全 文 ：中国农业科学 2010,43(8):1677-1687
Scientia Agricultura Sinica doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2010.08.017

收稿日期：2009-07-23；接受日期：2009-11-11
基金项目：陕西省“13115”科技创新工程重大科技专项（2009ZDKG-05）
作者简介：吴晓霞，硕士研究生。E-mail：xiaoxiaw@stu.snnu.edu.cn。通信作者李建科，教授，博士。E-mail：jiankel@snnu.edu.cn


蚕蛹油超声波辅助萃取及其抗氧化稳定性
吴晓霞，李建科，张研宇
（陕西师范大学食品工程与营养科学学院，西安 710062）

摘要：【目的】研究蚕蛹油（silkworm pupa oil）超声波辅助萃取的最佳工艺、蚕蛹油的理化性质、影响蚕
蛹油氧化的因子和不同抗氧化剂及几种天然多酚类提取物对蚕蛹油的抗氧化效果。【方法】利用响应曲面法
（response surface methodology）建立超声波辅助萃取蚕蛹油的数学模型，获得最佳萃取工艺；利用气相色谱
法测定蚕蛹油中脂肪酸组成及含量；采用 Schaal 烘箱法，研究不同因子和添加不同抗氧化剂及几种天然多酚提取
物对蚕蛹油抗氧化稳定性影响。【结果】通过二次回归模型响应曲面分析得出超声波辅助萃取蚕蛹油的最佳工艺条
件为：超声功率 102 W，超声时间 20 min；超声温度 40℃[0]，在此条件下，蚕蛹油实际得率的平均值为 28.9%，
提取率为 96.3%；超声波辅助萃取的蚕蛹油中不饱和脂肪酸相对含量为 74.2 %，其中油酸相对含量为 38.3%，α-
亚麻酸相对含量为 30.2%，亚油酸相对含量为 4.3%，棕榈油酸相对含量为 1.0%，花生酸相对含量为 0.4%；光照、
金属离子、温度均可显著加速蚕蛹油氧化，几种天然多酚提取物中五倍子单宁对蚕蛹油抗氧化性最强。【结论】蚕
蛹油超声波辅助萃取的提取率高、萃取时间短，油脂品质好；在蚕蛹油储存、加工中应降低温度、避光、避免接
触金属离子，添加五倍子单宁可作为蚕蛹油良好的天然抗氧化剂。
关键词：蚕蛹油；超声波辅助萃取；响应曲面法；抗氧化；五倍子单宁

Ultrasound-Assisted Extraction and Antioxidation Stability of
Silkworm Pupa Oil
WU Xiao-xia, LI Jian-ke, ZHANG Yan-yu
(College of Food Engineering and Nutritional Science, Shaanxi Normal University, Xi’an 710062)

Abstract: 【 Objective 】 The optimum conditions of Ultrasound-assisted extraction of silkworm pupa oil (SPO),
physicochemical property of SPO, factors influencing SPO oxidation, and antioxidant effects of different antioxidants and several
polyphenols extracts for SPO were all investigated in this paper. 【Method】 Response surface method (RSM) was used to establish
the mathematical model of ultrasound-assisted extraction of SPO to obtain the optimum conditions. Fatty acid compositions and
contents of SPO were tested by gas chromatography (GC). Factors influencing SPO oxidation and antioxidation stability of different
antioxidants and several polyphenol extracts for SPO were investigated by Schaal oven method. 【Result】 The optimum conditions
obtained through RSM analysis were as follows: ultrasonic power was 102 W, ultrasonic time was 20 min and ultrasonic temperature
was 40℃. The average yield of SPO was 28.9% and the extraction rate was 96.3%. The relative content of unsaturated fatty acid in
SPO was 74.2%, where oleic acid was 38.3%, α-linolenic acid was 30.2%, linoleic acid was 4.3%, palmitoleic acid was 1.0% and
arachidonic acid was 0.4%. Light, metallic ions and temperature can significantly speed up SPO oxidation. Among several
polyphenol extracts, gallnut tannin had the strongest antioxidant capacity. 【Conclusion】 These results suggest that Ultrasound-
assisted extraction of SPO had a higher extraction rate, a less extraction time and a good product quality. SPO should be stored and
processed in a lower temperature condition and avoid light and metallic ions. Gallnut tannin could be used as a good natural
antioxidant in SPO.
Key words: silkworm pupa oil; ultrasound-assisted extraction; response surface method; anti-oxidation; gallnut tannin

