全 文 ：第 25 卷 增刊 1 农 业 工 程 学 报 Vol.25 Supp.1
168 2009 年 6 月 Transactions of the CSAE Jun. 2009
超临界CO2流体萃取杨梅核仁油的工艺优化
夏其乐，陆胜民
※
，杨 颖，陈剑兵，郑美瑜，邢建荣
（浙江省农业科学院食品加工研究所，杭州 310021）
摘 要：以杨梅核仁为原料，研究超临界 CO2 流体静、动态结合萃取杨梅核仁油的工艺条件，利用单因素试验与正交试
验进行优化，得到最佳萃取方案，即萃取压力 35 MPa，萃取温度 45℃，静态萃取 60 min 后动态萃取 50 min，CO2 流量
4 L/min，杨梅核仁油的得率最高，达 41.7%。
关键词：杨梅，超临界 CO2流体萃取，核仁油
doi: 10.3969/j.issn.1002-6819.2009.z1.034
中图分类号：TS201.1 文献标识码：A 文章编号：1002-6819(2009)Supp.1-0168-03
夏其乐，陆胜民，杨 颖，等. 超临界CO2流体萃取杨梅核仁油的工艺优化[J]．农业工程学报，2009，25(Supp.1)：168
－170.
Xia Qile, Lu Shengmin, Yang Ying, et al. Optimization of technology for extraction oil from Chinese bayberry seed kernel by
supercritical carbon dioxide flui [J]. Transactions of the CSAE, 2009,25(Supp.1)：168－170.(in Chinese with English abstract)
0 引 言

杨梅（Myrica rubra Sieb.et Zucc）为杨梅科、杨梅属
果树，多年生绿性乔木，国外很少栽培，绝大部分杨梅
果实都产自中国，属于中国的特色果品之一。杨梅果实
除鲜食外，宜加工果汁、果酒等，但在加工中产生约占
果实鲜重 15%～25%的渣核往往被作为废弃物扔掉，其中
包含有较大比例的杨梅核仁
[1]
。如一个年产 5000 t 杨梅汁
的企业，每年将产生约 20 t 的杨梅核仁，大约含有核仁
油 10 t，参照目前橄榄油的价格，10 t 杨梅核仁油的产值
约在 60 万元以上。研究报道表明杨梅核仁对胃癌（803，
823）细胞具有明显的杀伤和抑制作用[2]。陈健初等[3]鉴
定了杨梅核仁油的主要脂肪酸成分，共检测出 9 种脂肪
酸，其中不饱和脂肪酸含量为 85.63%，亚油酸含量为
40.36%，表明杨梅核仁具有较高的营养价值，具备高品
质实用油脂的潜力。目前，有关超临界流体萃取杨梅核
仁油的研究尚未见报道。
超临界流体萃取技术(Supercritical fluid extraction,
SFE）是近二十多年发展起来的一项新型分离精制技术，
工艺简单，操作方便
[4]
。超临界 CO2 萃取在萃取油脂时克
服了溶剂提取法在分离过程中需蒸馏加热，油脂易氧化、
酸败等缺点，特别适合于食品工业生物活性物质和热敏
性物质的分离提取。另外，该技术也不需要油脂工业经
常采用的除磷脂、胶质、蛋白、溶剂、臭味等杂质的精
炼工艺，可以极大地保持油脂的天然本色
[5]
。本文对超临
界 CO2 萃取杨梅核仁油的工艺条件进行了优化，可为杨
梅核仁的综合开发，制取核仁油的产业发展提供参考。
收稿日期：2008-03-19 修订日期：2008-06-06
作者简介：夏其乐（1979－），男，湖北武汉人，从事农产品加工与综合利
用。杭州 浙江省农业科学院食品所，310021。Email: cookxql@yahoo. com.cn
※通讯作者：陆胜民（1969－），男，浙江兰溪人，研究员，博士，研究方
向：农产品精深加工与综合利用。杭州 浙江省农业科学院食品所，310021。
Email: lushengmin@hotmail.com
1 材料与方法
1.1 材料
杨梅鲜果：产自浙江台州，榨汁后果核干燥去壳取
仁，核仁进一步烘干(50℃，6 h)，打碎备用；CO2（纯度
99.995%，杭州今工特种气体有限公司）。
1.2 主要仪器
spe-ed 超临界萃取装置（萃取釜为 100 mL，美国应
用分离公司）；低温恒温槽（SDC-6 型，宁波科芝生化仪
器厂）；空气压缩机（TYW-2 型，苏州同一机械厂）；精
密天平（BS 200S-WEI，北京赛多利斯仪器系统有限公
司）；粉碎机（NK-505，中山市龙的电器实业有限公司）。
1.3 杨梅核仁油超临界 CO2 萃取工艺
超临界 CO2 流体萃取杨梅核仁油的工艺参照文献
[6]。精确称量一定量经过粉碎的核仁并将其置于萃取釜
中，设定萃取温度，温度稳定后通入 CO2 气体，并调节
到一定压力。待温度压力稳定后，开始计时进行静态萃
