全 文 ：收稿日期:2016 － 01 － 15;修回日期:2016 － 07 － 28
基金项目:国家自然科学基金项目(31360078);新疆“天山
英才工程”项目(Y0382026);新疆医科大学博士科研启动基
金(80 － 91071801)
作者简介:哈及尼沙·吾甫尔(1973)，女(维吾尔族)，副教
授，博士，研究方向为药用植物研究(E-mail)ajinsa @
sina． com。
油脂加工
榅桲籽油超临界 CO2萃取及其脂肪酸组成分析
哈及尼沙·吾甫尔1，张君萍2，木巴拉克·依明1
(1．新疆医科大学 药学院，乌鲁木齐 830011;2．中国科学院 新疆理化技术研究所，
干旱区植物资源化学重点实验室，乌鲁木齐 830011)
摘要:以榅桲籽为原料，以榅桲籽油得率为评价指标，采用超临界 CO2萃取技术对其进行萃取。在
单因素实验基础上，运用正交实验优化榅桲籽油的超临界 CO2萃取工艺，并用气相色谱 －质谱
(GC － MS)联用技术对榅桲籽油脂肪酸组成进行分析。结果表明，超临界 CO2萃取榅桲籽油的最
佳工艺条件为:投料量 50 g，粉碎粒度 30 目，萃取压力 35 MPa，萃取温度 45℃，萃取时间 3 h，CO2流
量 6 L /min。在最佳工艺条件下，榅桲籽油得率为 19． 85%。榅桲籽油中不饱和脂肪酸含量为
91. 40%，其中亚油酸 52． 13%、油酸 37． 52%和亚麻酸 1． 75%。
关键词:榅桲籽油;超临界 CO2萃取;GC － MS;脂肪酸组成
中图分类号:TS224;TQ644 文献标识码:A 文章编号:1003 － 7969(2016)10 － 0011 － 04
Supercritical CO2 extraction of quince seed oil and its fatty acid composition
HAJINISA·Ghopur1，ZHANG Junping2，MUBAＲEK·Imin1
(1． College of Pharmacy，Xinjiang Medical University，Urumqi 830011，China;2． The Key Laboratory of
Plant Ｒesources and Chemistry of Arid Zone，Xinjiang Technical Institute of Physics and
Chemistry，Chinese Academy of Sciences，Urumqi 830011，China)
Abstract:Using quince seed as raw material and yield of quince seed oil as index，the quince seed oil
was extracted by supercritical CO2 extraction technology． Based on single factor experiment，the super-
critical CO2 extraction of quince seed oil was optimized by orthogonal experiment，and its fatty acid com-
position was analyzed by GC － MS． The results showed that the optimal extraction conditions were ob-
tained as follows:mass of quince seed powder 50 g，grinding particle size 30 meshes，extraction pressure
35 MPa，extraction temperature 45℃，flow rate of CO2 6 L /min and extraction time 3 h． Under the opti-