1678 中 国 农 业 科 学 43 卷
0 引言
【研究意义】蚕蛹（silkworm pupa）是缫丝业的
主要副产物，为药食同源物，干蚕蛹含有 30%左右的
油脂，蚕蛹油中 75%以上为不饱和脂肪酸[1]，其中 α-
亚麻酸的含量约为 35%。α-亚麻酸在人体内可转化为
EPA（二十碳五烯酸）和 DHA（二十二碳六烯酸）[2]，
具有增长智力、保护视力、延缓衰老等功能，同时，
具有降血脂、降血压及预防心脑血管疾病和抑制老年
性痴呆等作用[3]。油脂在加工、贮藏和使用过程中所
含的不饱和脂肪酸易因空气、光照、酶及金属离子等
作用发生自动氧化反应致使油脂酸败劣变，产生刺激
性的哈味[4]。蚕蛹油不饱和脂肪酸含量高，在储藏、
加工过程中更易自动氧化，氧化产物对油脂的风味、
色泽及组织都会产生不良影响，以至于缩短产品的货
架期，降低油脂的品质。另外，油脂的过氧化物会对
酶、膜、蛋白质造成破坏，危害人体健康[5]。目前，
中国使用的油脂抗氧化剂大多数是化学合成的，使用
较广的有丁羟基茴香醚（BHA）、二丁基对甲苯酚
（BHT）、没食子酸丙酯（PG）、特丁基对苯二酚
（TBHQ）等。动物试验表明，人工合成的抗氧化剂
有一定的毒性和致癌作用[4]。现在许多学者致力于开
发天然抗氧化剂，主要种类可分为维生素、黄酮衍生
物、天然多酚类。中国是养蚕大国，陕西省是桑蚕生
产的主产省之一，位居全国第七、西北地区之首。通
常缫制 1 t 生丝可获得 1.5 t 蚕蛹，蚕蛹产量非常可观。
国内年均有近 20 万吨干蚕蛹可供利用[6]。由于缺乏深
加工技术，大量蚕蛹用作饲料和肥料，资源利用率和
附加值低。有效利用蚕蛹油资源，研究开发天然氧化
剂具有重要意义。【前人研究进展】目前，蚕蛹油提
取方面研究较多，张迎庆等[7]研究了溶剂萃取法提取
蚕蛹油；罗仓学等[8]和王浩等[9]分别研究了超临界 CO2
萃取蚕蛹油；蒋艳忠[10]和张郁松[11]分别对蚕蛹油的溶
剂萃取法与超临界二氧化碳萃取法做了比较研究，结
果均表明超临界二氧化碳萃取法萃取的蚕蛹油得率和
品质均优于溶剂萃取法萃取的蚕蛹油，但超临界二氧
化碳萃取法对设备要求高、耗能大，工业生产成本较
高。关于蚕蛹油抗氧化稳定性研究方面，目前只有王
国基[12]研究了棉籽糖在蚕蛹油中的抗氧化作用。【本
研究切入点】目前，溶剂萃取法萃取蚕蛹油萃取率较
低，超声波辅助萃取法已在许多天然产物提取上得到
广泛研究与应用[13-15]，但在蚕蛹油萃取方面还未见研
究报道。同时，蚕蛹油抗氧化稳定性方面还缺乏系统
研究，天然多酚类提取物对蚕蛹油的抗氧化作用方面
也无相关报道。【拟解决的关键问题】本文利用响应
曲面法建立超声波辅助萃取蚕蛹油的数学模型，优化
得到超声辅助萃取蚕蛹油的最佳萃取工艺，研究蚕蛹
油理化性质、影响氧化的因子和不同抗氧化剂及天然
多酚类提取物对蚕蛹油的抗氧化效果。旨在为工业化
萃取蚕蛹油及蚕蛹油在储存、加工及天然抗氧化剂开
发提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
蚕蛹：安康百瑞丝绸有限公司提供。
五倍子单宁：本实验室自制（纯度 93.83%）；石
榴皮多酚：本实验室自制（纯度 87%）。
脂肪酸甲酯标准品（纯度＞99%）：购自沃尔森
生物制品有限公司；茶多酚（纯度＞95%）：购自鼑
国生物制品有限公司；特丁基对苯二酚（TBHQ）：
购自鼎国生物制品有限公司；二丁基对甲苯酚（BHT）：
购自鼑国生物制品有限公司；维生素 E（医用）：购
自厦门鱼肝油厂；正己烷、石油醚、冰乙酸等色谱用
试剂为色谱纯，其它试剂均为分析纯。
1.2 主要设备及仪器
气相色谱仪：日本岛津；FW400A 型高速万能粉
碎机：北京科伟永兴仪器有限公司；LXJ-Ⅱ型离心机：
上海医用仪器分析厂；2WAJ 型阿贝折射仪：上海光
学仪器有限公司；KQ 型超声波发生器：昆山市超声
仪器有限公司；BS224S 型电子分析天平（精度 0.1
mg）：北京赛多利斯仪器系统有限公司；RE-52AA
型旋转蒸发仪：上海亚荣生化仪器厂；GZX-9146 MBE
数显鼓风干燥箱：上海博迅实业有限公司医疗设备厂；
SZY-06 型脂肪测定仪：上海贝特仪电设备厂。
1.3 试验方法
1.3.1 原料处理 将干蚕蛹挑选、粉碎过 40 目筛。
1.3.2 蚕蛹油提取 以萃取溶剂法在设定的条件超
声萃取蚕蛹油，静置 40 min，3 000 r/min 离心 10 min，
上清液 40℃减压旋转蒸发回收溶剂，即得蚕蛹油。
1.3.3 蚕蛹油得率及提取率 经脂肪测定仪测定，本
试验所用蚕蛹粉中油脂总含量约为 30.0%，蚕蛹油得
率及提取率的公式如下：得率（%）=蚕蛹油质量/蚕
蛹粉质量×100%；提取率（%）=蚕蛹油得率/蚕蛹粉
中油脂总含量×100%
1.3.4 蚕蛹油氧化稳定性研究 采用 Schaal 烘箱
法[16]，（63±1）℃恒温避光保存，每 2 d 测定 1 次油
8 期 吴晓霞等：蚕蛹油超声波辅助萃取及其抗氧化稳定性 1679
脂的 POV 值及碘值。
1.3.5 主要理化指标测定[17]
（1）酸价测定：参照 GB/T 5530—2005 测定。（2）
折光指数：参照 GB/T5527—85 测定。（3）碘值测定：
参照 GB/T 5532—1995 测定。（4）过氧化值（POV）
测定：参照 GB/T 5538—1995 测定。
1.3.6 脂肪酸组成分析 采用气相色谱法[17-18]。色谱
条件: PEG-20M 毛细管柱（30 m×0.25 mm×0.25
µm）；柱温：195℃恒温，保持 50 min；进样方式为
无分流进样，进样量为 1 µL；载气为 Ne，H2压力为
50.0 psi，空气压力 60.0 psi，流速 30 mL·min-1；进
样口温度 225℃，柱前压 20.0 psi；FID 检测器温度
300℃。
1.3.7 响应曲面法（RSM）优化提取蚕蛹油二次多项
数学模型的建立 根据单因子试验结果，采用
Box-Behnken 试验设计，选取超声波功率（W）、超
声辅助提取时间（min）、提取温度（℃）3 个影响因
子，在单因子试验结果基础上，采用三因子三水平的
响应曲面分析方法，分别用 x1、x2、x3来表示 3 个因
子，并以+1、0、-1 分别代表变量的水平，按方程 xi=
（Xi-X0/ΔX）对自变量进行编码（表 1），其中，xi
为变量的编码值，Xi为变量的真实值，Xo为试验中心
点变量的真实值，ΔX 为变量的变化步长，蚕蛹油得
率 Y 为响应值。采用多元回归设计方法，拟合二次多
项模型的 Box-Behnken 试验设计见表 2。

