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[7]梁少华. 植物油料资源综合利用[M]. 南京:东南大学
出版社,2009.
[8]张晖,姚惠源,姜元荣. 大米胚芽研究开发新进展[J].
中国油脂,2002,27(3) :81 - 84.
[9]YU S,NEHUS Z T,BADGER T M,et al. Quantification of
vitamin E and γ - oryzanol components in rice germ and
bran[J]. Agric Food Chem,2007,55(18) :7308 -7313.
[10] 毕艳兰. 油脂化学[M]. 北京:化学工业出版
社,2005.
[11]宋晓燕,杨天奎.天然维生素 E 的功能及应用[J]. 中
国油脂,2000,25 (6) :45 - 47.
[12]罗美,李捷,熊华.米胚油精炼工艺与精炼油理化指标
分析[J].食品工业科技,2013,34(1) :233 - 235.
[13]李爱华. 米胚的营养价值和胚芽米的加工技术[J].粮
食与饲料工业,1997(5) :23 - 25.
[14]郑来宁,刘玉兰,王动民.米糠储存条件对米糠毛油品
质及脱色效果的影响[J]. 中国油脂,2015,40(4) :
42 - 46.
收稿日期:2014 - 09 - 18;修回日期:2015 - 03 - 15
基金项目:湖南省科技厅科技计划重点项目(2013FJ2012)
作者简介:李 硕(1987) ,男,硕士研究生,研究方向为天然
产物化学(E-mail)lishuo0411@ 163. com。
通信作者:唐克华,教授(E-mail)tkhthllh@ 126. com。
检测分析
冻绿种子油脂提取及脂肪酸组成分析
李 硕,唐克华
(吉首大学 林产化工工程湖南省重点实验室,湖南 张家界 427000)
摘要:采用石油醚(60 ~ 90℃)回流浸提冻绿种子油脂。采用单因素试验考察料液比、提取温度和
提取时间对油脂得率的影响,利用均匀设计法优化提取工艺,得到冻绿种子油脂最佳提取条件为:
料液比 1∶ 19,提取温度 90 ℃,提取时间 2 h。在最佳条件下冻绿种子油脂得率为 22. 47%。运用
GC - MS分析冻绿种子油脂脂肪酸组成,共检出 21 种脂肪酸,其中,亚油酸占 39. 540%,油酸占
30. 140%,亚麻酸占 21. 530%,棕榈酸占 4. 700%,硬脂酸占 2. 430%。
关键词:冻绿;种子;油脂;脂肪酸;均匀设计法
中图分类号:TS222;TQ646 文献标志码:A 文章编号:1003 - 7969(2015)07 - 0079 - 04
Extraction and fatty acid composition of Rhamnus utilis seed oil
LI Shuo,TANG Kehua
(Key Laboratory of Hunan Forest Products and Chemical Industry Engineering,Jishou University,
Zhangjiajie 427000,Hunan,China)
Abstract:The oil was extracted from Rhamnus utilis seed by counter - flow extraction with petroleum
ether(60 - 90℃)as solvent. The effects of ratio of material to liquid,extraction temperature and extrac-
tion time on the yield of oil were studied by single factor experiment,and the extraction conditions were
optimized by uniform design as follows:ratio of material to liquid 1∶ 19,extraction temperature 90 ℃,ex-
traction time 2 h. Under these conditions,the yield of Rhamnus utilis seed oil was 22. 47% . The fatty acid
composition of Rhamnus utilis seed oil was analyzed by GC -MS,and the result showed that twenty - one
kinds of fatty acids were detected from the oil,in which the contents of linoleic acid,oleic acid,linolenic
acid,palmitic acid and stearic acid were 39. 540%,30. 140%,21. 530%,4. 700% and 2. 430%,respec-
tively.
