全 文 ：2011.05·
技术 Technique·油脂工程
时间为 3h、 提取温度为 50℃、 料液比为 1∶5 下， 进行单
相溶剂提苦参子仁油验证试验 （n=4）。 在该最佳提取条
件下平均出油率 60.02%， 出油率较高且较为稳定， 说明
该工艺可行。
2.5 苦参子仁油理化性质
试验室提取的苦参子仁油呈清亮黄色， 澄清透明。
测定了苦参子仁油的主要理化性质， 结果见表 2。 苦参
子仁油的理化指标与常规的食用油脂理化指标相似。
参 考 文 献
[1] 陈幼彬 . 苦参、 苦参实、 鸦胆子临床不可混用 [J] . 海峡药学 ，
2004 （4）： 87~88.
[2] 孙保帅， 杨君， 赵文杰. 苦参子仁油的理化特性及脂肪酸组成分析
[J] . 粮油加工， 2009 （9）： 59~60
[3] 于荣敏， 黄素贤 . 鸦胆子茎中抗癌活性成分的研究 [J] . 中草药，
1988 (19)： 6~7.
[4] 于雅男， 李铣. 鸦胆子化学成分的研究 [J] . 药学学报， 1990 (25)：
382~386.
[5] 赵宇新. 鸦胆子中新的裂环烯醚萜苷 [J] . 国外医学中医中药分册，
2003(25)： 358~359.
收稿日期： 2011-02-25
作者简介： 杨柳 （1983—）， 女， 吉林长春人， 助教， 主要从事食品科
学与分析方面的研究工作。
通信地址： （450007） 郑州市桐柏路 62 号
表 2 苦参子仁油的主要理化特性
色泽 酸值 碘值 皂化值 折光指数（n20） 磷脂含量(mg/g)
清亮黄色 10.6 121 172.4 1.4646 1.21
超声辅助提取苘麻籽油的工艺优化
周卫东 李 超
（徐州工程学院食品工程学院）
【摘要】 在单因素试验的基础上， 采用 Box－Behnken 设计对超声辅助提取苘麻籽油工艺中
的液料比、 超声时间和超声温度 3个因素的最优化组合进行了定量研究， 建立并分析了各因素与得
率关系的数学模型。 结果表明： 最佳的工艺条件为液料比 9．8mL ／ g、 超声时间 40min 和超声温度
58℃。 经试验验证， 在此条件下， 得率为 21．74％， 与理论计算值 21．81％基本一致。 说明回归模型
能较好地预测苘麻籽油的提取得率。
【关键词】 苘麻籽油； 超声辅助提取； 响应曲面法
中图分类号： TS 225．1 文献标识码： A 文章编号： 1000-9868(2011)05-0046-04
苘麻属于锦葵科苘麻属一年生草本植物， 主产于四
川、 河南、 江苏、 湖北。 全草味苦， 性平， 能解毒、 祛
风， 治痢疾、 中耳炎、 耳鸣、 耳聋、 关节酸痛等疾病。
苘麻籽性味甜， 无毒， 能清热利湿、 解毒、 退翳， 用于
治疗赤白痢疾、 淋病涩痛、 痈肿目翳、 瘰疬。 苘麻籽主
要有效成分之一为苘麻籽油， 其传统提取方法通常有索
氏提取法和有机溶剂提取法等， 这些传统方法的最大缺
点就是耗时长， 超声辅助提取作为一种优良的提取方法，
具有操作简便快捷、 提取时间短、 提出率高等特点， 目
前己广泛应用在生物活性物质的提取方面。 本文采用超
声辅助提取苘麻籽油， 探索提取的最佳工艺参数， 旨在
为其产品的开发与利用提供强有力的理论依据和技术支
持。
1 材料与方法
1．1 原料与试剂
苘麻籽， 安徽亳州药材市场； 正己烷、 石油醚、 乙
醚、 乙酸乙酯和无水 Na2SO4皆为分析纯。
1．2 仪器与设备
标准检验筛， 浙江上虞华美仪器纱筛厂； 风选中药
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DOI:10.16167/j.cnki.1000-9868.2011.14.002
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图 3 超声时间对得率的影响
图 4 超声功率对得率的影响