表 1 中心组合试验 Box-Behnken 试验设计的因子和水平
编码制表
Table 1 Independent variables and levels for central composite
rotatable design
编码水平 Coding level (xi) 因子
Factors -1 0 +1
超声功率
Ultrasonic power (W) x1
60 90 120
超声时间
Ultrasonic time (min) x2
10 20 30
超声温度
Ultrasonic temperature(℃) x3
30 40 50

2 结果
2.1 超声辅助萃取单因子试验
2.1.1 提取溶剂的选择 在料液比为 1﹕4（w/v）、
超声功率 60 W、超声时间 20 min、超声温度 40℃的
条件下，提取蚕蛹油所用的溶剂对得率的影响见图 1。
由图 1 可见，正己烷的得率最高，其次为石油醚，但
考虑到工业应用石油醚价格便宜，且超声波辅助提取
条件下的提取率较高，已达 90.6%，所以选择石油醚
为提取溶剂。



图 1 提取溶剂对蚕蛹油得率的影响
Fig. 1 The influence of the kind of solvent on yield of SPO

2.1.2 料液比对蚕蛹油得率的影响 以石油醚为提
取溶剂、超声功率 60 W、超声时间 20 min、超声温度
40℃的条件下，料液比对得率的影响见图 2。由图 2
可见，得率随料液比的增加而增加，当料液比升高到
1﹕4 以后达到平衡，再增加溶剂用量造成浪费，且回
收成本将增大，所以选择料液比为 1﹕4 为宜。