Key words:Rhamnus utilis;seed;oil;fatty acid;uniform design
冻绿(Rhamnus utilis) ,为鼠李科鼠李属植物,主 要分布于我国中部和东部地区,常见于海拔 1 500 m
以下的山地、丘陵、山坡草丛、灌丛或疏林[1]。冻绿
是我国著名的染料植物,其绿染色素在布料印染领
域享有很高的国际声誉,被称为“中国绿”[2 - 3]。冻
绿植物除天然绿染应用之外,现代研究还发现了其
他用途。藏药用冻绿充作桑当入药,其带枝的叶及
老枝对治疗关节炎有特效,还用于治疗麻风病[4]。
972015 年第 40 卷第 7 期 中 国 油 脂
湘西民间用冻绿治疗疥疮、湿疹、发痧肚疼、跌打损
伤[5],或用作缓下利尿剂。
均匀设计法是我国著名数理统计专家方开泰和
数论专家王元合作创立的试验设计方法[6]。在多
因素多水平试验中,应用均匀设计法指导试验,可显
著减少试验次数,而不影响试验效果[7]。植物油脂
提取工艺采用均匀设计法进行优化早已有之。杨朝
福等[8]研究了液料比、超声提取时间、提取次数、提
取溶剂等因素对水冬瓜果实油脂提取得率的影响,
采用均匀设计法进行了四因素八水平的优化。冯自
立等[9]考察了提取时间、超声功率、提取温度、固液
比对山茱萸籽油得率的影响,运用均匀设计法优化
得到山茱萸籽油的最佳提取工艺。
关于鼠李属植物油脂研究的文献很少。厉彦翔
等[10]运用植物化学成分系统检测方法研究新疆鼠
李包尔胡特枝,发现其存在油脂成分,但并未对油脂
含量等深入研究。zgül - Yücel[11]研究土耳其的油
料作物,发现土耳其鼠李 bourdaine含油脂成分 20%
以上,且油脂中含有少量共轭亚麻酸。对冻绿植物
种子油脂提取及脂肪酸组成分析的研究目前尚未见
报道。因此,本文以张家界野生冻绿的种子为原料,
采用均匀设计法对其油脂提取工艺进行优化,并对
提取油脂运用 GC - MS 分析脂肪酸组成,以供冻绿
不同部位资源科学利用所需。
1 材料与方法
1. 1 试验材料
1. 1. 1 原料与试剂
冻绿果实分别于 2012 年 11 月和 2013 年 12 月
采自湖南省张家界市永定区崇山,经吉首大学廖博
儒研究员鉴定为鼠李科鼠李属冻绿(Rhamnus utilis)
果实。石油醚:沸程 30 ~ 60℃、60 ~ 90℃,分析纯。
1. 1. 2 仪器与设备
YB -1000A高速多功能粉碎机;高温鼓风干燥
箱;SXT - 02 索氏提取器;Hei - VAP Value 旋转蒸
发仪;AL204 电子天平:梅特勒 - 托利多仪器(上
海)有限公司;FD5 - 3 冷冻干燥机:SIM(USA)In-
ternational Group Co.,Ltd.;岛津 GC - MS 2010 Plus:
日本岛津制作所。
1. 2 试验方法
1. 2. 1 冻绿种子含油率的测定
参照 GB 2906—1982《谷类、油料作物种子粗脂
肪测定方法》,以沸程 30 ~ 60℃石油醚替代该方法
中的乙醚,进行 3 组平行试验并计算含油率。
1. 2. 2 冻绿种子油脂的提取
准确称取粉碎过 40 目筛的冻绿种子粉末 5 g,
置于索氏提取器的提取瓶中,按设定料液比加入石
油醚(60 ~ 90℃) ,装上冷凝管在设定温度下浸提一
定时间,过滤去渣并收集滤液,滤液用旋转蒸发仪减
压回收溶剂,然后转入已干燥至恒重的 10 mL 称量
瓶,再置于 105℃烘箱干燥至恒重,计算油脂得率。
每组试验重复 3 次,取平均值。
冻绿种子油脂得率 =(W1 -W2)/W × 100%
式中:W1为干燥后称量瓶和提取油脂的总质
量,g;W2为干燥后称量瓶的质量,g;W 为冻绿种子
粉末的质量,g。
1. 2. 3 冻绿种子油脂提取的单因素试验
1. 2. 3. 1 料液比对油脂得率的影响
