全 文 ：2014 年 2 月
第 29 卷第 2 期
中国粮油学报
Journal of the Chinese Cereals and Oils Association
Vol． 29，No． 2
Feb. 2014
香樟籽油的响应面优化提取及其抗氧化研究
耿敬章1 刘军海2
(陕西理工学院生物科学与工程学院1，汉中 723000)
(陕西理工学院化学与环境科学学院2，汉中 723000)
摘 要 以香樟籽为原料，研究香樟籽油的超临界 CO2提取工艺及体外抗氧化活性。采用超临界 CO2提取
香樟籽油，利用响应面分析法优化其提取工艺，并对香樟籽油还原能力和 DPPH·清除能力进行分析。香樟籽油
超临界 CO2萃取最佳工艺条件为 CO2流量为36． 1 kg /h，萃取压力为29． 9 MPa，萃取时间为2． 6 h，温度为49． 3 ℃;
香樟籽油具有较好的还原能力，明显高于对照组 VC，而且对 DPPH有较强清除能力，随着香樟籽油浓度的增加，其清
除能力逐渐增强，明显高于对照组 VC。超临界 CO2萃取香樟籽油工艺稳定，可靠，而且香樟籽油具有抗氧化活性。
关键词香樟籽 超临界 CO2萃取 抗氧化活性 响应面分析法
中图分类号:TS222 + ． 1 文献标识码:A 文章编号:1003 － 0174(2014)02 － 0057 － 05
基金项目:陕西省教育厅专项科研计划(12JK0816)
收稿日期:2013 － 05 － 02
作者简介:耿敬章，男，1980 年出生，讲师，食品质量控制与资源
开发
香樟 (Cinnamomum camphora) ，别名樟树、芳樟
等，属樟科，樟属植物，主要分布在长江以南地区［1］。
樟树是一种用途广泛的经济树种，其根茎、枝叶可以提
炼樟脑和樟脑油等［2］。此外香樟含有挥发油，尤其以
籽中为多，其脂肪酸组成以癸酸、月桂酸等中碳链脂肪
酸为主，占 90%左右［3］。香樟籽有一定的生理作用，
能散寒祛湿，行气止痛，治吐泻，胃寒腹痛，脚气，肿毒，
具有降血脂及降胆固醇等作用［4 － 5］。《纲目拾遗》记
载:“磨涂肿毒;治中酒、心胃疼皆效。”《广西中药志》
记载:“治呕吐，水泻，腹痛。”《湖南药物志》记载:“利
尿，解酒”［4］。研究以香樟籽为原料，对香樟籽油的响
应面提取工艺进行优化，并对其体外抗氧化活性进行
研究，以期为香樟籽的综合利用提供理论基础。
1 材料及方法
1． 1 原料
香樟籽:采集于陕西理工学院香樟路，将采集到
的香樟籽洗净后烘干并用粉碎机粉碎后备用;CO2，
食用级。
1． 2 试验仪器与设备
HA231 － 50 － 06 － C 型超临界 C02流体萃取装
置:华安超临界萃取有限公司;ＲE52 － AA 旋转蒸发
仪:广东凯文设备公司;FY135 中药草粉碎机:天津
市泰斯特仪器有限公司;TU － 1221 紫外 －可见分光
光度计:日本岛津;TDL － 40B 型飞鸽牌离心机:上海
安亭;Al204 型电子天平:梅特勒 －托利多仪;DHF －
9055A型电热鼓风干燥箱:上海一恒。
1． 3 试验方法
1． 3． 1 香樟籽油超临界 CO2提取工艺流程
香樟籽→烘干→破碎→去壳→筛分→称量→装
于萃取器→控制 CO2流量→设定压力、温度和时间→
超临界 CO2提取萃取→分离→精制香樟籽油
［4］
1． 3． 2 香樟籽油得率计算
得率 =萃取樟树籽油质量
样品质量
× 100%
1． 3． 3 还原力的测定
采用普鲁士蓝法［5］。
1． 3． 4 DPPH·清除率的测定
将香樟籽油溶液取 0． 1 mL 与 3 mL120 μmol /L
的 DPPH·溶液加入同一试管中，摇匀，在黑暗中放
置 30 min，以无水乙醇为空白在 517 nm 测定其吸光
度［6］，并按下式计算其清除率:
清除率 =［(Ac － Ai)/Ac］× 100%
式中:Ac为无水乙醇加 DPPH·溶液的吸光度;
Ai为香樟籽油加 DPPH·溶液的吸光度。
2 结果与分析
2． 1 香樟籽油的超临界 CO2提取条件的优化试验
2． 1． 1 CO2流量对香樟籽油萃取得率的影响
设定萃取压力为 30 MPa，温度为 50 ℃，萃取时
间为 2． 5 h，研究 20、25、30、35、40、45 kg /h 6 个梯度
中国粮油学报 2014 年第 2 期
的 CO2流量对香樟籽油萃取得率的影响
［7］。按方法
1． 3． 1 提取香樟籽油。由图 1 可以看出，CO2流量应
控制在 35 kg /h左右较为适宜。
图 1 CO2流量对香樟籽油得率的影响
2． 1． 2 萃取压力对香樟籽油萃取得率的影响
设定 CO2流量为 35 kg /h，温度为 50 ℃，萃取时
间为 2． 5 h，研究 20、25、30、35、40、45 MPa 6 个梯度
的萃取压力对香樟籽油萃取得率的影响。按方法
1． 3． 1提取香樟籽油。由图 2 可以看出，萃取压力应
控制在 30 MPa左右较为适宜。
图 2 萃取压力对香樟籽油得率的影响
2． 1． 3 萃取时间对香樟籽油萃取得率的影响
设定 CO2流量为 35 kg /h，温度为 50 ℃，萃取压
力为 30 MPa，研究 1、1． 5、2、2． 5、3、3． 5 h 6 个梯度