图 2 料液比对蚕蛹油得率的影响
Fig. 2 The influence of material to solvent ratio on yield of
SPO

2.1.3 超声功率对蚕蛹油得率的影响 以石油醚为
提取溶剂、料液比 1﹕4、超声时间 20 min、超声温度
40℃的条件下，考察超声功率对蚕蛹油得率的影响。
由图 3-A 可以看出，当超声功率在 90 W 时，蚕蛹油
得率达到了最高。蚕蛹油得率随超声功率的升高先升
高后降低，这可能是由于超声功率低于 90 W 时增大
超声强度使得物料与石油醚的作用增强，得率增加；
当功率大于 90 W 时得率下降，资料显示[19-20]，超声
波具有无选择性的破坏作用，在高功率的条件下，空
1680 中 国 农 业 科 学 43 卷


图 3 超声功率、超声时间和超声温度对蚕蛹油得率的影响
Fig. 3 The influences of ultrasonic power, ultrasonic time, and ultrasonic temperature on yield of SPO

化作用不仅破碎了细胞壁，也破坏了欲提取物质的分
子结构，造成得率下降的现象。
2.1.4 超声时间对蚕蛹油得率的影响 以石油醚为
提取溶剂、料液比 1﹕4、超声功率 90 W、超声温度
40℃的条件下，考察超声时间对蚕蛹油得率的影响，
结果如图 3-B 所示，超声时间为 20 min 时得率最高，
时间太短作用不充分，时间太长可能由于溶剂挥发较
严重使得率降低。
2.1.5 超声温度对蚕蛹油得率的影响 以石油醚为
提取溶剂、料液比 1﹕4、超声功率 90 W、超声时间
20 min 的条件下，考察超声温度对蚕蛹油得率的影响，
结果如图 3-C 所示，超声温度 40℃时得率最高， 温
度升高有利于蚕蛹油的萃取，但温度过高，溶剂挥发
严重，得率降低。
2.2 响应曲面法提取蚕蛹油的工艺参数优化
2.2.1 试验结果及其预测值分析 以石油醚为提取
溶剂、料液比为 1﹕4 时，超声波辅助提取蚕蛹油的试
验结果及其预测值见表 2。利用 Design-Expert 7.1.6 软
件对表 2 试验数据进行多元回归拟合，获得超声波提
取蚕蛹油得率对自变量超声功率（x1）、超声时间（x2）
和超声温度（x3）的二次多项回归模型方程为：
Y=29.02+0.70x1-0.17x2-0.12x3+0.45x1x2+0.05x1x3-0.40x2
x3-0.91x12-0.61x22-0.86 x32，其中 Y 为蚕蛹油得率的预
测值，x1、x2、x3分别为上述 3 个自变量的编码值。

表 2 试验设计与结果
Table 2 Experiment design and results
响应值 Response value 试验组别
Test group
超声功率 Ultrasonic power
x1
超声时间 Ultrasonic time
x2
超声温度 Ultrasonic temperature
x3 实测值 Measured value 预测值 Predictive value
1 0 -1 -1 27.5 27.62
2 0 -1 1 27.8 28.00
3 0 0 0 28.9 29.02
4 -1 0 -1 26.6 26.9
5 0 0 0 29.0 29.02
6 0 1 -1 28.1 27.9
7 -1 0 1 26.5 26.38
8 0 1 1 26.8 26.86
9 -1 1 0 26.1 26.18
10 1 -1 0 28.0 27.92
11 1 0 -1 27.9 28.02
12 1 0 1 28.0 27.88
13 0 0 0 29.2 29.02
14 0 0 0 28.9 29.02
15 0 0 0 29.1 29.02
16 -1 -1 0 27.5 27.42
17 1 1 0 28.4 28.48
8 期 吴晓霞等：蚕蛹油超声波辅助萃取及其抗氧化稳定性 1681
从该方程的方差分析表 3 可见，本试验选用的模
型极显著（P＜0.01），失拟项不显著（P=0.1376＞
0.05），说明模型是合适的。模型的校正决定系数
R2Adj=0.9639，说明该模型可以解释 96.39%响应值的
变化，相关系数 R=0.9921，说明该模型拟合程度良好，
试验误差小，该模型是合适的，可以用来分析和预测
超声提取蚕蛹油的得率。
从表 4 回归方程系数显著性检验可知，一次项 x1
极显著，x2显著，二次项 x1x2、x2x3显著，x12、x22、
x32极显著，其余项均不显著。此外，还可以看出各因
子对得率影响的大小顺序为：超声功率（x1）＞超声
时间（x2）＞超声温度（x3）。