精确称取 5 g 冻绿种子粉末样品于提取瓶中,
分别按料液比 1∶ 5、1 ∶ 10、1 ∶ 15、1 ∶ 20、1 ∶ 25、1 ∶ 30 加
入沸程 60 ~ 90℃石油醚,在 70℃下浸提 2 h,按浸
提流程获得干燥的油脂,计算各试验组的油脂得率。
1. 2. 3. 2 提取时间对油脂得率的影响
精确称取 5 g 冻绿种子粉末样品于提取瓶中,
按料液比 1∶ 15 加入沸程 60 ~ 90℃石油醚,在 70℃
下分别浸提 0. 5、1. 0、1. 5、2. 0、2. 5、3. 0 h,按浸提流
程获得干燥的油脂,计算各试验组的油脂得率。
1. 2. 3. 3 提取温度对油脂得率的影响
精确称取 5 g 冻绿种子粉末样品于提取瓶中,
按料液比 1∶ 15 加入沸程 60 ~ 90℃石油醚,分别在
40、50、60、70、80、90℃下浸提 1 h,按浸提流程获得
干燥的油脂,计算各试验组的油脂得率。
1. 2. 4 冻绿种子油脂提取的均匀优化试验
在单因素试验基础上,选取料液比、提取温度和
提取时间为考察因素,采用 U*6 (6
4)均匀设计表[12]
安排试验,以油脂得率为指标,优化冻绿种子油脂提
取工艺,试验结果经 DPS9. 50 软件进行数据分析
处理。
1. 2. 5 冻绿种子油脂的脂肪酸组成分析
将最佳提取工艺条件下所得冻绿种子油脂于分
液漏斗中加蒸馏水振荡后,静置 24 h,舍去下层,重
复处理 3 次,获得的冻绿种子油脂在 - 24 ℃下冷冻
24 h,密封备用。按照 GB /T 17376—2008 方法对冻
绿种子油脂进行甲酯化,取其上层液委托中国农科
院作物研究所进行 GC - MS分析。
GC 条件:hp - 1ms 毛细管色谱柱(30 m ×
0. 32 mm ×0. 25 μm) ,程序升温以 3℃ /min从 65℃
升至 280℃,柱流速 2. 3 mL /min,进样口温度
250℃,进样体积 3 μL,分流比 20 ∶ 1,载气为高纯
氦气。
MS条件:接口温度 230℃,EI 离子源,电离能
量 70 eV,离子源温度 220℃,质谱检测电压 8. 9 kV,
扫描范围(m/z)50 ~ 500。
2 结果与分析
2. 1 冻绿种子含油率
08 CHINA OILS AND FATS 2015 Vol. 40 No. 7
测得 3 组试验冻绿种子的含油率分别为
22. 82%、22. 55%、24. 25%,平均含油率为 23. 21%。
2. 2 冻绿种子油脂提取的单因素试验
2. 2. 1 料液比对油脂得率的影响(见图 1)
图 1 料液比对油脂得率的影响
由图 1 可知,当料液比小于 1∶ 15 时,冻绿种子
油脂得率随着料液比的增大而增大;当料液比大于
1∶ 15 时,冻绿种子油脂得率随着料液比增大而增加
的幅度明显减小,基本趋于平缓。
2. 2. 2 提取时间对油脂得率的影响(见图 2)
图 2 提取时间对油脂得率的影响
由图 2 可知,当提取时间短于 1 h 时,冻绿种子
油脂得率随着提取时间延长而增大;提取时间大于
1 h后,冻绿种子油脂得率随着提取时间延长增长
缓慢。
2. 2. 3 提取温度对油脂得率的影响(见图 3)
图 3 提取温度对油脂得率的影响
由图 3 可知,提取温度低于 70 ℃时,冻绿种子
油脂得率随提取温度升高而快速增加。提取温度高
于 70℃后,冻绿种子油脂得率保持相对恒定。
2. 3 冻绿种子油脂提取的均匀试验优化
2. 3. 1 回归方程的拟合
按照 1. 2. 4 方法进行均匀优化试验设计,试验
设计及结果见表 1。
表 1 均匀试验设计及结果
试验号 料液比
X1
提取温度
X2 /℃
提取时间
X3 /h
油脂得率
Y /%
1 1(1∶5) 2(50) 3(1. 5) 16. 76
2 2(1∶10) 4(70) 6(3. 0) 20. 22