图 1 提取剂种类对得率的影响
图 2 液料比对得率的影响
粉碎机 ， 山东省青州市精诚机械制造有限公司 ；
FA2104N 电子分析天平， 上海精密科学仪器有限公司；
KBS－250 型数控超声波细胞粉碎机， 昆山市超声仪器有
限公司； SENCO R201L 旋转蒸发器， 上海申生科技有限
公司； 数显式电热恒温水浴锅， 上海跃进医疗器械厂。
1．3 方法
1．3．1 超声辅助提取
苘麻籽粉碎后过 40 目筛， 精确称取 5g 置于 100mL
三角瓶中， 加入一定体积的萃取剂， 提取一定时间后加
入无水 Na2SO4， 过滤， 蒸发浓缩后称量。
1．3．2 得率的计算
得率＝ 油的质量
苘麻籽的质量
×100％
2 结果与讨论
2．1 单因素试验
2．1．1 提取剂种类的影响
理想提取剂应具有以下特性： 对油的溶解性好、 选
择性好、 性质稳定、 价格低廉、 来源广泛。 由图 1 可知：
乙酸乙酯的出油率最高， 为 19．759％； 石油醚次之， 为
19．119％； 乙醚最低， 为 18．353％。 乙酸乙酯的出油率最
高， 同时其毒性较低， 因此本试验选用乙酸乙酯为苘麻
籽油的提取剂。
2．1．2 液料比的影响
由图 2 可知： 随着液料比提高， 苘麻籽油得率先增
加后降低， 在液料比为 10mL ／ g 时得率达到最高。 这主
要是因为前期溶剂量越大， 有效成分浸出越完全， 得率
也就越大； 但当溶剂过大时， 超声能量对沉滞在底层的
苘麻籽颗粒的空化和机械等效应的强度减弱， 从而影响
超声辅助提取的效果， 同时会造成溶剂和能源的浪费，
并给后序的浓缩工作带来困难 ， 因此确定液料比为
10mL ／ g比较合理。
2．1．3 超声时间的影响
由图 3 可知： 随着超声时间的增加， 苘麻籽油的得
率不断增加， 在 40min 时达到峰值。 再继续增加时间，
苘麻籽油得率明显下降， 这可能是因为随着超声时间的
增加， 温度急剧升高， 导致油分解或挥发所致。 以超声
时间 40min， 作为后续试验继续考察。
2．1．4 超声功率的影响
由图 4 可知： 随着超声功率的增加， 物质的加热程
度随着增加， 苘麻籽油的得率也增加； 在超声功率达到
75W之后， 得率有减少趋势， 这可能是由于高超声功率
导致的热效应使油分解或挥发所致。 因此 75W为最佳超
声功率。
2．1．5 占空比的影响
由图 5 可知： 随着占空比的增加， 苘麻籽油得率先
增加后降低。 前期增加是因为占空比增加相当于超声时
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技术 Technique·油脂工程
图 5 占空比对得率的影响
图 6 超声温度对得率的影响
注： ＊＊表示极显著， 即 0．01 水平显著； ＊表示显著， 即 0．05 水
平显著。
表 1 Box－Behnken 试验结果
试验号
液料比
x1（mL ／ g）
超声时间
x2（min）
超声温度
x3（℃）
得率
（％）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
8
12
8
12
8
12
8
12
10
10
10
10
10
10
10
30
30
50
50
40
40
40
40
30
50
30
50
40
40
40
60
60
60
60
50
50
70
70
50
50
70
70
60
60
60
20．64
20．07
20．43
20．14
20．88
20．54
20．32
20．25
20．52
20．98
20．48
20．39
21．61
21．88
21．85
表 2 响应曲面二次回归方程模型方差分析结果
变异来源 SS df MS F 值 p 显著性
模型
x1
x2
x3
x1x2
x2x3
x1x3
x12
x22
x32
4．87
0．20
6．612×10－3
0．27
0．020