表 3 回归模型方差分析表
Table 3 Variance for regression equation
变异源 Source 平方和 Sum of squares 自由度 df 均方 Mean square F 值 F value P 值 P value 显著性 Significance*
模型 Model 14.84 9 1.65 48.50 ＜0.0001 **
失拟项 Lack of fit 0.17 3 0.057 3.33 0.1376
纯误差 Pure error 0.086 4 0.017
总和 Total 15.08 16
R=0.9921，R2=0.9842，R2Adj=0.9639
*＜0.05 显著，** *＜0.01 极显著 Significant differences（P＜0.05）, ** Very significant differences(P＜0.01)

表 4 回归方程系数显著性检验
Table 4 Test of significance for regression coefficients
模型项
Factor
回归系数
Coefficient estimate
自由度
df
标准误差
Standard error
F 值
F value
P 值
P value
显著性*
Significance
常数项 Intercept 29.02 9 0.082 48.50 ＜0.0001 **
x1 0.70 1 0.065 115.29 ＜0.0001 **
x2 -0.17 1 0.065 7.21 0.0313 *
x3 -0.12 1 0.065 3.68 0.0967
x1x2 0.45 1 0.092 23.82 0.0018 *
x1x3 0.50 1 0.092 0.29 0.6044
x2x3 -0.40 1 0.092 18.82 0.0034 *
x12 -0.91 1 0.090 102.55 ＜0.0001 **
x22 -0.61 1 0.090 46.08 0.0003 **
x32 -0.86 1 0.090 91.59 ＜0.0001 **
*＜0.05 显著，**＜0.01 极显著 * Significant differences (P＜0.05), ** Very significant differences (P＜0.01)

2.2.2 响应面分析和优化 回归方程的响应曲面及
其等高图见图 4—6。从图 4 可以看出，在超声温度为
最佳值（x3=40℃）时，本试验水平范围内，超声功率
和超声时间两因子交互作用显著。超声功率和超声时
间分别在 97—107 W 和 18—25 min 的范围内，蚕蛹油
得率可以达到本次试验的最大值。
图 5 显示了在超声时间为最佳值（x2=20 min）时，
在本试验水平范围内，超声温度和超声功率两因子交
互作用不显著。超声功率和超声温度分别在 97—107
W 和 35—45℃的范围内，蚕蛹油得率可以达到本次试
验的最大值。
图 6 显示了在超声功率为最佳值（x1=90 W）时，
在本试验水平范围之内，超声时间和超声温度两因子
交互作用显著。超声时间和超声温度分别在 18—25
min 和 35—45℃的范围内，蚕蛹油得率可以达到本次
试验的最大值。
2.2.3 优化条件下超声波提取蚕蛹油得率 在响应
曲面法优化的工艺参数，即超声功率 101.7 W、超声
时间 20.3 min、超声温度 39.7℃条件下，蚕蛹油得率
的理论值为 29.2%。为检验响应曲面法优化结果的可
靠性，采用上述优化条件提取蚕蛹油，考虑实际操作
的便利性，将条件优化为：超声功率 102 W，超声时
1682 中 国 农 业 科 学 43 卷


图 4 超声功率（x1）、超声时间（x2）及其交互作用对超声提取蚕蛹油的响应面和等高线
Fig. 4 Response surface plot and its contour plot of the effect of ultrasonic power（x1）and ultrasonic time（x2）and theirs mutual
interactions on ultrasonic extraction of SPO



图 5 超声功率（x1）、超声温度（x3）及其交互作用对超声提取蚕蛹油的响应面和等高线
Fig. 5 Response surface plot and its contour plot of the effect of ultrasonic power（x1）and ultrasonic temperature（x3）and theirs
mutual interactions on ultrasonic extraction of SPO



图 6 超声时间（x2）、超声温度（x3）及其交互作用对超声提取蚕蛹油的响应面和等高线
Fig. 6 Response surface plot and its contour plot of the effect of ultrasonic time（x2）and ultrasonic temperature（x3）and theirs
mutual interactions on ultrasonic extraction of SPO
8 期 吴晓霞等：蚕蛹油超声波辅助萃取及其抗氧化稳定性 1683
间 20 min；超声温度 40℃[0]，在此条件下蚕蛹油实际
得率的平均值为 28.9%，与理论预测值相比，其相对
误差小于 1%，因此，基于响应曲面法所得的优化提
取工艺参数准确可靠，具有实用价值。
2.3 蚕蛹油理化性质及脂肪酸组成分析
2.3.1 超声辅助萃取蚕蛹油理化性质 超声波辅助
萃取的蚕蛹油与单纯溶剂萃取法萃取的蚕蛹油提取率
及品质比较见表 5。与单纯溶剂萃取法相比，超声波
辅助萃取蚕蛹油的得率大为提高，由 24.33%提高到
28.9%，提取率由 81.1%提高到 96.3%，且提取时间由
2 h 缩短到 1 h，萃取的蚕蛹油品质与单纯溶剂萃取法
萃取的蚕蛹油品质相当。