3 3(1∶15) 6(90) 2(1. 0) 21. 68
4 4(1∶20) 1(40) 5(2. 5) 19. 48
5 5(1∶25) 3(60) 1(0. 5) 19. 73
6 6(1∶30) 5(80) 4(2. 0) 19. 82
将表 1 试验结果运用 DPS9. 50 软件进行二次
多项式逐步回归分析,得回归方程 Y = 11. 662 6 +
0. 587 6X1 + 0. 054 6X2 - 0. 015 5X
2
1,此时回归方程
的显著水平 P = 0. 036 0 < 0. 05,显著。根据该回归
方程得到的最佳参数为:料液比 1 ∶ 19,提取温度
90℃,提取时间 2 h。
2. 3. 2 验证试验
依据均匀试验结果的最优方案,将冻绿种子粉
末样品以沸程 60 ~ 90℃石油醚浸提 3 次,油脂得率
的平均值为 22. 47%,略高于回归方程模型的理论
预测值 22. 14%。通过均匀试验优化的最佳提取条
件虽能获得最大提取效率,但综合成本较高,实践生
产中,可以根据需要选择料液比 1 ∶ 10 ~ 1 ∶ 15、提取
温度 70 ~ 90℃、提取时间 1 ~ 1. 5 h等范围值之内的
组合,以使溶剂用量、提取温度和提取时间的综合成
本最低。
2. 4 冻绿种子油脂的脂肪酸组成(见表 2)
表 2 冻绿种子油脂的脂肪酸组成
保留时间 /min 脂肪酸 含量 /%
22. 84 肉豆蔻酸 00. 016
25. 44 十五烷酸 00. 020
27. 27 棕榈油酸 00. 006
27. 93 棕榈酸 04. 700
29. 61 顺 - 10 -碳烯酸 00. 009
30. 29 15 -甲基十六烷酸 00. 034
30. 32 十七烷酸 00. 059
31. 65 亚油酸 39. 540
31. 71 亚麻酸 21. 530
31. 99 油酸 30. 140
32. 58 硬脂酸 02. 430
35. 98 十五碳酸 00. 009
35. 99 11,14 -二十碳二烯酸 00. 024
36. 18 顺 - 11 -二十烯酸 00. 680
36. 86 花生酸 00. 570
38. 87 二十一烷酸 00. 019
40. 81 山嵛酸 00. 072
42. 68 二十三烷酸 00. 024
44. 49 木蜡酸 00. 075
46. 23 二十五烷酸 00. 011
47. 92 蜡酸 00. 012
182015 年第 40 卷第 7 期 中 国 油 脂
由表 2 可知,冻绿种子油脂共检出 21 种脂肪
酸。其中,饱和脂肪酸 14 种,占脂肪酸总量的
8. 051%,且 以 棕 榈 酸 (4. 700%)和 硬 脂 酸
(2. 430%)为主;不饱和脂肪酸 7种,占脂肪酸总量的
91. 929%,且以油酸(30. 140%)、亚油酸(39. 540%)和
亚麻酸(21. 530%)为主。亚油酸、亚麻酸都是人体必
需脂肪酸[13 -14],冻绿种子油脂中这两种脂肪酸的总
含量达 61. 070%,提示该油脂有较高的必需脂肪酸
资源利用价值。
3 结 论
采用均匀试验优化的冻绿种子油脂最佳提取条
件为:料液比 1 ∶ 19,提取温度 90 ℃,提取时间2 h。
在最佳提取条件下,冻绿种子油脂得率的理论预测
值是 22. 14%,验证试验的油脂得率平均值为
22. 47%。GC - MS检测结果表明,冻绿种子油脂中
共检出 21 种脂肪酸,其中,油酸 30. 140%、亚油酸
39. 540%、亚麻酸 21. 530%,三者合占 91. 210%。
参考文献:
[1]中国科学院植物志编辑委员会. 中国植物志:第四十八
卷 第一分册[M]. 北京:科学出版社,1982:68.
[2]赵丰. 冻绿—中国绿———中国古代染料植物研究之二
[J]. 中国农史,1988(3) :77 - 82.