取，静态萃取一定时间后即开启出口阀，调节 CO2 流量，
进行动态萃取，收集萃取物，去除杂质和水分，即为杨
梅核仁油。
1.4 试验方法
影响杨梅核仁油得率的因素主要有萃取压力、萃取
温度、CO2 流量、动态和静态萃取时间等。本文首先通过
静态、动态萃取的对比和结合，确定最佳的动静态萃取
方式，在此基础上选择动态萃取时间、萃取压力、萃取
温度、CO2 流量作为影响因素，进行单因素试验和 L9(34)
正交试验，每组试验 2 次重复。
1.5 计算方法
得率(%) = 杨梅核仁油(g)/杨梅核仁(g)×100
2 结果与分析
2.1 静态萃取时间的确定
选用萃取压力 35 MPa，萃取温度 45℃，分别静态萃
增刊 夏其乐等：超临界 CO2 流体萃取杨梅核仁油的工艺优化 169
取 30、60、90 min，然后在 CO2 流量为 4 L/min 条件下再
进行动态萃取，动态萃取时间从 10 min 至 80 min，计算
杨梅核仁油的得率，结果如图 1 所示。
图 1 萃取时间对杨梅核仁油得率的影响
Fig.1 Effects of extraction time on yield of
Chinese bayberry seed oil
从图 1 可以看出，在同一静态萃取时间下，杨梅核
仁油的得率随着动态萃取时间延长而上升，但是上升的
速度随着时间的延长逐步减慢。3 个静态萃取时间之间的
得率有着一定的差别，静态萃取 30 min 后再进行动态萃
取，在各个时间段的动态得率均低于另外两个水平，而
静态萃取 60 min 和 120 min 之间没有明显的差别，只是
在刚开始动态萃取的时候后者的得率略高于前者，但是
随着时间的延长至动态萃取 50 min 后，两者的得率几乎
没有差别，因此选择静态萃取 60 min 后再进行动态萃取
一定时间较为合适。
2.2 不同萃取压力对得率的影响
选择萃取温度 45℃，静态萃取 60 min 后动态萃取
50 min，动态萃取时 CO2 流量为 4 L/min，在不同压力下
进行萃取，计算杨梅核仁油的得率，结果如图 2 所示。
图 2 萃取压力对杨梅核仁油得率的影响
Fig.2 Effect of extraction pressure on extraction yield
of Chinese bayberry seed oil
从图2可知，本试验中其他条件不变的情况下，随着
萃取釜内反应压力的增加，杨梅核仁油的得率逐渐增加，
但是当压力超过35 MPa后再增加压力，得率未能明显增
加，原因在于高压下CO2 密度较大，可压缩性小，再增
加压力很难大幅度地提高物质的溶解度，故对杨梅核仁
油的得率变缓
[7]
，因此较好的萃取压力是35 MPa，并非压
力越高越好。萃取压力是超临界CO2萃取的关键因素之
一，在温度恒定时，增加超临界萃取压力，超临界CO2
流体的密度随之增大，超临界流体的溶解能力也增大，
但压力过高，对仪器设备的要求也就越高，所以压力选
择要综合考虑各因素
[8]
。
2.3 萃取温度对得率的影响
选用萃取压力 35 MPa，静态萃取 60 min 后动态萃取
50 min，CO2 流量为 4 L/min，萃取温度从 30℃到 55℃，
计算杨梅核仁油的得率，结果如图 3 所示。
图 3 萃取温度对杨梅核仁油得率的影响
Fig.3 Effect of extraction temperature on extraction yield
of Chinese bayberry seed oil
从图3可知，当萃取温度低于45℃时，杨梅核仁油的
得率随着温度的升高而提高，随后出现相反的现象，因
此较好的萃取温度是45℃，并非温度越高越好。分析原
因，一方面温度增加，分子的扩散系数增大，超临界CO2
流体的黏度下降，使传质系数增加，有利于萃取；另一
方面随着温度增加，超临界CO2 流体的密度减小，成分
的溶解度下降，不利于萃取
[9]
。
2.4 CO2 流量对得率的影响
在萃取压力 35 MPa，萃取温度 45℃，静态萃取 60 min
再动态萃取 50 min 的条件下，选择不同的 CO2 流量进行
试验，结果如图 4 。由图可见，CO2 流量以 4 L/min 时得
率最高，流量过小或过大均会降低得率。流量对得率的
影响分两方面，一方面由于流量增加，超临界 CO2 通过
料层的速度加快，传质系数增大，从而提高了传质速率；
但另一方面，流体流量的增加使超临界溶剂在萃取柱内
停留时间相应减小，出口处流体不易达到饱和，不利于
提高萃取效率
[10]
，如果压力过高的话还会导致萃取出的
油被吹入测定流量的软管中而造成损失和得率降低
[11]
。
图 4 CO2流量对杨梅核仁油得率的影响
Fig.4 Effect of CO2 flow rate on extraction yield
of Chinese bayberry seed oil
2.5 正交试验结果分析
