全 文 ：2011 年 3 月
第 26 卷第 3 期
中国粮油学报
Journal of the Chinese Cereals and Oils Association
Vol． 26，No． 3
Mar． 2011
响应面法优化微波辅助提取扁杏仁油工艺及成分分析
贾晓艳1 张清安1 张 霞1，2 张志琪1
(陕西师范大学化学与材料科学学院1，西安 710062)
(宁夏医科大学药学院2，银川 750004)
摘 要 研究以正己烷为溶剂微波辅助提取扁杏仁油的工艺。采用响应表面优化法(RSM)对扁杏仁油
的提取工艺进行了优化，得到的最佳提取工艺参数是:微波功率 661 W，提取时间 10 min，料液比 1 ∶ 20。在此
条件下，杏仁油的一次提取率达 55． 31%。利用 GC － MS和 HPLC － MS对扁杏仁油进行分析，结果表明扁杏仁
油的主要成分为油酸、亚油酸等不饱和脂肪酸，总不饱和脂肪酸占脂肪酸总量的 94． 53%;还有少量的维生素
E和原花青素聚合物。
关键词 扁杏仁油 微波辅助提取 响应表面法(RSM) 化学成分分析
中图分类号:S789 文献标识码:A 文章编号:1003 － 0174(2011)03 － 0060 － 04
基金项目:陕西省农业攻关项目(2008K01 － 23)
收稿日期:2010 － 03 － 03
作者简介:贾晓艳，女，1982 年出生，硕士，天然产物分析
通讯作者:张志琪，男，1958 年出生，教授，博士生导师，分析化学
杏仁为蔷薇科落叶乔木植物杏(Prunus armenia-
ca)的种仁，是很好的药食兼用植物蛋白源。杏仁分
为苦杏仁和扁杏仁两种，甜仁的仁用杏为扁杏。扁
杏是优良的木本油料树种，主要分布在我国的东北、
华北、西北地区，由于其抗寒、抗旱、耐瘠薄、易管理，
使其成为“三北”地区的主要经济林树种之一［1］。杏
仁中含有 50% ～ 60% 的油脂，其主要成分为油酸、
亚油酸等不饱和脂肪酸，这些不饱和脂肪酸对降低
血脂和胆固醇，促进新陈代谢，预防心血管疾病等有
较好的作用。且杏仁油为不干性油，在 － 10 ℃时仍
保持澄清，在 － 20 ℃时才凝结，可作为高级润滑油用
于航空和精密仪器的润滑和防锈;同时，杏仁油还是
制造高级化妆品的原料等［2］。随着追求天然食品潮
流的兴起，杏仁的相关研究及产品的开发逐渐成为
功能性食品研究领域中的一个新亮点。但目前研究
多集中于苦杏仁油提取［3 － 6］及成分分析［7］，对扁苦
杏仁油研究相对较少［8 － 9］。
工业上生产杏仁油多采用溶剂浸出法和压榨
法。溶剂浸出法提取时间长，溶剂大量流失;压榨法
要经过轧坯、烘烤或蒸炒等处理，蛋白质变性严
重［6］。这两种方法工艺都比较繁琐，提取率较低，油
的品质也不理想［10］。近年来，微波辅助提取［8］、超临
界 CO2 萃取
［3 － 5，9］等新技术已应用于杏仁油的提取。
微波是频率介于 300 MHz ～ 300 GHz 之间的电磁波。
微波辐射辅助提取法利用微波强化固液浸取过程，
具有选择性高，提取时间短，提取得率高以及不需要
特殊的分离步骤等优点［11］，是一种颇具发展潜力的
提取技术。
本研究以响应曲面法对微波辅助提取扁杏仁油
的工艺条件进行优化，并应用 GC － MS和 HPLC － MS
对扁杏仁油的成分进行分析，为扁杏仁油的工业化
生产和进一步开发利用提供理论参考和试验依据。
1 材料与方法
1． 1 材料与试剂
扁杏仁:市售，含水量 4． 8%。
甲醇:色谱纯，Honeywell 公司;正己烷:分析纯，
国药集团化学试剂有限公司;维生素 E 标品:供含量
测定用，纯度 98． 8%，中国药品生物制品检定所;福
林酚试剂、没食子酸:均为分析纯，美国 Sigma 公司。
1． 2 仪器
FW400A高速万能粉碎机:北京科伟永兴仪器有
限公司;RE － 52A 旋转蒸发仪:上海亚荣生化仪器
厂;QP2010 气相色谱 －质谱联用仪:日本岛津公司;
高效液相色谱仪、Agilent 1100 － Bruck 液相色谱 －质
谱联用仪:美国 Waters公司。
1． 3 提取试验方法
精密称取过 40 目筛的杏仁粉 2． 0 g，放入
150 mL的圆底烧瓶中，加入一定体积的提取溶剂，放
入微波炉中，连接冷凝回流装置，按一定的微波条件
回流提取杏仁油，用旋转蒸发仪蒸发溶剂，真空干燥
第 26 卷第 3 期 贾晓艳等 响应面法优化微波辅助提取扁杏仁油工艺及成分分析
箱干燥，待冷却后称油重，计算得率。
杏仁油提取率(g /g杏仁)=提取油脂质量 /原料
