全 文 ：2013 年 1 月
第 28 卷第 1 期
中国粮油学报
Journal of the Chinese Cereals and Oils Association
Vol． 28，No． 1
Jan. 2013
不同方法提取蚕蛹油的 GC － MS分析
林春梅 周鸣谦
(淮海工学院食品工程学院，连云港 222005)
摘 要 采用索氏提取法和超临界 CO2萃取两种方法从桑蚕蛹中提取得到蚕蛹油，研究不同方法下蚕蛹
油的提取率，脂肪酸种类和含量。结果表明:两种方法提取蚕蛹油的提取率分别为 27． 80%和 24． 01%，气相
色谱 －质谱分析两种方法提取蚕蛹油中主要脂肪酸种类基本相同，其中索氏提取法得到的蛹油脂肪酸组成为
硬脂酸 8． 16%，软脂酸 18． 24%，油酸 35． 69%，亚油酸 6． 20%，亚麻酸 26． 93%，总不饱和脂肪酸质量分数为
70． 18%;超临界 CO2萃取法得到的蛹油脂肪酸组成为硬脂酸 7． 66%，软脂酸 18． 81%，油酸 35． 86%，亚油酸
6． 00%，亚麻酸 28． 03%，总不饱和脂肪酸质量分数为 71． 15%。超临界 CO2萃取法获得的蛹油亚麻酸及总不
饱和脂肪酸含量和感官品质高于索氏提取法。
关键词 超临界 CO2 萃取 蚕蛹油 气相色谱 －质谱 脂肪酸
中图分类号:TS255． 1 文献标识码:A 文章编号:1003 － 0174(2013)01 － 0112 － 05
基金项目:江苏省产学研联合创新资金计划(BY2010127) ，连云
港市农业攻关计划(CN0905)
收稿日期:2012 － 04 － 16
作者简介:林春梅，女，1972 年出生，副教授，天然产物的研究与
开发
蚕蛹(silkworm pupa)又名小蜂、蝶元、蚕女，为蚕
蛾科家蚕(Bombyxmori L．)的蛹，是缫丝工业的主要
副产品［1］。蚕蛹营养丰富，富含蛋白质、脂肪、维生
素、矿物质等，其中不饱和脂肪酸质量分数超过
70%，人体必需脂肪酸 α －亚麻酸含量高，不仅具有
很高的营养价值，而且具有多种药理作用。我国蚕
蛹资源丰富，除少量鲜食外，年均仍有近 10 万吨干
蚕蛹可供利用。但由于缺乏深加工技术，这些蚕蛹
大部分加工成饲料和肥料或腐败废弃，少部分深加
工成蚕蛹罐头、蚕蛹精油、蚕蛹蛋白、多肽、氨基酸、
蛹油软胶囊等，用于食品、工业、医药、生物防治等领
域［2 － 5］。其中，蚕蛹精油是以新鲜蚕蛹为原料，经除
杂、除臭等精炼而成，富含不饱和脂肪酸尤其是 α －
亚麻酸，为医药、保健食品、营养食品及高档化妆品
的优质原料是近年来开发研究热点。
目前，提取蚕蛹油的方法主要包括有机溶剂浸
出法、压榨法、索氏提取法及超临界 CO2 萃取法
等［6 － 12］。大部分学者研究重点集中于浸出法和超临
界 CO2萃取法工艺方面，对提取的蚕蛹油中脂肪酸种
类和含量研究较少［13 － 15］。本研究着重于考察索氏
提取法和超临界 CO2萃取法对蚕蛹油提取率、GC －
MS法分析两种方法得到的蚕蛹油脂肪酸组成和含
量，为高品质蚕蛹油工业生产提供参考依据。
1 材料与方法
1． 1 材料和试剂
桑蚕蛹:山东省栖霞市农贸市场购得;CO2(纯度
＞99． 0%)连云港特殊气体有限公司提供;试剂均为
国产分析纯。
1． 2 仪器和设备
HA 221 － 50 － 06 型超临界萃取仪:南通市华安
超临界萃取设备有限公司;LX － 06A 300g 多功能粉
碎机:江西省赣州市赣云食品机械厂;DHG － 9035 电
热鼓风干燥箱:上海一恒科学仪器有限公司;HW·
YS数显恒温水浴锅:浙江舟山市定海区海源仪器厂;
索氏提取器:山东甄城永兴仪器厂;Agilent 6890N /
5973i气相色谱 － 质谱仪:美国 Agilent 科技有限公
司。
1． 3 研究方法
1． 3． 1 蚕蛹预处理
山东省栖霞市农贸市场购得桑蚕蛹，适量温水
洗净，置电热鼓风干燥箱中 60 ℃烘至含水量低于
5%，粉碎，过 40 目筛，备用。
1． 3． 2 蚕蛹油的索氏提取法工艺
工艺流程:干燥蚕蛹→粉碎过筛→称量→装料
→索氏抽提 4 h左右→回收石油醚→挥干残留石油
醚→蚕蛹油。
索氏提取操作:精确称取 15 g 样品，滤纸包好置
第 28 卷第 1 期 林春梅等 不同方法提取蚕蛹油的 GC － MS分析
索氏抽提器中，脂肪瓶中加入石油醚 150 mL，恒温水
浴温度设为 50 ℃，虹吸次数为 8 ～ 10 次 /h，回流提取
4 h左右，观察提取筒中液体颜色变得很浅时，停止