表 5 溶剂萃取法与超声波辅助萃取法萃取的蚕蛹油比较
Table 5 Compare data of SPO come from the way of solvent
extraction and ultrasound-assisted solvent extraction
萃取方法
Extraction method
溶剂萃取
Solvent extraction
超声波辅助萃取
Ultrasound-assisted
extraction
出油率 Yield (%) 24.3±0.134 28.9±0.156
提取率 Extraction rate (%) 81.1±1.035 96.3±1.106
碘值 Iodine (gI/100g) 95.13±0.867 94.88±0.923
酸价 AV (mg KOH/g) 26.33±0.175 25.72±0.183
折光指数 Refractive index 1.4735±0.023 1.4730±0.015

2.3.2 蚕蛹油脂肪酸成分分析 由图 7 及表 6 可知，
蚕蛹油中棕榈酸相对含量为 22.5%，硬脂酸相对含量
为 2.3%，不饱和脂肪酸相对含量为 74.2%，其中油酸
相对含量为 38.3%，α-亚麻酸相对含量为 30.2%，亚油
酸相对含量为 4.3%，棕榈油酸相对含量为 1.0%，花
生酸相对含量为 0.4%，可见蚕蛹油含有大量多不饱和
表 6 蚕蛹油脂肪酸组成
Table 6 Fatty acids of SPO
出峰序号
Peak
number
脂肪酸
Fatty acids
保留时间
Retention time
(s)
含量
Content
(%)
5 C16:0(棕榈酸 Palmitic acid) 8.433 22.5
6 C16:1(棕榈油酸 Palmitoleic acid) 8.940 1.0
7 C18:0(硬脂酸 Stearic acid) 16.017 2.3
8 C18:1(油酸 Oleic acid) 17.847 38.3
9 C18:2(亚油酸 Linoleic acid) 19.693 4.3
10 C18:3(亚麻酸 Linolenic acid) 25.197 30.2
11 C20:4(花生四稀酸 Arachidonic acid) 30.663 0.4
其它 Others 1.0

脂肪酸，营养价值丰富。
2.4 蚕蛹油氧化稳定性研究
2.4.1 光照、金属离子对蚕蛹油 POV 值的影响 将蚕
蛹油置于室温下，金属离子组添加 0.2‰的 FeSO4并避
光保存，光照组置于日光下。考察光照、金属离子对
蚕蛹油 POV 值的影响。结果如图 8-A 所示，光照下
蚕蛹油的 POV 值急剧升高，有金属离子存在的情况下
蚕蛹油 POV 值也升高，室温避光时则蚕蛹油 POV 值
的升高较平缓。可见，光照、金属离子均可加速蚕蛹
油氧化反应，且光照对蚕蛹油的 POV 值影响更大。
2.4.2 光照、金属离子对蚕蛹油碘值的影响 将蚕蛹
油置于室温下，金属离子组添加 0.2‰的 FeSO4并避光
保存，光照组置于日光下。考察光照、金属离子对蚕
蛹油碘值的影响，结果如图 8-B 所示。光照下蚕蛹油
的碘值急剧降低，有金属离子存在的情况下蚕蛹油碘
值也显著降低，室温避光时蚕蛹油的碘值则较稳定。



图 7 蚕蛹油脂肪酸组成分析 GC 图谱
Fig. 7 GC map of SPO fatty acids
1684 中 国 农 业 科 学 43 卷


图 8 光照、金属离子对蚕蛹油 POV 值和碘值的影响
Fig. 8 The influences of light and metallic ion on the POV value, and iodine of SPO

存放前期，光线比金属离子对蚕蛹油碘值的作用更明
显，而在存放后期，后者的作用急剧增加。可见，光
线、金属离子均可加速蚕蛹油的氧化，短期存放时光
线对蚕蛹油的影响作用大于金属离子的影响作用，长
期存放时金属离子的影响远高于光线的影响作用。
2.4.3 温度对蚕蛹油 POV 值的影响 不同温度和时
间对蚕蛹油 POV 的影响效果如图 9-A 所示。在 85℃
和 65℃的温度下，随着时间的延长，蚕蛹油的 POV
升高较大，45℃条件下 POV 值增加较平缓。可见，在
蚕蛹油的生产加工中应避免高温，温度控制在 45℃以
内较好。
2.4.4 温度对蚕蛹油碘值的影响 由图 9-B 可知，高
温对蚕蛹油的碘值影响显著，随着温度升高及时间延
长，蚕蛹油的碘值明显减小，不饱和程度显著降低。



