分离压力 12MPa、分离温度 55℃，此条件下黑莓籽油的得率达 16 .10%，其脂肪
酸组成为软脂酸 5.38%、硬脂酸 3.53%、油酸 13.70%、亚油酸 60.48%、亚麻酸 11.16%，总不饱和脂肪酸含量
85.34%。
关键词：超临界 C O 2；萃取；黑莓籽油；气相色谱 - 质谱；脂肪酸
Supercritical Carbon Dioxide Extraction and Fatty Acid Composition Analysis of Blackberry Seed Oil
ZHOU Ming-qian，LIU Yun-he，LIN Chun-mei
(College of Food Science and Technology, Huaihai Institute of Technology, Lianyungang 222005, China)
Abstract ：Objective: To extract blackberry seed oil from blackberry seeds with supercritical carbon dioxide and determine its
fatty acid composition. Methods: Operating parameters that influence the extraction of blackberry seed oil were optimized using
an orthogonal array design. The fatty acid composition of blackberry seed oil was analyzed by gas chromatography-mass
spectrometry (GC-MS). Results: The optimal extraction conditions were extraction temperature of 35 ℃, extraction pressure
of 12 MPa, separation pressure of 12 MPa and separation temperature of 55 ℃. Under thess conditions, the yield of blackberry
seed oil was up to 16.10%. The major fatty acids were palmic acid (5.38%), stearic acid (3.53%), oleic acid (13.70%), linoleic acid
(60.48%), gamma-linolenic acid (11.16%) and total unsaturated fatty acid (85.34%).
Key words：supercritical carbon dioxide；extraction；blackberry seed oil；gas chromatography-mass spectrometry (GC-
MS)；fatty acid
中图分类号：TS255.1 文献标识码：A 文章编号：1002-6630(2012)08-0039-04
收稿日期：2011-04-21
基金项目：江苏省产学研联合创新资金计划项目(BY2010127)；连云港市农业攻关计划项目(CN0905)
作者简介：周鸣谦(1973—)，男，副教授，博士，研究方向为农产品精深加工。E-mail：linlin0174@sina.com
黑莓又名美国塔斯洲黑树莓、美国赫尔黑莓，是
蔷薇科悬钩子属的浆果类多年生亚灌木，其结果早、收
益快，果实风味佳，含有镁、锰、钙、锌等矿物质
及糖类、有机酸、蛋白质、维生素等，营养价值高。
此外，黑莓中还富含黄酮、花青素、V C 等抗氧化成
分，对 R O O·、O 2－·、H 2 O 2、·O H 等有较强的清
除能力。因此，黑莓具有较高的医疗保健作用，是近
年来发展较为迅速，集营养、保健于一身的一代新兴
水果[ 1 -2 ]。
黑莓籽是黑莓果酒、黑莓汁等加工产品的副产物，
黑莓籽油中不饱和脂肪酸的含量较高，有极高的营养价
值。提取黑莓籽油的方法有溶剂浸提法，超声波辅助
溶剂萃取法[ 3 -4 ]等。溶剂法工艺复杂，得到的产品中溶
剂残留难以控制，萃取纯度不高。近年来，发展出一
种新型萃取分离技术，即超临界流体萃取法。这种方
法具有操作方便、能耗低、无污染、纯度高、无溶
剂残留等特点，且萃取过程在常温下CO2惰性介质中进
行，能保持产物的纯天然特性，在许多领域有实际应
用[5- 9]。目前，在超临界 CO 2植物油脂提取领域，国内
外已经有提取槟榔籽油[10]、芹菜籽油[11]、大豆油[12]、沙
棘油[ 13 ]、八角茴香油[ 14 ]、月见草油[ 15 ]、葡萄籽油[ 16 ]、
猕猴桃籽油[17]等的研究报道[18-19]。本研究以黑莓果酒加
工副产品黑莓籽为原料，采用超临界CO2萃取法提取黑
莓籽油，考察萃取温度、萃取压力、分离温度以及分
2012, Vol. 33, No. 08 食品科学 ※工艺技术40
离压力对黑莓籽油得率的影响，优化超临界CO2萃取法
提取黑莓籽油的工艺参数，并采用气质联用(gas chroma-
tography-mass spectrometry，GC-MS)法分析黑莓籽油的
脂肪酸组成[20]，其结果对提高黑莓的综合利用价值，促
