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正交试验优化雪梨籽油提取工艺研究



全 文 :2014 年 07 月(上)
收稿日期:2013-09-27;修回日期:2014-03-27
基金项目:2012 年河南省科技攻关计划项目(122102110189)
作者简介:尤晓琳(1972 -),女,副教授,硕士,研究方向为应
用数学,shemiao6789@ 163. com.
正交试验优化雪梨籽油提取工艺研究
尤晓琳,郭卫霞
(鹤壁职业技术学院,河南 鹤壁 458030)
中图分类号:S853. 73 文献标识码:B 文章编号:1004-7034(2014)07 - 0159 - 03
关键词:正交试验;提取;雪梨籽;油脂; CO2 超临界萃取;脂肪酸
摘 要:为有效提取雪梨籽中的油脂,试验采用 CO2 超临界流体萃取技术萃取雪梨籽油,研究 CO2 超
临界萃取雪梨籽油的萃取工艺,考察压力、温度、时间和 CO2 流量对油脂得率的影响,并应用气相色
谱 -质谱联用技术( GC - MS) 对提取的油脂进行分析。结果表明:最佳提取条件为压力 35 MPa、温度
35 ℃、时间 130 min 、CO2 流量 15 kg /h,其油脂得率为 23. 9% ;经 GC - MS分析,油脂中主要含有 7 种
脂肪酸成分。
雪梨属于被子植物门双子叶植物纲蔷薇目蔷薇
科苹果亚科梨属[1],落叶乔木或灌木,果实形状为圆
形,肉嫩白如雪,故称雪梨[2]。雪梨除可供生食外,
还可被加工成饮料、酿酒、梨膏、梨脯及药用[3]。在
食品加工过程中,会产生大量雪梨籽,雪梨籽中含有
大量油脂,为有效开发与利用雪梨籽资源,对雪梨籽
中油脂进行提取的研究非常有必要。
目前,关于雪梨籽油的开发研究鲜有报道。本试
验采用 CO2 超临界流体萃取方法得到雪梨籽油,并
利用气相色谱 -质谱联用技术(GC - MS)对脂肪酸
组成进行测定,为开发天然雪梨籽油脂资源提供理论
依据。
1 材料
1. 1 样品与主要试剂
雪梨籽,购自河南灵宝阿姆斯果汁有限公司,使
用前在烘箱中低温(50 ℃)烘除大部分水分;二氧化
碳(纯度为 99%),河南源正科技发展有限公司生产。
1. 2 主要仪器
CO2 超临界萃取设备(型号为 HA420 - 40 -
200),海安华安超临界设备有限公司生产;气相色
谱 -质谱联用仪(型号为 7890A /5975C),美国安捷
伦科技有限公司生产;万能粉碎机 (型号为
WKF180),青州市精诚医药装备制造有限公司生产。
2 方法
2. 1 CO2 超临界流体萃取
将雪梨籽粉碎,过 40 目筛,装入萃取釜中,通入
CO2进行连续萃取,并计算油脂的萃取率,研究萃取
压力、萃取温度、萃取时间和 CO2流量对油脂得率的
影响。计算公式:Y =(W2 /W1)× 100%。式中:Y为
萃取率即提取得率;W2 为 CO2 超临界流体萃取的雪
梨籽油脂质量;W1 为原料雪梨籽的质量。
2. 2 GC - MS分析脂肪酸组成
甲酯化:精密称取雪梨籽油样 100 mg,置于
20 mL 具塞试管中,加入 10 mL 正己烷溶解,再加入
0. 5 mL氢氧化钠 -甲醇溶液,摇匀,静置 30 min,使
其分层,待澄清后取上层液体进行 GC - MS测定。
气相色谱条件:DB - WAX 色谱柱(30 m ×
0. 25 mm,0. 25 μm);载 气 为 氮 气,柱 流 速 为
0. 80 mL /min,恒定流动;进样方式为 260 ℃分流,流
速为 32 mL / min。
质谱条件:电子轰击 (EI)源,发射电流为
200 μA;离子源温度为 200 ℃;电子能量为 70 eV;
GC /MS接口温度为 250 ℃;检测器电压为 350 V;升
温速率为 3. 0 ℃ / min,从 180 ℃升至 240 ℃,至
240 ℃时维持 10 min。
鉴定结果与 NIST 08 质谱图谱检索库比较,并采
用峰面积归一法进行定量[4]。
3 结果与分析
3. 1 雪梨籽油 CO2 超临界萃取单因素试验
3. 1. 1 萃取压力对雪梨籽油得率的影响 在萃取温
度为 30 ℃、CO2 流量为 14 kg /h 条件下,采用不同压