mal conditions，the yield of quince seed oil was 19． 85% ． The content of unsaturated fatty acids in
quince seed oil was 91． 40%，in which the contents of linoleic acid，oleic acid and linolenic acid were
52． 13%，37． 52% and 1． 75%，respectively．
Key words:quince seed oil;supercritical CO2 extraction;GC － MS;fatty acid composition
榅桲(Cydonia oblonga Mill．)(英文名 Quince)
是蔷薇科(Ｒosaceae)榅桲属(Cydonia)落叶灌木或
小乔木［1］。榅桲果实是民间常用的药食两用食物，
其成熟种子呈扁心形，坚硬、饱满，外皮红褐色［2］。
榅桲籽富含油脂，气味微淡，有光滑皮肤、退烧、止
咳、降低干躁等作用［3］，主治大便秘结、烦躁不安、
口干津少、咳嗽、肺结核等症［4］，并具有抗氧化、抗
溶血、抗肾癌细胞增殖、抗皮肤毒性［5 － 8］等药理
作用。
维吾尔医传统药材榅桲为人工种植，历史悠久，
资源丰富。榅桲花和果实具有特殊的香气，且榅桲
籽结实率高。在栽培、美化环境、观赏、食用和药用
等方面具有重要的利用价值和广阔的开发前景［9］。
112016 年第 41 卷第 10 期 中 国 油 脂
本课题组前期研究［10 － 11］发现榅桲籽油中富含不饱
和脂肪酸，是一种很好的保健植物油。本文采用超
临界 CO2萃取技术对榅桲籽油进行萃取，在单因素
实验基础上，利用正交实验研究了萃取工艺参数
(萃取压力、萃取温度、CO2流量和萃取时间)对榅桲
籽油得率的影响，并用气相色谱 －质谱(GC － MS)
联用技术分析榅桲籽油中的脂肪酸组成及含量，旨
在为榅桲籽油的制备寻找一种新途径，并为榅桲资
源的进一步开发利用提供技术参考。
1 材料与方法
1． 1 实验材料
1． 1． 1 原料与试剂
榅桲籽采集于新疆阿图什市上阿图什乡，秋季
榅桲果实成熟时，去果肉，取籽，备用。CO2(纯度为
99． 99%)，石油醚、KOH、甲醇、无水硫酸钠等均为
分析纯。
1． 1． 2 仪器与设备
CPA124S电子天平，德国赛多利斯;DFY － 500
粉粹机;SpeedTM SFE －2 型超临界 CO2萃取装置，香
港环球分析测试仪器有限公司;Agilent 7890A －
5975C型气相色谱 － 质谱联用仪，美国 Agilent 公
司;电热恒温鼓风干燥箱;ＲE －52A旋转蒸发仪。
1． 2 实验方法［12 － 13］
1． 2． 1 榅桲籽油的超临界 CO2萃取
将榅桲籽干燥、粉碎、过筛、称量、装入萃取釜，
将超临界 CO2萃取装置升温升压至设定值，在一定
的超临界 CO2流量下萃取、分离，得榅桲籽油。
1． 2． 2 榅桲籽油得率计算
榅桲籽油得率 = 榅桲籽油质量 /榅桲籽粉质
量 × 100%。
1． 2． 3 榅桲籽油的脂肪酸组成分析
1． 2． 3． 1 油样的甲酯化处理
精密称取榅桲籽油 0． 1 g 置于 10 mL 容量瓶
中，加 2 mL 石油醚使之完全溶解，再加入 0． 4 mol /L
KOH甲醇溶液 3 mL，混匀，在 40℃下恒温水浴 30
min，加超纯水定容，静置，待分层清晰后取上清液，
加无水硫酸钠干燥，作为供试品溶液。
1． 2． 3． 2 GC － MS 分析条件
GC条件:HP －5MS 毛细管柱(30 m ×0． 25 mm ×
0． 25 μm);汽化室温度 260℃;柱温程序升温，初始
温度 150℃，保持 2 min，再以 5℃ /min 升至 300℃，