的萃取时间对香樟籽油萃取得率的影响［8］。按方法
图 3 萃取时间对香樟籽油得率的影响
1． 3． 1提取香樟籽油。由图 3 可以看出，萃取时间应
控制在 2． 5 h左右较为适宜。
2． 1． 4 温度对香樟籽油萃取得率的影响
设定 CO2流量为 35 kg /h，萃取时间为 2． 5 h，萃
取压力为 30 MPa，研究 40、45、50、55、60、65 ℃ 6 个
梯度的温度对香樟籽油萃取得率的影响［9］。按1． 3． 1
方法提取香樟籽油。由图 4 可以看出，温度应控制在
50 ℃左右较为适宜。
图 4 温度对香樟籽油得率的影响
2． 1． 5 响应面法优化香樟籽油超临界 CO2萃取工艺
条件
在单因素试验的基础上，选取 CO2流量、萃取压
力、萃取时间、温度各因素的最优试验范围，研究按
照表 1 的因素水平表，以香樟籽油得率为响应值，采
用响应面分析法对其进行优化，以确定香樟籽油得
率超临界 CO2萃取最佳工艺条件。试验结果、回归方
程图及响应面方差分析结果见表 2、表 3。
表 1 试验因素水平及编码
因素
编码水平
－ 1 0 1
A CO2流量 /kg /h 30 35 40
B萃取压力 /MPa 25 30 35
C萃取时间 /h 2 2． 5 3
D温度 /℃ 45 50 55
根据香樟籽油提取的试验结果，由响应面分析
法得出关于香樟籽油提取率的二次回归拟合方程:
提取率 = 30． 09 + 0． 80A + 0． 42B + 0． 92C －
1． 46D － 3． 02AB + 0． 71AC + 2． 35AD － 0． 91BC +
0． 57BD － 1． 36CD － 2． 25A2 － 3． 22B2 － 2． 52C2 －
1． 62D2(式中:A 为 CO2流量，B 为萃取压力，C 为萃
取时间，D为温度)
对香樟籽油提取的试验结果进行多元回归分析，
由回归方程各项的方差分析结果(表 3)可以看出，
Model的 F值为 7 067． 70，P值为 ＜0． 000 1，表明Mod-
el极显著，同时 CO2流量、萃取压力、萃取时间和温度
85
第 29 卷第 2 期 耿敬章等 香樟籽油的响应面优化提取及其抗氧化研究
表 2 香樟籽油超临界 CO2萃取工艺设计试验及结果
序号
A CO2流量
/kg /h
B萃取压
力 /MPa
C萃取时
间 /h
D温度
/℃
香樟籽油
得率 /%
1 40． 00 35． 00 2． 00 45． 00 15． 1
2 35． 00 30． 00 2． 50 50． 00 30． 1
3 30． 00 25． 00 3． 00 45． 00 30． 1
4 40． 00 25． 00 3． 00 55． 00 25． 4
5 43． 41 30． 00 2． 50 50． 00 25． 1
6 35． 00 30． 00 2． 50 50． 00 30． 1
7 40． 00 35． 00 3． 00 45． 00 19． 3
8 30． 00 35． 00 2． 00 55． 00 21． 9
9 40． 00 25． 00 2． 00 55． 00 23． 0
10 26． 59 30． 00 2． 50 50． 00 22． 4
11 30． 00 35． 00 3． 00 55． 00 17． 8
12 35． 00 30． 00 3． 34 50． 00 24． 5
13 35． 00 30． 00 2． 50 50． 00 30． 1
14 30． 00 25． 00 2． 00 45． 00 18． 1
15 35． 00 38． 41 2． 50 50． 00 21． 7
16 35． 00 30． 00 2． 50 41． 59 28． 0
17 35． 00 30． 00 1． 66 50． 00 21． 5
18 35． 00 21． 59 2． 50 50． 00 20． 3
19 35． 00 30． 00 2． 50 50． 00 30． 1
20 35． 00 30． 00 2． 50 58． 41 23． 1
21 35． 00 30． 00 2． 50 50． 00 30． 0
表 3 回归方程各项的方差分析
方差来源自由度 平方和 均方 F值 P ＞ F 显著性
Model 14 413． 09 29． 51 7 067． 70 ＜ 0． 000 1极显著
A － CO2流量 1 3． 65 3． 65 873． 10 ＜ 0． 000 1极显著
B －萃取压力 1 0． 98 0． 98 234． 74 ＜ 0． 000 1极显著
C －萃取时间 1 11． 52 11． 52 2 760． 46 ＜ 0． 000 1极显著
D －温度 1 12． 00 12． 00 2 875． 59 ＜ 0． 000 1极显著
AB 1 30． 21 30． 21 7 235． 79 ＜ 0． 000 1极显著
AC 1 4． 06 4． 06 972． 80 ＜ 0． 000 1极显著
AD 1 18． 36 18． 36 4 397． 34 ＜ 0． 000 1极显著