进黑莓产业的健康发展有重要意义。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
黑莓籽：连云港市润豪黑莓酒业有限公司生产所得
黑莓皮渣中分离得到；CO2(纯度＞ 99.0%) 连云港特殊
气体有限公司；氢氧化钾、无水乙醚、氯仿、无水
硫酸钠均为国产分析纯。
1.2 仪器与设备
HA 221-50-06型超临界萃取装置 南通市华安超临界
萃取设备有限公司；BS323S电子分析天平 赛多利斯科
学仪器北京有限公司；XFB-400小型粉碎机 长沙市雨
花区中诚制药机械厂；ZFD-5040电热鼓风干燥箱 上海
绿宇精密仪器制造有限公司；6890N/5973i气相色谱 -质
谱仪 美国Agilent科技有限公司。
1.3 方法
1.3.1 黑莓籽预处理
将黑莓酒过程中产生大量的皮渣进行分离清洗，得
到黑莓籽，置电热鼓风干燥箱中 50℃烘干，粉碎，过
4 0目筛，备用。
1.3.2 超临界萃取工艺流程
黑莓籽→粉碎过筛→称量→装料→超临界CO2萃取→
减压分离→黑莓籽油
1.3.3 单因素试验
在萃取温度35℃、分离压力14MPa、分离温度 60℃、
CO 2流量 10L/h、装料量 200g、萃取时间 50min、萃
取压力 30MPa条件下，考察单因素对黑莓籽油得率的
影响。
单因素水平设置：萃取压力：20、25、30、35、
40M Pa；萃取温度：30、35、40、45、50℃；分离
温度：45、50、55、60、65℃；分离压力：8、10、
1 2、1 4、1 6 M P a。
1.3.4 正交试验
根据单因素试验结果，结合文献资料报道[15 ,17 ,20]，
以及设备条件与工业化生产的可操作性，进行工艺优化
试验。选择萃取温度(A)、萃取压力(B)、分离温度(C)、
分离压力( D )为变量，进行四因素三水平正交试验(表
1)，每次装料 200g，萃取流量 10L/h、萃取时间 50min，
以得率为评价指标，评价各号试验的萃取效果。
1.3.5 黑莓籽油脂肪酸GC-MS分析
样品处理：参考文献[21]对黑莓籽油进行皂化；再
进行 2-氨基 -2-甲基丙醇(2-amion-2-methy-1-propanol，
AMP)衍生化；皂化后的黑莓籽油加入 0.5mL AMP，于
170℃下加热衍生化 1h，冷却后水洗去杂，加入 3mL氯
仿振摇 1min，再加入 5mL水，放置分层后取氯仿层于
10mL具塞试管中，加入无水硫酸钠，充氮气保存于
冰箱备用。上述操作保证避光并尽可能在氮气保护下
进行。
色谱条件：色谱柱：122-7032DB-WAX柱(30m×
0.25mm，0.25μm)；升温程序：180℃保持 3min，以
3.0℃/min升至 230℃保持 15.0min；载气(He)流速 0.8mL/
min，压力 2.4kPa，进样量 10μL；分流比 10:1。
质谱条件：电子轰击(electron impact，EI)离子源；
电子能量 70eV；接口温度 250℃；离子源温度 200℃；
扫描质量范围 m/z 99～634，扫描速率 120次 /min；全
扫描方式；四极杆质量分析器。
2 结果与分析
2.1 单因素试验
2.1.1 萃取压力对萃取的影响
水平
因素
A萃取温度/℃ B萃取压力/MPa C分离温度/℃ D分离压力/MPa
1 35 25 50 10
2 40 30 55 12
3 45 35 60 14
表 1 因素水平表
Table 1 Factors and levels of orthogonal tests
萃取压力是影响黑莓籽油萃取效率的重要因素，在
萃取压力为 20～35MPa范围内，随着萃取压力的升高，
得率增加，但当萃取压力达到 40MPa时得率有所下降，
以 35MPa萃取收率最高，萃取 50min的得率达 14.2%，
图 1 萃取压力对超临界 CO2 萃取黑莓籽油的影响
Fig.1 Effect of extraction pressure on the yield of blackberry seed oil
16
14
12
10
8
6
4
得
率
/%
萃取压力 /MPa
20 25 30 35 40
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而 20MPa得率最低，仅 8.5%(图 1)。一般萃取压力越
高，超临界 CO 2 的密度增加越多，黑莓籽油溶解度提
高越大，但萃取压力过高会加大设备的损耗，不利于
设备的操作和维护。为此，黑莓籽油萃取压力以 35MPa
为宜。
2.1.2 萃取温度对萃取的影响
萃取温度对物质在CO2流体中的溶解能力具有较大
的影响。结果表明，在萃取温度为 30～50℃范围内，
萃取温度对得率及油脂质量具有明显影响。萃取温度30℃
时，得到的油脂浑浊；3 5℃的得率最高，油脂清亮；
而萃取温度为 50℃的得率低，油脂浑浊(图 2)。因此，
其适宜的萃取温度范围为 35～45℃。
2.1.3 分离温度对萃取的影响
在分离温度 45～55℃范围内，黑莓籽油的得率随着
分离温度的升高而增加，在分离温度 55～65℃范围内，
黑莓籽油的得率随着分离温度的升高而减小，其中以55℃
分离温度的黑莓籽油得率最高，达 14.7%，其次为 60℃
(13.0%)，且两者萃取的油脂清亮(图 3)，其余条件下萃
取的油脂浑浊。由于较低压力状态下，温度对 CO 2 密
度影响非常显著，温度升高导致 CO 2 的密度减小，溶
解能力下降，从而有利于油脂析出。因而，分离温度
不仅影响油脂的得率，而且影响油脂外观质量，其适