质量
1． 4 提取试验设计(BBD)
在单因素试验结果的基础上根据 Box －
Benhnken 中心组合设计(BBD)的试验原理选择了对
杏仁油提取率起主要影响的微波功率、提取时间和
料液比 3 个因素，以杏仁油的提取率为考察指标，按
1． 3 中杏仁油的提取方法进行 3 因素 3 水平共 15 个
试验点(3 个中心点)的响应面分析试验，使用 Design
－ expert software 7． 1． 3 Trial (State － Ease Inc．，Min-
neapolis，MN，USA)进行数据分析，求出数学模型，进
而得到最佳的提取条件。试验设计及结果见表 1。
表 1 BBD试验设计和试验结果
试验号
X1
功率 /w
X2
时间 /min
X3
液料比 /mL /g
Y
提取率 /%
1 600(0) 9(0) 20(0) 55． 63
2 600(0) 9(0) 20(0) 55． 69
3 400(－ 1) 9(0) 10(－ 1) 52． 85
4 600(0) 3(－ 1) 30(1) 52． 56
5 800(1) 15(1) 20(0) 52． 13
6 400(－ 1) 9(0) 30(1) 52． 07
7 400(－ 1) 15(1) 20(0) 52． 71
8 600(0) 9(0) 20(0) 54． 61
9 600(0) 3(－ 1) 10(－ 1) 52． 73
10 600(0) 15(1) 10(－ 1) 53． 86
11 400(－ 1) 3(－ 1) 20(0) 52． 56
12 600(0) 15(1) 30(1) 53． 70
13 800(1) 3(－ 1) 20(0) 54． 27
14 800(1) 9(0) 10(－ 1) 54． 76
15 800(1) 9(0) 30(1) 54． 13
1． 5 脂肪酸分析
1． 5． 1 甲酯化反应
取杏仁油 0． 5 mL，加入正己烷 2 mL，再加
0． 5 mol /L NaOH甲醇溶液 1 mL，置水浴上 70 ℃回
流10 min，取出冷却移至刻度试管中，加水至 10 mL，
振荡、超声提取、离心。取上层清液，待 GC － MC 分
析备用［12］。
1． 5． 2 气质联用(GC － MS)分析
色谱柱，SHIMADZU RTX － 5 MS (30 m × 0． 25
mm × 0． 25 μm)弹性石英毛细管柱;载气，高纯氦
气;流速 1 m L /min;进样口温度 260 ℃;程序升温，
初始温度 180 ℃，以 0． 2 ℃ / min 的速率升至 190 ℃;
进样量 2 μL;分流比 10 ∶ 1。
离子源，EI 源;离子源温度 200 ℃;接口温度
150 ℃;电子能量 70 eV;倍增电压 0． 9 kV;质量扫
描范围为 40 ～ 500 aum，0． 2 s扫描一次。
1． 6 维生素 E含量的测定
高效液相(HPLC)色谱法。色谱柱，Agilent
HC － C18 柱(5 μm，4． 6 mm × 250 mm) ;流动相，甲
醇 ∶水 = 98 ∶ 2;流速 0． 8 mL /min;进样量 10 μL;柱温
室温;荧光检测波长，λexc = 295 nm，λem = 325 nm。
1． 7 多酚类化合物分析
1． 7． 1 油样的处理
取杏仁油 1 mL，加入 5 mL 正己烷，再加入 60%
甲醇溶液 2． 5 mL，涡旋混合 15 min，6 000 r /min的转
速下离心 5 min，回收上清液，重复 4 次，浓缩上清液。
1． 7． 2 总多酚含量的测定
杏仁总多酚含量测定采用福林酚试剂法，精确
移取 1． 0 mL 杏仁油甲醇提取物与 25 mL 的棕色容
量瓶中，加 5 mL水稀释，再加入 1． 0 mL 福林酚试剂
摇匀，静置 3 min 后，加入 3 mL 7． 5%的 Na2CO3 溶
液，再次摇匀，混合避光反应 1 h，显色后于 765 nm波
长下测定吸光度。用没食子酸作为标品，由标准曲
线计算出样品总多酚的含量。
1． 7． 3 液质联用分析
液相色谱条件:色谱柱，Agilent TC － C18 柱
(5 μm，4． 6 mm × 250 mm) ;流动相 A，甲醇;流动相
B，0． 5%甲酸;梯度洗脱顺序为，0 ～ 35 min用 10% ～
40% A，35 ～ 40 min 用 40%～ 50% A，40 ～ 45 min 用
50% ～ 100% A，45 ～ 50 min 用 100% ～ 10% A;柱温