图 9 温度对蚕蛹油 POV 值和碘值的影响
Fig. 9 The influences of temperature on the POV value, and iodine of SPO

2.5 不同抗氧化剂对蚕蛹油的抗氧化效果
本试验选择常用的油脂抗氧化剂 TBHQ、BHT 及
维生素 E，同时对比了茶多酚、石榴皮多酚、五倍子
单宁 3 种天然多酚类物质在加速氧化条件下对蚕蛹油
的抗氧化效果，所有的抗氧化剂及多酚提取物添加量
均为国标规定抗氧化剂最大添加量 0.2‰。
2.5.1 不同抗氧化剂对蚕蛹油 POV 值的影响 由图
10-A 可见，与空白对照相比，茶多酚、石榴皮多酚、
五倍子单宁、维生素 E、BHT、TBHQ 对蚕蛹油均具
有良好的抗氧化性，其中茶多酚、BHT、石榴皮多酚、
维生素 E 效果接近，TBHQ 和五倍子单宁效果最好，
且储存前期，五倍子单宁的效果好于 TBHQ，储存后
期效果相当。根据 Arrhenius 经验公式，烘箱 1 d 相当
于实际储存 1 个月，所试验 6 种物质在蚕蛹油储存 1
年内具有较好的抗氧化性能，均可达到国标要求（POV
值≤10 meq/kg），其中，TBHQ 和五倍子单宁抗氧化
效果最好。
2.5.2 不同抗氧化剂对蚕蛹油碘值的影响 由图
10-B 可见，蚕蛹油碘值在加速氧化试验中随时间的延
长而迅速降低，添加抗氧化剂后可以显著延缓碘值的
降低，即可提高蚕蛹油的稳定性，这种作用随着时间
的延长表现得更加明显，且随着所用抗氧化剂的不同
而存在着显著差异，其中 TBHQ 和五倍子单宁效果最
好。储存前期，五倍子单宁效果显著强于 TBHQ。
2.5.3 五倍子单宁添加量对蚕蛹油POV值的影响 按
国标规定，油脂的 POV 值应≤10 meq/kg，根据
Arrhenius 经验公式，由图 11-A 可知，五倍子单宁添
加量为 50 mg·kg-1时即可使蚕蛹油的货架期由 3 个月
8 期 吴晓霞等：蚕蛹油超声波辅助萃取及其抗氧化稳定性 1685


图 10 抗氧化剂对蚕蛹油 POV 值和碘值的影响
Fig. 10 The influences of antioxidants on the POV value, and iodine of SPO



图 11 五倍子单宁添加量对蚕蛹油 POV 值和碘值的影响
Fig. 11 The influences of amount of gallnut tannin on the POV value, and iodine of SPO