BC 1 6． 66 6． 66 1 595． 59 ＜ 0． 000 1极显著
BD 1 1． 06 1． 06 253． 58 ＜ 0． 000 1极显著
CD 1 14． 85 14． 85 3 557． 36 ＜ 0． 000 1极显著
A2 1 75． 82 75． 82 18 161． 28 ＜ 0． 000 1极显著
B2 1 155． 40 155． 40 37 223． 75 ＜ 0． 000 1极显著
C2 1 94． 72 94． 72 22 688． 96 ＜ 0． 000 1极显著
D2 1 39． 03 39． 03 9 348． 64 ＜ 0． 000 1极显著
残差 6 0． 025 4． 175E － 003
失拟性 2 0． 017 8． 524E － 003 4． 26 0． 1020 不显著
纯误差 4 8． 000E － 003 2． 000E － 003
总差 20 413． 11
注:“P ＞ F”＜ 0． 05，代表研究因素为显著因素。
都是显著因素，CO2流量与萃取压力、萃取时间、温
度的交互作用都显著，萃取压力与萃取时间、温度的
交互作用也都显著，萃取时间与温度的交互作用也
显著。而失拟项的 F值为 4． 26，P值为0． 102 0，说明
了该模型与香樟籽油提取实际情况拟合程度比较
好，可以预测香樟籽油提取最佳条件。根据回归分
析结果(表 3) ，做出相应曲面图，见图 5 ～图 10。
图 5 CO2流量与萃取压力交互作用对得率影响的响应面图
图 6 CO2流量与萃取时间交互作用对得率影响的响应面图
图 7 CO2流量与温度交互作用对油得率影响的响应面图
图 8 萃取压力与萃取提取时间交互作用对油得率影响的响应面图
根据香樟籽油提取试验结果和回归方程各项的
方差分析，由响应面分析法优化出香樟籽油提取最
95
中国粮油学报 2014 年第 2 期
图 9 萃取压力与温度交互作用对油得率影响的响应面图
图 10 萃取时间与温度交互作用对油得率影响的响应面图
佳工艺条件，即 CO2流量为 36． 13 kg /h，萃取压力
为 29． 88 MPa，萃取时间为 2． 61 h，温度为 49． 25 ℃。
2． 1． 6 验证试验
根据响应面设计法优化的结果，选择香樟籽油
提取率较高的 3 个较优条件，将这 3 个试验条件(试
验 1 ～ 3)和响应面设计法优化得出的较优条件(试验
4)一起进行验证试验。试验结果见表 4。
表 4 验证试验设计表
序号
CO2流量
/kg /h
萃取压力
/MPa
萃取时间
/h
温度
/℃
香樟籽油
得率 /%
1 35． 0 30． 0 2． 5 50． 0 30． 1
2 35． 0 30． 0 2． 5 41． 6 28． 3
3 40． 0 25． 0 3． 0 55． 0 26． 1
4 36． 1 29． 9 2． 6 49． 3 30． 4
由表 4 可知，响应面设计法优化得出的较优条
件(试验 4)香樟籽油提取率最高，因此香樟籽油提取
最佳工艺条件为 CO2流量为 36． 1 kg /h，萃取压力为
29． 9 MPa，萃取时间为 2． 6 h，温度为 49． 3 ℃。
2． 2 香樟籽油体外抗氧化活性研究
2． 2． 1 香樟籽油还原力测定
由图 11可知，随着香樟籽油浓度的增加，吸光度
也不断增大，相应的还原力也增强。当香樟籽油质量
浓度大于 0． 3 mg /mL时，香樟籽油的吸光度明显高于
对照物 VC，表明香樟籽油具有较强的还原能力。
图 11 香樟籽油还原力
2． 2． 2 香樟籽油对 DPPH·的清除能力
由图 12 可知，香樟籽油清除 DPPH·的能力较
强，明显高于对照组 VC;在试验浓度范围内，随着浓度
的增加，其清除能力也逐渐增强，呈现较好的量效关
系。因此，香樟籽油具有较好的清除 DPPH·能力。
图 12 香樟籽油对 DPPH·的清除能力
3 结论
香樟籽油超临界 CO2萃取最佳工艺条件为 CO2
流量为 36． 1 kg /h，萃取压力为 29． 9 MPa，萃取时间
为 2． 6 h，温度为 49． 3 ℃。香樟籽油具有较好的还
原能力，明显高于对照组 VC，而且对 DPPH·有较强
清除能力，随着香樟籽油浓度的增加，其清除能力逐
渐增强，明显高于对照组 VC。
参考文献
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与研究进展［J］． 香料香精化妆品，2003，2(1) :27 － 31．
Extraction of Cinnamomum Camphora
Seed Oil by SFE － CO2 and Antioxidation
Geng Jingzhang1 Liu Junhai2
(College of Biological Science and Engineering Shaanxi University of Technology1，Hanzhong 723000)
(College of Chemistry ＆ Environmental Science Shaanxi University of Technology2，Hanzhong 723000)