保持 5 min;载气为氦气，压力 3． 4 kPa，流速 1． 0
mL /min;进样量 1 μL;分流比 30∶ 1。
MS条件:离子源温度 230℃，接口温度 280℃，
电离方式 EI，电子能量 70 eV，质量扫描范围 30 ～
350，全离子扫描，排除溶剂峰;对 GC － MS分离出的
各组分用面积归一化法进行定量分析。采用 NIST
08 标准谱图数据库检索定性。
2 结果与分析
2． 1 单因素实验
2． 1． 1 投料量对榅桲籽油得率的影响
在粉碎粒度 24 目、萃取压力 30 MPa、萃取温度
40℃、萃取时间 2 h、CO2流量 6 L /min、分离温度
120℃条件下，考察投料量对榅桲籽油得率的影响，
结果见图 1。
图 1 投料量对榅桲籽油得率的影响
由图 1 可知，在 24 ～ 100 g范围内，随着投料量
的增加，榅桲籽油得率先增大后逐渐减少。投料量
为 50 g时，榅桲籽油得率最高。随着一次性投料量
的增加，原料的堆积密度增大，超临界 CO2流体的扩
散阻力增大，与榅桲籽的接触不够充分，致使榅桲籽
油得率下降。因此，选择最佳投料量为 50 g。
2． 1． 2 萃取时间对榅桲籽油得率的影响
在投料量 50 g、粉碎粒度 24 目、萃取压力 30
MPa、萃取温度 40℃、CO2流量 6 L /min、分离温度
120℃条件下，考察萃取时间对榅桲籽油得率的影
响，结果见图 2。
图 2 萃取时间对榅桲籽油得率的影响
由图 2 可知，随着萃取时间的延长，榅桲籽油得
率逐渐增加，但增加幅度逐渐变小。考虑到萃取时
间对工艺成本的影响和萃取榅桲籽油的质量问题，
选择萃取时间为 2 h。
2． 1． 3 粉碎粒度对榅桲籽油得率的影响
在投料量 50 g、萃取温度 40℃、萃取压力 30
MPa、CO2流量 6 L/min、萃取时间 2 h、分离温度 120℃
21 CHINA OILS AND FATS 2016 Vol. 41 No. 10
条件下，考察粉碎粒度对榅桲籽油得率的影响，结果
见图 3。
图 3 粉碎粒度对榅桲籽油得率的影响
由图 3 可知，粉碎粒度在 18 ～ 40 目之间时，榅
桲籽油得率逐渐增加，当粉碎粒度为 40 目时，榅桲
籽油得率最高。目数越大原料粒度越小，传质效率
增大，榅桲籽油得率增高。但过细的原料粉末会堵
塞筛孔，影响提取工艺。因此，粉碎粒度选择 30 目。
2． 1． 4 萃取压力对榅桲籽油得率的影响
在投料量 50 g、粉碎粒度 24 目、萃取温度
40℃、萃取时间 2 h、CO2流量 6 L /min、分离温度 120
℃条件下，考察萃取压力对榅桲籽油得率的影响，结
果见图 4。
图 4 萃取压力对榅桲籽油得率的影响
由图 4 可知，当萃取压力从 25 MPa 增加到 35
MPa时，榅桲籽油得率迅速上升，但当萃取压力从
35 MPa 增加到 40 MPa 时，得率逐渐降低。这是因
为随着压力增大，流体密度增加，溶解能力增强，但
压力太大，CO2选择性降低，影响萃取槾桲籽油的品
质，并且对超临界设备的耐压性和密封性要求更高，
从而影响设备的使用寿命。因此，选用榅桲籽油得
率最高的萃取压力 35 MPa为合适。
2． 1． 5 萃取温度对榅桲籽油得率的影响
在投料量 50 g、粉碎粒度 24 目、萃取压力 30
MPa、萃取时间 2 h、CO2流量 6 L /min、分离温度
120℃条件下，考察萃取温度对榅桲籽油得率的影
响，结果见图 5。
由图 5 可知，萃取温度在 35 ～ 45℃之间时，榅
桲籽油得率逐渐增高，45℃时榅桲籽油得率最高，
之后，随着萃取温度的升高，得率反而逐渐降低。温
度的升高使有效成分的扩散系数增大，传质速度加
快，从而有利于快速萃取;若温度过高使 CO2的密度
降低，携带物质的能力降低，从而导致得率降低。因
此，综合考虑选择萃取温度 45℃。
图 5 萃取温度对榅桲籽油得率的影响
2． 1． 6 CO2 流量对榅桲籽油得率的影响