增加到 12 个月，因此，五倍子单宁添加量选择 50 mg·kg-1
（即 0.05‰），远小于抗氧化剂最大添加量 0.2‰。
2.5.4 五倍子单宁的添加量对蚕蛹油碘值的影响
不同剂量的五倍子单宁对蚕蛹油碘值的影响如图
11-B 所示，与空白相比，添加五倍子单宁可以减缓蚕
蛹油碘值的降低，添加 50 mg·kg-1的五倍子单宁，即
可显著减慢蚕蛹油碘值的下降，减缓蚕蛹油的自动氧
化，结合 2.5.3 试验结果，五倍子单宁的添加量选择
50 mg·kg-1（即 0.05‰）。
3 讨论
3.1 关于超声波辅助萃取蚕蛹油
超声波提取技术作为一种新的提取分离技术进入
了油脂工业，Zhang 等[13]利用超声波辅助萃取亚麻籽
油，Zhang 等[14]利用超声波辅助萃取杏仁油，李林强
等[15]利用超声波辅助萃取华山松籽油等都取得了良
好的效果。超声波对油脂萃取分离的强化作用主要源
于其空化效应，而超声空化又引起了湍动效应、聚能
效应、微扰效应和界面效应，因而超声波可强化萃取
分离过程的传质速率和效果，从而有利于油脂的提
取[20-21]。本试验利用超声波辅助萃取蚕蛹油，并利用
响应曲面法优化萃取工艺。与单纯溶剂萃取法相比，
超声波辅助萃取法显著提高了提取率，缩短了提取时
间。原因可能是由于超声波产生空化作用加快了物料
界面扩散层上的分子扩散，使细胞中的油脂加速渗透
出来，伴随着空化作用的同时，还有机械振动作用、
击碎作用、化学效应等多种形式的作用，这些都十分
有利于油脂的提取[20]。超声辅助萃取法萃取的蚕蛹油
的酸价稍低于溶剂萃取法萃取的蚕蛹油酸价，可能是
由于萃取时间较短，脂肪酸酸解较少的缘故，蚕蛹油
的碘值和折光指数与溶剂萃取法萃取的蚕蛹油相当。
3.2 关于天然多酚类提取物对蚕蛹油的抗氧化性
油脂发生氧化酸败的原因很多，其中主要原因之
一是来自空气中氧的自动氧化作用。多酚类的抗氧化
1686 中 国 农 业 科 学 43 卷
机理是由于酚类物质具有多个较活泼的羟基氢，能提
供质子结合氧而保护了油脂，同时，这些多酚还能与
油脂中已经形成的过氧化自由基结合成稳定的化合
物，阻止自由基链式反应的传播，从而终止氧化反应
的进行。因此酚类物质作为抗氧化剂，能阻止或延缓
油脂的自动氧化[22]。本研究发现不同来源的天然多酚
提取物均对蚕蛹油的自动氧化反应有良好的抑制作
用，但对蚕蛹油的抗氧化效果差异较大，可能是由于
不同来源的多酚分子量及结构不同，单位质量中所含
有的羟基氢的数量有差异而造成的。其中五倍子单宁
效果最好，原因可能是用水提法提取的单宁大部分为
水解单宁，分子量较小，活性较强。本实验室前期[23]
研究表明自制五倍子单宁纯度为 93.38%，其体外抗氧
化活性大于茶多酚（纯度≥95%）。目前尚未见到石
榴皮多酚及五倍子单宁对油脂抗氧化作用的研究。
3.3 关于五倍子单宁的毒性
关于五倍子单宁的毒性，黄吉尧[24]对五倍子消痔
片的毒性试验结果表明，五倍子消痔片的 LD50为 0.8
片/20 g 相当于五倍子生药量的 LD50为 15 g·kg-1；姜蕾
等[25]研究表明，五倍子对鲤鱼的 48 h 半致死浓度为
1.1015 g·kg-1，安全浓度为 0.1102 g·kg-1。本试验蚕蛹
油中五倍子单宁的添加量为 50 mg·kg-1，按平衡膳食
建议，一个 60 kg 的成人每天摄入 25 g 蚕蛹油计算，
相当于每人每天摄入 1.25 mg 纯度 93.38%的五倍子单
宁，按单宁含量 80%的五倍子换算成五倍子生药量为
1.46 mg，即每天摄入 0.0243 mg·kg-1，这个剂量远小
于五倍子的安全剂量，所以在蚕蛹油中添加五倍子单
宁作为抗氧化剂是安全无毒的。本试验研究表明同等
剂量下，储存前 8 个月中五倍子单宁对蚕蛹油的抗氧
化效果稍优于 TBHQ，后期效果与之相当，且五倍子
单宁为天然多酚类抗氧化剂，而 TBHQ 为化学合成的
抗氧化剂。五倍子单宁添加量为 50 mg·kg-1（即 0.05‰）
时即可使蚕蛹油货架期从 3 个月延长到 12 个月，这个
剂量远小于国标规定的油脂抗氧化剂最大添加量
0.2‰，因此，五倍子单宁作为蚕蛹油良好的天然抗氧
化剂有化学合成的抗氧化剂不可比拟的优点，五倍子单
宁可以作为一种天然的油脂抗氧化剂加以推广利用。
4 结论
（1）超声波辅助萃取蚕蛹油比单纯溶剂萃取法提
取率明显提高，提取时间显著缩短，所提油脂品质良
好。经 RMS 优化的工艺条件为：超声功率 102 W，
超声时间 20 min，超声温度 40℃[0]，在此条件下蚕蛹
油实际得率的平均值为 28.9%，提取率为 96.3%。
（2）蚕蛹油含有大量多不饱和脂肪酸，营养价值
丰富，不饱和脂肪酸含量为 74.2 %，其中油酸含量为
38.3%，α-亚麻酸含量为 30.2%。
（3）温度、光线、金属离子均可加速蚕蛹油的氧
化，光线对蚕蛹油的影响作用大于金属离子的影响作
用；茶多酚、石榴皮多酚、五倍子单宁、维生素 E、
BHT、TBHQ 对蚕蛹油均具有良好的抗氧化性，其中
茶多酚、BHT、石榴皮多酚、维生素 E 效果接近，五
倍子单宁与 TBHQ 效果最好；五倍子单宁对蚕蛹油抗
氧化适宜的添加量为 50 mg·kg-1，可使蚕蛹油货架期
从 3 个月延长到 12 个月。

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（责任编辑 曲来娥）