32℃;进样量 20 μL;流速 1 mL /min;检测波长为
280 nm。
质谱条件:电喷雾离子化源(ESI 源) ;干燥气为
N2，流量 8． 0 L /min;干燥气温度 350 ℃;检测电压
4 000 V;雾化气电压为 35 psi;扫描范围为 100 ～
2 500 m /z。
2 结果与讨论
2． 1 回归模型方程的建立
以杏仁油的提取率为响应值，根据表 1 结果，经
回归拟合后，得到微波提取杏仁油的多元二次回归
方程模型为:
Y =39． 53 + 0． 03X1 + 0． 31X2 + 0． 41X3 + 1． 29E －
004X1X3 + 4． 42E － 004X1X2 + 3． 33E － 004X2X3 －
2． 96E － 005X1
2 － 9． 51E － 003X3
2 － 0． 04X2
2
2． 2 微波提取杏仁油的响应面分析
微波提取杏仁油的响应面图如图 1。图 1a 为功
率和液料比对杏仁油提取率的影响，当提取时间为
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中国粮油学报 2011 年第 3 期
9 min时，随着功率和液料比的增加杏仁油的提取率
先增大后减小，由图 1a 可确定最佳水平范围:功率
600 ～ 700 W，液料比 15 ～ 25 mL /g。图 1b 为液料比
为 20 mL /g 时功率和时间对杏仁油提取率的影响，
从图 1b 可以看出，随着功率和提取时间的增加杏仁
油的提取率也呈现了先增大后减小的趋势，最佳的
水平范围功率 600 ～ 700 W，时间 9 ～ 11 min。图 1c
为功率为 600 W时液料比和时间对杏仁油提取率的
影响，提取时间的二次项对杏仁油的提取率的影响
十分显著，当提取时间为 10 min 时杏仁油的提取率
最大。从图 1 可确定最佳的水平范围为液料比 15 ～
25 mL /g，提取时间 9 ～ 11 min。
图 1 不可因素交互作用对提取率的影响
2． 2 模型及回归方程系数的显著性检验
该模型的回归分析见表 2。该模型的 P =
0． 011 5 ＜ 0． 005，说明试验所选用的二次多项模型具
有高度的显著性。回归方程也是高度显著的，相关
系数 R =0． 944 9。因此，回归方程可以较好地描述
各因素与响应值之间的真实关系，可以利用该回归
方程确定最佳提取工艺条件。失拟项 F 值为 0． 27
(P = 0． 845 5) ，表明失拟项不显著，该回归方程对试
验拟合情况较好。
由表 2 可以看出，X1、X12、X22、X32均为最显著的
因素，即功率的一次项，功率、时间和液料比的二次
项对杏仁油的提取率的影响极显著。
表 2 回归分析结果
方差来源 自由度 平方和 均方 F值 P值
模型 9 17． 76 1． 97 9． 53 0． 011 5
X1 1 3． 16 3． 16 15． 28 0． 011 3
X2 1 0． 5 0． 5 2． 42 0． 180 8
X3 1 0． 028 0． 028 0． 13 0． 729 8
X1X3 1 0． 27 0． 27 1． 28 0． 309 0
X1X2 1 1． 12 1． 12 5． 43 0． 067 2
X2X3 1 0． 002 0． 002 0． 001 0． 933 3
X1 2 1 5． 2 5． 2 25． 11 0． 004 1
X2 2 1 6． 04 6． 04 29． 18 0． 002 9
X3 2 1 3． 34 3． 34 16． 14 0． 010 1
失拟项 3 0． 3 0． 099 0． 27 0． 845 5
误差 2 0． 74 0． 37
总和 14 18． 79
2． 3 最佳提取工艺条件
对回归模型方程求导并解方程得杏仁油提取最
佳工艺条件为:微波功率为 661 W;料液比(g /mL)为
1 ∶ 20;提取时间为 10 min。在该最佳提取条件下，杏
仁油的一次提取率为 55． 31%。
2． 4 扁杏仁油的成分分析
有机溶剂正己烷微波辅助提取的扁杏仁油，经
甲酯化反应、GC /MS分析，计算机检索并与标准图谱
对照，用面积归一化法测得各种脂肪酸的质量分数，
结果见表3。从表3可以看出杏仁油中脂肪酸主要
表 3 扁杏仁油中主要的脂肪酸成分
脂肪酸 保留时间 /min 质量分数 /%
棕榈酸 5． 898 4． 30
亚油酸 7． 879 19． 44
油酸 7． 944 69． 60
硬脂酸 8． 208 1． 17