在投料量 50 g、粉碎粒度 24 目、萃取压力 30
MPa、萃取温度 40℃、萃取时间 2 h、分离温度 120℃
条件下，考察 CO2流量对榅桲籽油得率的影响，结果
见图 6。
图 6 CO2流量对榅桲籽油得率的影响
由图 6 可知，当 CO2流量为 6 L /min 时，榅桲籽
油得率最高。当 CO2流量在 2 ～ 6 L /min 范围内时，
随着 CO2流量的增加，榅桲籽能够更加充分地与
CO2流体接触，从而增大榅桲籽油得率;但是，当
CO2流量过大时，超临界 CO2流体在萃取釜内与榅
桲籽的接触时间减少，榅桲籽油得率反而下降。因
此，CO2流量选择 6 L /min比较合适。
2． 2 正交实验
在投料量为 50 g、粉碎粒度为 30 目的条件下，
分别取对榅桲籽油得率影响较大的萃取压力(A)、
萃取温度(B)、CO2流量(C)、萃取时间(D)设计四
因素三水平 L9(3
4)的正交实验。以得率为指标，确
定榅桲籽油超临界 CO2萃取的最佳工艺条件。正交
实验因素水平见表 1，正交实验设计与结果见表 2。
表 1 正交实验因素水平
水平 A/MPa B /℃ C /(L /min) D/h
1 30 40 4 1
2 35 45 6 2
3 40 50 8 3
312016 年第 41 卷第 10 期 中 国 油 脂
表 2 正交实验设计与结果
实验号 A B C D 得率 /%
1 1 1 1 1 17． 86
2 1 2 2 2 19． 66
3 1 3 3 3 19． 70
4 2 1 2 3 19． 68
5 2 2 3 1 20． 08
6 2 3 1 2 18． 90
7 3 1 3 2 19． 22
8 3 2 1 3 19． 04
9 3 3 2 1 19． 82
K1 57． 22 56． 76 55． 80 57． 76
K2 58． 66 58． 78 59． 16 57． 78
K3 58． 08 58． 42 59． 00 58． 42
Ｒ 1． 44 2． 02 3． 36 0． 66
由表 2 可知，各因素对榅桲籽油得率的影响大
小顺序为:C(CO2流量)＞ B(萃取温度)＞ A(萃取
压力)＞ D(萃取时间)。超临界 CO2萃取榅桲籽油
的最佳工艺条件为 A2B2C2D3，即萃取压力 35 MPa、
萃取温度 45℃、CO2流量 6 L /min、萃取时间 3 h。为
进一步考察在最佳工艺条件下的萃取效果，进行验
证实验，结果榅桲籽油平均得率为 19． 85%。
2． 3 榅桲籽油脂肪酸组成分析(见表 3)
表 3 榅桲籽油的脂肪酸组成
脂肪酸 相对含量 /% 脂肪酸 相对含量 /%
棕榈酸 6． 06 硬脂酸 1． 58
亚油酸 52． 13 亚麻酸 1． 75
油酸 37． 52 花生酸 0． 96
由表 3 可知，超临界 CO2萃取所得榅桲籽油中
鉴定出 6 种脂肪酸，其中饱和脂肪酸含量为
8. 60%，以棕榈酸(6． 06%)和硬脂酸(1． 58%)为
主，不饱和脂肪酸含量为 91． 40%，主要有亚油酸
(52． 13%)、油酸(37． 52%)和亚麻酸(1． 75%)。不
饱和脂肪酸具有防止细胞衰老、提高细胞的活性、增
强记忆力、预防老年痴呆症、降低血中胆固醇和甘油
三酯等多种作用［14 － 16］。
3 结 论
超临界 CO2萃取榅桲籽油的最佳工艺条件为:
投料量 50 g，粉碎粒度 30 目，萃取压力 35 MPa，萃
取温度 45℃，CO2流量 6 L /min和萃取时间 3 h。在
最佳工艺条件下，榅桲籽油得率为 19． 85%。此方
法提取榅桲籽油的品质好、效率高、无溶剂残留。同
时由 GC － MS分析结果可知，榅桲籽油脂肪酸组成
主要为亚油酸、油酸、棕榈酸、亚麻酸和硬脂酸，其中
不饱和脂肪酸占总脂肪酸的 91． 40%。
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