加热，从抽提管下口滴一滴石油醚于滤纸上，挥发后
不留下油迹，说明抽提完全，回收石油醚，至脂肪瓶
中剩余石油醚极少量，置烘箱中 60 ℃过夜，挥干残
留石油醚。重复 3 次，计算得到每份样品的蚕蛹油
提取率，然后计算平均提取率。
索式提取法蚕蛹油提取率 =提取得到的蚕蛹油
质量 /蚕蛹粉质量 × 100%
1． 3． 3 蚕蛹油的超临界萃取
工艺流程:干燥蚕蛹→粉碎过筛→称量→装料
密封→升温升压至设定值→萃取→分离→蚕蛹油。
超临界萃取:分别精确称取 200 g 样品置于超临
界 CO2萃取仪的萃取釜中，在 CO2流量为 20 kg /h 的
条件下，设定不同的萃取压力，在萃取时间为 120
min时，各个压力下的得率有显著差别，有助于分析，
所以选用 120 min 作为萃取时间。通过单因素试验
获得萃取温度、萃取压力、分离温度、分离压力 4 个
参数的大致范围，设计四因素三水平正交试验，每个
处理做 3 个重复，计算出每个处理的平均提取率。
超临界 CO2 法蚕蛹油提取率 =萃取得到的蚕蛹
油质量 /装料质量 × 100%
1． 3． 4 正交试验
以蚕蛹油的提取率为指标，在单因素试验的基
础上，进行了工艺条件优化试验。选择萃取温度
(A)、萃取压力(B)、分离温度(分离釜Ⅰ温度 C)、分
离压力(分离釜Ⅰ压力 D)为变量，进行四因素三水
平正交试验(表 1) ，每次装料 200 g。CO2流量为 20
kg /h，萃取时间 120 min，每个处理做 3 个重复，计算
每个处理的平均提取率。
表 1 因素水平表
水平
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 45 10
2 40 30 50 12
3 45 35 55 14
1． 3． 5 蚕蛹油脂肪酸 GC － MS分析
1． 3． 5． 1 样品处理
甲酯化:取 2 滴蚕蛹油于 10 mL 具塞试管中，加
入 2． 0 mL 5%氢氧化钾 －甲醇溶液摇匀，于 60 ℃恒
温水浴皂化至油珠消失，冷却至室温后加入 2． 0
mL14%三氟化硼 －甲醇溶液，摇匀，于 60 ℃恒温水
浴 3 min，冷却至室温，加入 2 mL 正己烷，饱和氯化
钠 1mL，摇匀、静置，离心后取其上层溶液用于气相
色谱 －质谱分析。
1． 3． 5． 2 色谱条件
气相色谱分析条件:色谱柱:122 － 7032DB －
WAX柱(30 m × 0． 25 mm，0． 25 μm) ;升温程序:170
℃以 6． 0 ℃ /min 升至 230 ℃保持 6． 0 min;载气
(He)流速 1． 0 mL /min，压力 2． 4 kPa，进样量 10 μL;
分流比 10:1。
质谱分析条件:电子轰击(EI)离子源;电子能量
70 eV;接口温度 250 ℃;离子源温度 200 ℃;扫描质
量范围 m/z 33 ～ 450，扫描速率 150 次 /min;全扫描
方式。
2 结果与分析
2． 1 索氏提取法提取率
3 份 15 g样品，经索氏提取，得到的蚕蛹油提取
率如表 2 所示，平均为 27． 8%。
表 2 索氏提取法得到的蚕蛹油提取率
样品号 1 2 3 平均
蚕蛹油提取率 /% 27． 5 28． 1 27． 9 27． 8
2． 2 超临界 CO2萃取蚕蛹油的正交试验
选取 L9(3
4)正交表进行正交试验。试验结果见
表 3。
表 3 正交试验结果
试验
组合
因 素
A B C D
提取
率 /%
1 35 25 40 10 14． 4
2 35 30 50 12 15． 8
3 35 35 55 14 15． 1
4 40 25 50 14 16． 8
5 40 30 55 10 18． 4
6 40 35 45 12 17． 1
7 45 25 55 12 14． 9
8 45 30 45 14 18． 2
9 45 35 50 10 17． 9
k1 15． 1 15． 4 16． 6 16． 9
k2 17． 4 17． 5 16． 8 15． 9
k3 17． 0 16． 7 16． 1 16． 7
R 2． 3 2． 1 0． 7 1． 0
表 4 方差分析表
因素 偏差平方和 自由度 F比
萃取温度 /℃ 9． 242 2 12． 339
萃取压力 /MPa 6． 776 2 9． 047
分离温度 /℃ 0． 749 2 1． 000
分离压力 /MPa 1． 562 2 2． 085
误差 0． 75 2