宜的分离温度范围为 50～60℃。
2.1.4 分离压力对萃取的影响
如图 4 所示，在 10～14 M P a 压力之间，分离压
力对黑莓籽油的得率影响不大，当分离压力超过
1 4 M P a 后，黑莓籽油的得率降低。由此可知，在一
定的范围内，分离压力越低，越有利于产物完全析
出，但低压时 C O 2 中的水分会同油脂一起分离析出，
从而影响油脂质量。因此认为，黑莓籽油适宜的分离
压力为 10MPa。
2.2 超临界CO2萃取黑莓籽油的正交试验
根据单因素的试验结果，选取 L9(34)正交表进行正
交试验，结果见表 2。
试验号
因素
得率 /%
A B C D
1 1 1 1 1 14.4
2 1 2 2 2 14.9
3 1 3 3 3 14.8
4 2 1 2 3 12.8
5 2 2 3 1 15.4
6 2 3 1 2 10.1
7 3 1 3 2 10.9
8 3 2 1 3 12.2
9 3 3 2 1 15.9
k1 14.7 12.7 12.2 15.2 T=121.4
k2 12.8 14.2 14.5 12.0
k3 13.0 13.6 13.7 13.2
R 1.9 1.5 2.3 3.2
表 2 超临界 CO2 萃取黑莓籽油正交试验设计及结果
Table 2 Results of orthogonal tests
正交试验数据的分析使用直观分析法，表 2结果说
明，各因素对黑莓籽油提取的影响程度依次为D＞C＞
A ＞ B，即分离压力、分离温度、萃取温度、萃取压
图 2 萃取温度对超临界 CO2 萃取黑莓籽油的影响
Fig. 2 Effect of extraction temperature on the yield of
blackberry seed oil
16
14
12
10
8
6
4
得
率
/%
萃取温度 /℃
30 35 40 45 50
图 3 分离温度对超临界 CO2 萃取黑莓籽油的影响
Fig.3 Effect of separation temperature on the yield of
blackberry seed oil
16
14
12
10
8
6
4
得
率
/%
分离温度 /℃
45 50 55 60 65
图 4 分离压力对超临界 CO2 萃取黑莓籽油的影响
Fig.4 Effect of separation pressure on the yield of blackberry seed oil
16
14
12
10
8
6
4
得
率
/%
分离压力 /MPa
8 10 12 14 16
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力。综合各因素的 k 值和直接比较，A 1B 2C 2D 1为最佳
工艺条件，即萃取温度 35℃、萃取压力 30MPa、分离
温度 55℃、分离压力 10MPa。由于 A1B2C 2D1组合在试
验中未出现，故进行验实验，此条件下黑莓籽油的得
率为 16.1%。
2.3 黑莓籽油脂肪酸组成及含量分析
保留时间 /min 化合物名称 相对含量 /%
6.36 软脂酸(C16:0) 5.38
8.75 硬脂酸(C18:0) 3.53
9.01 油酸(C18:1 n9(△9)) 13.70
9.75 亚油酸(C18:2 n6(△9,12)) 60.48
10.74 亚麻酸(C18:3 n3(△9,12,15)) 11.16
12.51 未定出 5.75
表 3 黑莓籽油中脂肪酸成分及相对含量
Table 3 Fatty acid composition and contents of blackberry seeds oil
由图 5和表 3可知，超临界CO2萃取黑莓籽油主要
含有 5种脂肪酸成分，含量分别为软脂酸 5.38%、硬脂
酸 3.53%、油酸 13.70%、亚油酸 60.48%、亚麻酸 11.16%，
还有一种成分未确定。其中亚油酸含量最高，其次是
亚麻酸，总不饱和脂肪酸含量为 85.34%。
3 结 论
3.1 影响超临界 CO2萃取黑莓籽油的因素有萃取温度、
萃取压力、提取压力、提取温度。
3.2 4个因素对于黑莓籽油得率的影响大小分离压力＞
分离温度＞萃取温度＞萃取压力。
3.3 通过正交试验，确定最佳的工艺条件为萃取压力
30M Pa、萃取温度 35℃、分离温度 55℃、分离压力
10MPa，此条件下黑莓籽油的得率为 16.1%。
3.4 超临界 CO 2萃取黑莓籽油主要含有 5种脂肪酸成
分，含量分别为软脂酸 5 .38%、硬脂酸 3 .53%、油酸
13.70%、亚油酸 60.48%、亚麻酸 11.16%，还有一种成
分未确定。其中亚油酸含量最高，其次是亚麻酸，总
不饱和脂肪酸含量为 85.34%。
参 考 文 献 ：
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图 5 黑莓籽油脂肪酸的气相色谱 - 质谱联用图谱
Fig.5 GC-MS chromatogram of blackberry seeds oil
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0 2
.6
4
相
对
丰
度
/%
时间 /min
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
4.
78 6
.3
7
7.
19
9.
75
10
.7
4
12
.0
7
17
.4
4
19
.0
1
20
.4
8
22
.8
6