Abstract Camphor seed oil is extracted by SFE － CO2;the optimum extraction conditions of camphor seed oil
have been researched by response surface methodology，as well as the reducing power and scavenging ability to DPPH
· having been analyzed． The optimum extraction conditions were as follows:CO2 flow 36． 1 kg /h，pres 29． 9 MPa，
time 2． 7 h and temperature 49． 3 ℃ ． The camphor tree seed oil has good reducing power which was significantly
higher than VC，strong scavenging ability to DPPH·;the scavenging ability strengthen gradually with the concentra-
tion of camphor seed oil increasing，which was significantly higher than that of VC． SFE － CO2 method for extracting
camphor tree seed oil is proved to be stable and reliable，and camphor tree seed oil had antioxidation．
Key words cinnamomum camphora seed，SFE － CO2，antioxidation，
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
response surface methodology
(上接第 56 页)
Ultrasonic － Assisted Extraction of Oil from
Squid Liver and Analysis of Fatty Acid Composition
Gao Juan Lou Qiaoming Yang Wenge Zhang Qunfei Zhang Jinjie Dong Shuanquan
(School of Marine Sciences，Ningbo University，Ningbo 315211)
Abstract The oil ultrasonic － assisted extraction from squid liver has been studied in the paper and the fatty
acid composition of the oil has been analyzed by gas chromatography /mass spectrometry (GC /MS)． The effects of
solvent types，liquid － solid ratio，temperature and time on the yield of the oil from squid liver were researched re-
spectively by single － factor experiments and orthogonal tests． The optimum extraction conditions were as follows:n －
hexane － isopropanol (3∶ 2)as solvent，liquid － solid ratio 10 mL /g，ultrasonic treating time 30 min，temperature 60
℃ ． On the conditions，the extraction yield raised up to 91． 26% ． The predominant fatty acids of the squid liver oil
were C16∶ 0，C18∶ 0，C18∶ 1n － 9，C20∶ 5n － 3 (EPA)and C22∶ 6n － 3 (DHA)respectively and the total content
percentage of EPA and DHA reached 31． 12%，which indicates that squid liver has a high nutritional valve and con-
siderable potential for lipid exploitation．
Key words squid liver，oil，ultrasound，extraction，fatty acids
16