注:F0． 05 = 19． 000;F0． 01 = 99． 000
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中国粮油学报 2013 年第 1 期
采用直观分析法分析表 3 数据，结果说明，各因
素对蚕蛹油提取的影响程度依次为 A ＞ B ＞ D ＞ C，
即萃取温度 ＞萃取压力 ＞分离压力 ＞分离温度。最
佳工艺条件为 A2B2C2D1，即:萃取温度 40 ℃，萃取压
力 30 MPa，分离温度 50 ℃，分离压力 10 MPa。采用
A2B2 C2D1组合工艺进行验证试验，此条件下蚕蛹油
的提取率为 19． 22%，高于其他组合，与索氏提取法
得到的蚕蛹油提取率相比较低，为此，采用最佳工艺进
行二次提取，综合两次提取结果，提取率为 24． 01%，
但仍然低于索氏提取法。表 4 方差分析表明，四种因
素对结果的影响都没达到显著水平，结果受因素综
合影响更大一些。超临界法得到的蛹油颜色明亮黄
色，香味更纯正。
2． 3 蚕蛹油脂肪酸组成及含量分析
蚕蛹油脂肪酸的 GC － MS 图见图 1、图 2(扣除
了溶剂峰) ，蚕蛹油的脂肪酸成分及相对含量见表 5。
从表 5 中可以看出，索氏提取法得到的蚕蛹油
GC － MS 分析鉴定出 24 个成分，3． 23 min 处得到正
己烷，5． 37 min 处得到苯，6． 86 min 处得到二十二
烷，12． 56 min 处得到十五烷;超临界法得到的蚕蛹
油 GC － MS分析鉴定出 22 个成分，6． 84 min 处得到
十六碳酸，12． 55 min处得到 2，3 －二甲基十七碳烷。
除此之外，这两种方法得到的蚕蛹油 GC － MS 分析
成分基本相同。
表 5 索氏提取法及超临界 CO2法得到的
蚕蛹油中脂肪酸成分及相对含量
序
号
保留
时间 /min
化合物
名称
相对质量
分数 /% 1
相对质量
分数 /% 2
1 2． 90 月桂酸 0． 51 0． 54
2 3． 23 正己烷 0． 07 －
3 4． 16 豆蔻酸 0． 23 0． 28
4 5． 03 12 －甲基 －豆蔻酸 0． 05 0． 05
5 5． 27 7 －十六碳烯酸 0． 10 0． 12
6 5． 37 苯 1． 25 －
7 6． 10 软脂酸 18． 24 18． 81
8 6． 31 9 －十六碳酸 0． 18 0． 21
9 6． 38 棕榈酸 1． 18 1． 26
10 6． 86 二十二烷 0． 06 －
10 6． 84 十六碳酸 － 0． 06
11 7． 21 十七碳酸 0． 20 0． 18
12 7． 52 2 －己基 －环丙烷烯酸 0． 08 0． 08
13 7． 62 十六碳三烯酸 0． 06 0． 07
14 8． 50 硬脂酸 8． 16 7． 66
15 8． 86 油酸 35． 69 35． 86
16 9． 42 亚油酸 6． 20 5． 93
17 9． 66 2 －十六醇 0． 05 0． 05
18 9． 82 十九碳酸 0． 10 0． 09
19 10． 23 α －亚麻酸 － 0． 15
19 10． 38 α －亚麻酸 26． 58 27． 71
20 10． 49 α －亚麻酸 0． 17 0． 17
21 10． 65 α －亚麻酸 0． 07 －
21 10． 65 亚油酸 － 0． 07
22 11． 24 花生酸 0． 35 0． 27
23 11． 60 11 －二十碳酸 0． 05 0． 03
24 12． 24 二十八烷 0． 08 0． 09
25 12． 56 十五烷 0． 04 －
25 12． 55 2，3 －二甲基十七碳烷 － 0． 07
26 12． 61 二十七烷醇 0． 03 0． 06
27 13． 74 α －亚麻酸 0． 11 0． 10
27 14． 15 － － 0． 03
注:1 索氏提取法得到的蚕蛹油脂肪酸相对质量分数;
2 超临界 CO2萃取法得到的蚕蛹油脂肪酸相对质量分数
索氏提取法得到的蚕蛹油饱和脂肪酸主要组成
成分:硬脂酸 8． 16%，软脂酸 18． 24%;不饱和脂肪酸
主要组成成分:油酸 35． 69%，亚油酸 6． 20%，α －亚
麻酸 26． 93%。其中油酸含量最高，其次是 α －亚麻
酸，总不饱和脂肪酸质量分数为 70． 18%。除此之
外，还有少量的正己烷 0． 07%，苯 1． 25%，疑为对样
品进行甲酯化处理过程中带入。超临界 CO2萃取蚕蛹