正交试验结果及方差分析分别见表 1、表 2。
由表 1、表 2 分析结果可知，动态萃取时间和 CO2
流量对萃取结果影响显著（a＝0.05），4 个影响因素依次
是 CO2 流量>动态萃取时间>萃取压力＞萃取温度，最佳
170 农业工程学报 2009 年
的萃取工艺为 A2B2C2D1，即 35 MPa 的萃取压力，萃取
温度 45℃，静态萃取 60 min 后动态萃取 50 min，CO2 流
量 4 L/min，杨梅核仁油的得率最高，经验证可达 41.7%。
表 1 L9(34)正交试验结果及直观分析
Table 1 Results and intuitional analysis of orthogonal experiment
试验号
A
动态萃取时间
/min
B
萃取压力
/MPa
C
萃取温度
/℃
D
CO2流量
/L·m-1
得率
/%
1 40 30 40 4 36.2
2 40 35 45 5 37.9
3 40 40 50 6 33.1
4 50 30 45 6 35.2
5 50 35 50 4 41.2
6 50 40 40 5 40.4
7 60 30 50 5 38.9
8 60 35 40 6 35.7
9 60 40 45 4 41.1
K1 35.733 36.767 37.433 39.500
K2 38.933 38.267 38.067 39.067
K3 38.567 38.200 37.733 34.667
R 3.200 1.500 0.634 4.833
注：该得率为先在压力35 MPa，温度45℃的状态下静态萃取60 min后再进行
动态萃取的结果。
表 2 正交实验方差分析
Table 2 Variance analysis of orthogonal experiment
方差来源 偏差平方和 自由度 F比 F临界值 显著性
A 18.402 2 30.568 19.000 *
B 4.309 2 7.158 19.000
C 0.602 2 1.000 19.000
D 42.909 2 71.277 19.000 *
误差 0.60 2
注：* 差异显著（p＜0. 05）。
3 结 论
正交试验结果表明超临界 CO2 流体萃取杨梅核仁油
的最佳工艺为：萃取压力 35 MPa，萃取温度 45℃，静态
萃取 60 min 后动态萃取 50 min，CO2 流量 4 L/min，杨梅
核仁油的得率达 41.7%。
[参 考 文 献]
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Optimization of technology for extraction oil from Chinese bayberry seed
kernel by supercritical carbon dioxide fluid
Xia Qile, Lu Shengmin※, Yang Ying, Chen Jianbing, Zheng Meiyu, Xing Jianrong
(Insitute of Food processing, Zhejiang Academy of Agricultural Sciences, Hangzhou 310021, China)
Abstract: To make use of Chinese bayberry seed kernel, a waste of juice making industry, extraction technology of oil
from the seed kernel by supercritical carbon dioxide fluid was studied using single factor and orthogonal experiments.
Results indicated that the optimum extraction pressure was 35 MPa, extraction temperature was 45 , extraction time for℃
dynamic extraction was 50 min after static extraction for 60 min, and the flow rate of CO2 was 4 L/min. Under the above
process conditions, the extraction yield of Chinese bayberry seed kernel oil reached a maximum at 41.7%.
Key words: Chinese bayberry, supercritical carbon dioxide fluid extraction, seed kernel oil