力萃取 120 min,萃取压力对雪梨籽油得率影响的结
果见图 1。
由图 1 可知,雪梨籽油的萃取得率随着萃取压
力的升高而增大,当萃取压力达到 35 MPa后,再增加
压力,得率增加不明显,其趋势开始平缓。考虑到压
力过大,对设备要求高,故选取 35 MPa作为适宜的提
取压力。
3. 1. 2 萃取温度对雪梨籽油得率的影响 在萃取压
951《黑龙江畜牧兽医》科技版
DOI:10.13881/j.cnki.hljxmsy.2014.0594
图 1 萃取压力对雪梨籽油得率的影响
力为 35 MPa、CO2 流量为 14 kg /h 条件下,采用不同
温度萃取 120 min,萃取温度对雪梨籽油得率影响的
结果见图 2。
图 2 萃取温度对雪梨籽油得率的影响
由图 2 可知:萃取温度在 35 ℃以下时,萃取得
率随着萃取温度的升高而增大;当萃取温度高于
35 ℃时,随着温度的升高,萃取得率不再提高,反而
略有下降。因此,35 ℃是比较理想的萃取温度。
3. 1. 3 萃取时间对雪梨籽油得率的影响 在萃取压
力为 35 MPa、萃取温度为 35 ℃、CO2 流量为 14 kg /h
条件下,萃取不同时间,萃取时间对雪梨籽油得率影
响的结果见图 3。
图 3 萃取时间对雪梨籽油得率的影响
由图 3 可知,雪梨籽油萃取得率随着萃取时间
的延长而增大,但当萃取时间达到 120 min 时,萃取
得率增加缓慢,考虑到萃取时间、能耗及经济成本等
问题,将萃取时间定为 120 min。
3. 1. 4 CO2 流量对得率的影响 在萃取压力为
35 MPa、萃取温度为 35 ℃条件下,采用不同 CO2 流
量萃取 120 min,CO2 流量对雪梨籽油得率影响的结
果见图 4。
图 4 CO2 流量对雪梨籽油得率的影响
由图 4 可知:CO2 流量在 14 kg /h 之前,雪梨籽
油萃取得率随着 CO2 流量的增加而增大;但当 CO2
流量达到 14 kg /h 后,随着 CO2 流量的增加,得率反
而下降。因此,14 kg /h是比较理想的提取流量。
3. 2 雪梨籽油 CO2 超临界萃取工艺条件的优化
根据单因素试验结果,对萃取压力(A)、萃取温
度(B)、萃取时间(C)和 CO2 流量(D)进行四因素三
水平正交试验 L9(3
4),因素水平表见表 1,试验结果
见表 2。
表 1 正交试验因素水平
水平 A /MPa B /℃ C /min D /(kg·h -1)
1 30 30 110 13
2 35 35 120 14
3 40 40 130 15
表 2 雪梨籽油正交试验结果和分析
项目 A /MPa B /℃ C /min
D /
(kg·h -1)
萃取得
率 /%
1 1 1 1 1 16. 0
2 1 2 2 2 16. 3
3 1 3 3 3 16. 6
4 2 2 3 1 23. 4
5 2 3 1 2 19. 8
6 2 1 2 3 22. 3
7 3 3 2 1 20. 9
8 3 1 3 2 20. 2
9 3 2 1 3 21. 6
K1 48. 9 58. 5 57. 4 60. 3
K2 65. 5 61. 3 59. 5 56. 3
K3 62. 7 57. 3 60. 2 60. 5
k1 16. 3 19. 5 19. 1 20. 1
k2 21. 8 20. 4 19. 8 18. 8
k3 20. 9 19. 1 20. 1 20. 2
R 5. 5 1. 3 1. 0 1. 4
由表 2 可知:比较 R 值的大小可以看出,因素的
主次顺序为 A > D > B > C,即各因素对萃取得率的影
061
Heilongjiang Animal Science
and Veterinary Medicine № 07 2014
2014 年 07 月(上)
响顺序为萃取压力 > CO2 流量 >萃取温度 >萃取时
间;比较 k 值的大小可以看出,优化的萃取条件是
A2B2C3D3,即萃取压力为 35 MPa、萃取温度为 35 ℃、
萃取时间为 130 min 、CO2 流量为 15 kg /h。按照此
工艺条件进行放大试验,雪梨籽油萃取得率为
23. 9%。
3. 3 雪梨籽油脂肪酸组成分析
雪梨籽油经甲酯化处理后采用 GC - MS 方法进