油主要饱和脂肪酸成分:硬脂酸 7． 66%，软脂酸
18． 81%;不饱和脂肪酸主要组成成分:油酸 35． 86%，
亚油酸6． 00%，α －亚麻酸 28． 03%，总不饱和脂肪酸
质量分数为 71． 15%，较索氏提取法得到的蛹油中不
饱和脂肪酸含量稍高。
411
第 28 卷第 1 期 林春梅等 不同方法提取蚕蛹油的 GC － MS分析
3 讨论与结论
两种提取方法相比，石油醚索氏提取法提取蚕
蛹油效率高，平均可达 27． 80%，超临界 CO2萃取法
一次提取率为 19． 22%，二次提取率可达 24． 01%，与
索氏提取法相近。两种方法得到的蚕蛹油经 GC －MS
分析，所含脂肪酸种类基本相同，都为硬脂酸、软脂酸、
花生酸、油酸、亚油酸、亚麻酸等。各种脂肪酸含量差
别不大，其中，超临界 CO2法得到的蛹油中总不饱和脂
肪酸质量分数为 71． 15%，α － 亚麻酸质量分数为
28． 20%，而索氏提取法得到的蛹油中总不饱和脂肪酸
质量分数为 70． 18%，α －亚麻酸质量分数为 26． 93%。
索氏提取法是一种测定食品中粗脂肪含量的经
典方法，可将蚕蛹中绝大部分油脂溶出，但此方法一
次处理原料量有限，并且需保证蛹粉的干燥，否则所
用溶剂会吸收样品中水分造成非脂成分溶出，通过
这种方法得到的产品纯度差，溶剂难以完全挥发，影
响产品后续的精制。超临界 CO2萃取法是一种新型
的无毒溶剂萃取技术，利用超临界 CO2流体在不同温
度和压力下利用对不同物质的溶解度差别将其分
离，工艺简单，生产成本低，特别适用于脂溶性、高沸
点、热敏性物质的提取［13］。本研究采用这种技术得
到的蚕蛹油无腥味臭味，色泽亮黄，与索氏提取法得
到的黄色半透明，略有腥味的蛹油相比较，更利于实
现精制蚕蛹油的工业化生产。本课题的研究结果可
为蚕蛹油的开发利用提供参考。
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Analysis of Extraction and Fatty Acid Composition
Analysis of Chrysalis Oil with GC － MS
Lin Chunmei Zhou Mingqian
(Food Technology，Huaihai Institute of Technology，Lianyungang 222005)
Abstract To extract chrysalis oil from chrysalis by petroleum ether as extraction solvent and supercritical car-
bon dioxide extraction technology，the extraction rate was observed and its fatty acid compositions were determined by
511
中国粮油学报 2013 年第 1 期
gas chromatography － mass spectrometry(GC － MS)． Results:the extraction rate was 27． 80% and 24． 01%，the major
fatty acid compositions were the same． Octadecanoic acid(8． 16%) ，Hexadecanoic acid(18． 24%) ，9 － Octadecenoic
acid(35． 69%) ，9 12 － Octadecadienoic acid(6． 20%) ，9 12，15 － Octadecatrienoic acid(26． 93%) ，the total con-
tent of unsaturated fatty acid was 70． 18% by soxhlet extraction method． Octadecanoic acid(7． 66%) ，Hexadecanoic
acid(18． 81%) ，9 － Octadecenoic acid(35． 86%) ，9 12 － Octadecadienoic acid(6． 00%) ，9 12，15 － Octadecatrie-
noic acid(28． 03%) ，the total content of unsaturated fatty acid was 71． 15% by supercritical carbon dioxide extraction