9，12 －十八碳烯酸 8． 675 0． 69
9 －十八碳烯酸 8． 732 2． 37
芥酸 13． 959 2． 43
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成分为油酸(69． 6%)、亚油酸(19． 4%)和棕榈酸
(4． 3%)。其中不饱和脂肪酸含量高达 94． 53%。
用 HPLC测定维生素 E 含量，测得扁杏仁油中
维生素 E含量为 22 mg /100 g油。
扁杏仁油经 60%甲醇溶液处理，福林酚试剂法
测定，测得扁杏仁油中总多酚含量为 0． 19mg /g 油。
HPLC － MS分析结果表明，杏仁油中含有原花青素
聚合物，包括原花青素的三聚二没食子酸酯，四聚
没食子酸酯，五聚没食子酸酯，五聚二没食子酸酯
等。
3 讨论与结论
采用响应面优化法对微波辅助提取扁杏仁油的
工艺进行了优化，在所确定的工艺条件下杏仁油的
一次提取率达到 55． 31%，明显高于文献最新报道的
采用正交试验方法微波辅助提取扁杏仁油的提取率
50． 25%［8］，且萃取时间更短，表明应用响应面法优
化微波辅助提取工艺条件更科学、有效。与文献报
道的其它扁杏仁油提取工艺相比(如超临界 CO2 流
体提取扁杏仁油，2． 5 h 的提取率只有 49． 85%［9］) ，
该提取工艺具有仪器设备简单，耗时少、成本低、提取
效率高等特点，经济实用，极具推广价值。研究同时表
明扁杏仁油富含油酸(69． 60%)、亚油酸(19． 44%)
等，总不饱和脂肪酸质量分数高达 94． 53%，此外还含
有少量的维生素 E和原花青素聚合物，具有极高的营
养价值和保健作用。
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Optimization of Microwave Assisted Extraction of
Almond Oil and Oil Analysis
Jia Xiaoyan1 Zhang Qingan1 Zhang Xia1，2 Zhang Zhiqi1
(School of Chemistry and Material Science，Shaanxi Normal University1，Xian 710062)
(School of Pharmacy，Ningxia Medical University2，Yinchuan 750004)
Abstract The microwave assisted extraction process of almond oil from sweet almond was studied． The optimum
extraction parameters were obtained with response surface methodology (RSM)． Furthermore，the oil composition was
analyzed with GC － MS and HPLC － MS． Results:The optimum extraction parameters are microwave power 661 W;ex-
traction time 10 min，and solvent / sample ratio 20 ∶ 1． Under these conditions，the extraction yield of almond oil is
55． 31% ． The main components of the oil are unsaturated fatty acids such as oleic and linoleic acids，and the total
content of unsaturated fatty acids accounts for 94． 53% of fatty acid content． Besides，it contains a small quantity of to-
copherol and polymeric anthocyanin．
Key words almond oil，microwave assisted extraction，response surface methodology，composition analysis
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