行测定,经计算机化学工作站分析,从油脂中检测到
7 种主要脂肪酸,即亚油酸、亚麻酸、油酸、棕榈酸、硬
脂酸、花生烯酸和十四烯酸,经数据处理系统按照峰
面积归一法进行定量分析,求得各脂肪酸在油脂中的
相对百分含量,结果见表 3。
表 3 雪梨籽油的脂肪酸组成 %
脂肪酸组分 亚油酸 亚麻酸 油酸 棕榈酸 硬脂酸 花生烯酸 十四烯酸
相对含量 44. 86 23. 38 16. 75 7. 91 2. 89 1. 63 1. 45
4 结论与讨论
采用 CO2 超临界萃取方法从雪梨籽中萃取油脂
的最佳工艺条件为:萃取压力 35 MPa、萃取温度
35 ℃、萃取时间 130 min 、CO2 流量 15 kg /h。雪梨籽
油萃取得率可达 23. 9%。CO2 超临界流体萃取法的
得率高、时间短。从试验结果可以看出,萃取压力对
提取得率的影响较大。这是因为在萃取过程中,压力
提高,CO2 密度增加,油脂溶解度提高,得率就会相应
提高[5]。
雪梨籽油中各种脂肪酸组成比例合理,不仅可供
食用,还具有较高的医疗、保健价值,具有更多潜在的
开发和利用价值。
参考文献:
[1] 愈德浚,关克俭.中国蔷薇科植物分类之研究[J]. 植物分类学
报,1963(6):203 - 236.
[2] 滕威.我国梨品种资源分布与梨果品质现状[J]. 农牧产品开
发,1996(12):37 - 38.
[3] 林伯年.世界及中国的梨生产与贸易[J].中国南方果树,2001,
30(6):64 - 67.
[4] 阙斐,张星海,赵粼.香榧籽油的超临界萃取及其脂肪酸组成的
比较分析研究[J].中国粮油学报,2013,28(2):33 - 36.
[5] 任健,郑喜群,杨勇,等.超临界 CO2 流体萃取技术提取南瓜籽
油的研究[J].食品与机械,2006,22(6):34 - 36. (011)
收稿日期:2013-10-08;修回日期:2014-04-01
基金项目:吉林农业科技学院青年基金项目 (吉农院合字 2013
第 209 号)
作者简介:罗 超(1985 -),女,助教,硕士研究生,研究方向
为药物制剂,
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274748002@ qq. com.
三黄软膏的制备工艺
罗 超1,罗 越2,吴诗艺3,王士杰1,赵 权1
(1.吉林农业科技学院,吉林 吉林 132101;2.辽源市第十七中学,吉林 辽源 136200;
3.长春中医药大学,长春 130117)
中图分类号:S859. 79 + 8 文献标识码:B 文章编号:1004-7034(2014)07 - 0161 - 03
关键词:三黄软膏; 制备工艺; 质量检查;正交试验;优化
摘 要:为了将三黄片制成三黄软膏,试验以三黄软膏外观性状、肤感、涂展性、稠度为评价指标,采用
正交试验的方法,优化软膏剂的最佳制备工艺,并对其进行质量检查。结果表明:三黄软膏最佳工艺
是浸膏、凡士林、羊毛脂比例为 0. 8∶6∶0. 15;成型工艺稳定,质量可控。
三黄片由大黄、黄芩、黄连三味药材组成,具有清
热除湿、止痛消肿,可治疗皮肤的疮疡肿毒、皲裂、角
化等。但由于三黄片是片剂,疗效最好的给药途径是
口服。口服对患者粉刺、痤疮及脓包等病症所起到的
作用不大,药效低;将其磨成细粉外敷使用不方便,治
疗效果也不理想。本研究首次将大黄、黄芩和黄连制
成软膏剂,得到了很好的治疗效果,降低了药物的毒
副作用,提高了疗效,减少了给药次数,现将结果报道
如下。
1 材料
1. 1 药品
大黄、黄芩、黄连,购自河北康派中药材有限公
司;无水乙醇(分析纯),购自沈阳市新化试剂厂;凡
士林、羊毛脂,购自上海华申康复器材厂。
1. 2 主要仪器
电热恒温水浴锅指针式控温仪(型号为 DK -
98 -Ⅱ),购自上海沪粤明科学仪器有限公司;电子
天平(型号为 AL204),购自梅特勒 -托利多仪器上
海有限公司;电热鼓风干燥箱(型号为 F101),购自济
南百戈实验仪器有限公司;高速中药粉碎机(型号为
LG -08A),购自浙江瑞安市百信药机器械厂;旋转蒸
161《黑龙江畜牧兽医》科技版
DOI:10.13881/j.cnki.hljxmsy.2014.0595