technology． The quality of chrysalis oil by supercritical carbon dioxide extraction technology was better than that by
soxhlet extraction method．
Key words supercritical carbon dioxide，extraction，chrysalis oil，GC － MS，
檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪
fatty acid．
(上接第 111 页)
Analysis of Trimethylolpropane Fatty Acid Triester
as Biolubricant by Gas Chromatography
Wang Erpei1 Wang Yong1 Cai Zizhe1 Sun Haoyang1
Tang Shuze1 Martin J． T． Reaney2
(Department of Food Science and Engineering，Jinan University1，Guangzhou 510632)
(College of Agriculture and Bioresources，University of Saskatchewan2，Saskatoon S7N5A8)
Abstract A high temperature gas chromatography method was developed for analyzing trimethylolpropane tri-
ester obtained by the transesterification of palm oil fatty acid methyl esters (FAME)with trimethylolpropane． The
composition of TMP esters was analyzed using a GC equipped with a capillary column DB － 1ht(15 m × 250 μm ×
0． 1 μm)． The oven temperature was set initially at 50 ℃，increased by 50 ℃ /min to 220 ℃，and then increased by
30 ℃ /min to 290 ℃，increased by 40 ℃ /min to 330 ℃，held for 2 min，then increased by 30 ℃ /min to 370 ℃，and
held for another 3 min． Nitrogen was used as the carrier gas． The injector and detector temperatures were at 380 and
400 ℃，respectively，the split ratio was set at 20∶ 1 and the injection volume was 1 μL． Trimethylolpropane fatty acid
triester (TFATE)standard was prepared and verified． The calibration curve of TFATE built by the gas chromatogra-
phy showed a good linear correlation at concentration range of 0． 5 ～ 20． 0 mg /mL． Recovery experiments showed the
average recoveries of samples were in range of 96． 64%～98． 06% with RSD in range of 0． 20%～0． 45% ． The method
had good precision and reproducibility for TFATE analysis．
Key words biolubricant，gas chromatography，trimethylolpropane trimester，capillary column
611