[3]郑巨欣. 浙江传统印染手工艺调研[J]. 文艺研究,2002
(1) :112 - 119.
[4]青海省药检所,青海省藏医药研究所. 中国藏药[M].
上海:上海科学技术出版社,1996:362 - 363.
[5]谷中村,陈功锡,黄玉莲,等. 湘西药用植物概览[M].
西宁:青海人民出版社,2004:168 - 169.
[6]方开泰. 均匀试验设计的理论、方法和应用———历史回
顾[J]. 数理统计与管理,2004,23(3) :69 - 80.
[7]寇林元,凌建春,赵丽彦,等. 正交试验与均匀试验优化
效果比较[J]. 中国卫生统计,2009,26(2) :139 -142.
[8]杨朝福,霍阿丽,陆刚,等. 均匀设计优化水冬瓜果实油
脂的提取工艺[J]. 中国粮油学报,2009,24(3) :75 -79.
[9]冯自立,张辰露,周建军,等. 山茱萸籽油提取工艺优
化及脂肪酸组成分析[J]. 食品工业科技,2012,33
(24) :147 - 151.
[10]厉彦翔,阿斯亚·拜山伯,玛依拉·马吾列. 新疆哈
萨克族民药包尔胡特枝化学成分的初步研究[J]. 中
国医药导报,2011,8(34) :42 - 43.
[11]ZGL - YCEL S. Determination of conjugated linole-
nic acid content of selected oil seeds grown in Turkey[J].
J Am Oil Chem Soc,2005,82 (12) :893 - 897.
[12]章银良. 食品与生物试验设计与数据分析[M]. 北京:
中国轻工业出版社,2010:236.
[13]张春娥,张惠,刘楚怡,等. 亚油酸的研究进展[J].
粮油加工,2010(5) :18 - 21.
[14]杨静,常蕊. α -亚麻酸的研究进展[J]. 农业工程,
2011,1(1) :72 - 76.
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油脂抑晶剂、防冻剂、抗凝剂、抗结剂(羟基硬脂精)
(上海市粮食科学研究所研制 上海新舜夏生物科技有限公司第一分公司生产)
羟基硬脂精(Oxystearin) ,亦被称为油脂抑晶剂、
防冻剂、抗凝剂、抗结剂,是一种油脂添加剂,一般可添
加在二级油(高级烹调油)以上的精制油中使用。其为
色拉油、高级烹调油、各种精制油等食用油的抑晶剂,
可作为各类油脂的抑晶剂使用,也可用于食品工业的
脱模剂、螯合剂、防泡剂等。
我公司生产的羟基硬脂精(Oxystearin)是目前经
济实用的抑晶剂(GB 2760:ISN号 387) ,联合国粮农组
织(FAO)、世界卫生组织(WHO)、美国联邦注册法典
规定,食用油中允许使用。国内外已普遍在精制油中
使用抑晶剂。
我公司生产的羟基硬脂精,在一级油(色拉油)中
添加,可确保一级油冷冻试验合格。经试验,在菜籽、
大豆二级油中加入0. 02% ~ 0. 05%抑晶剂,在 0℃保持
5 . 5h以上仍透明,达到冷冻试验要求。本品在冬化脱
蜡后的玉米油、葵花籽油、油茶籽油、棉籽油等二级油
中添加,也能得到同样效果。
本产品通过生产试验和稳定性试验,产品稳定性
好,抑晶效果显著,操作方便。在防冻和抑晶效果、产
品色泽上,均优于国际上的同类产品。
使用方法:将本品与精制油以 1 ∶ 10 比例熔化(温
度 > 100℃) ,通过定量泵,按一定比例加入即可。
郑重提示:本公司生产的食用油抑晶剂(羟基硬脂
精)是按 GB 2760 标准生产的产品。请广大客户在购
买时索取相关资料。
总经销:上海新舜夏生物科技有限公司 (200336)
地 址:上海市双流路 38 号
电 话:021 - 62916888
传 真:021 - 62915888
网 址:http:∥www. shunxia. net
邮 箱:shun@ shunxia. net
28 CHINA OILS AND FATS 2015 Vol. 40 No. 7