0．018
0．076
2．23
1．72
0．94
9
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0．54
0．20
6．612×10－3
0．27
0．020
0．018
0．076
2．23
1．72
0．94
25．11
9．36
0．31
12．71
0．91
0．85
3．51
103．65
79．87
43．73
0．0012
0．0281
0．6034
0．0161
0．3839
0．3998
0．1198
0．0002
0．0003
0．0012
＊＊
＊
＊
＊＊
＊＊
＊＊
残差
失拟项
误差项
总和
0．11
0．064
0．044
4．97
0．021
0．022
0．022
5
3
2
14
R2Adj＝0．9394
0．97
S ／ N＝14．334
0．5431
间延长； 但当占空比达到 2s ／ 5s 后， 再增加占空比就会
使苘麻籽油受到破坏， 导致得率下降， 因此确定最佳占
空比为 2s ／ 5s。
2．1．6 超声温度的影响
由图 6 可知： 随着超声温度的升高苘麻籽油得率不
断增大； 但温度超过 60℃之后， 得率不断下降。 温度过
高时， 苘麻籽中的活性成分易受到破坏， 杂质的溶出量
增加， 给后续操作带来不便， 同时造成溶剂损失。 综合
考虑， 超声温度以 60℃左右为宜。
2．2 Box－Behnken试验设计
在单因素试验的基础上， 选取液料比、 超声时间和
超声温度 3个因素进行 Box－Behnken试验设计， 共 15个
试验点： 其中 12个为析因点， 3个为中心点， 结果见表
1。
2．2．1 模型的建立及其显著性检验
利用 Design expert V7．0．0 统计软件通过逐步回归对
表 1 试验数据进行回归拟合， 得到苘麻籽油得率对液料
比、 超声时间和超声温度 3 个因素的二次多项回归模型
为：
EY＝－24．844 ＋3．466x1＋0．596x2＋0．003x3＋3．5 ×10 －3x1x2＋
3．375×10－3x1x3－1．375×10－3x2x3－0．194x12－6．825×10－3x22－5．05×
10－3x32
对该模型进行方差分析， 结果见表 2。
由表 2 可知： 该模型具有高度的显著性 （p＜0．01），
失拟项 （p＞0．05） 不显著， R2Adj ＝0．9394和 S ／ N （信噪比）
为 14．334 远大于 4， 可知回归方程拟合度和可信度均很
高， 试验误差较小， 故可用此模型对超声辅助提取苘麻
籽油的工艺结果进行分析和预测。
2．2．2 响应面分析与优化
根据回归方程， 做响应面图， 考察所拟合的响应面
的形状， 分析液料比、 超声时间和超声温度对得率的影
响， 其响应面图如图 7～图 9所示。
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油脂工程·Technique技术
图 7 液料比、 超声时间及其相互作用对
得率影响的响应面和等高线
图 8 液料比、 超声温度及其相互作用对
得率影响的响应面和等高线
图 9 超声时间、 超声温度及其相互作用对
得率影响的响应面和等高线
比较图 7～图 9并结合表 2中 p 可知： 模型的一次项
x1 （0．01＜p＜0．05） 和 x3 （0．01＜p＜0．05） 显著、 x2不显著；
交互项都不显著； 二次项 x12 （p＜0．01）、 x22 （p＜0．01） 和
x32 （p＜0．01） 都极显著， 表明各影响因素对苘麻籽油得
率的影响不是简单的线性关系。 为进一步确定最佳提取
工艺参数， 对所得方程进行逐步回归， 删除不显著项，
然后求一阶偏导， 并令其为 0， 并结合该超声设备可得
最佳工艺参数为液料比 9．8mL ／ g， 超声时间 40min 和超
声温度 58℃， 此时苘麻籽油的得率为 21．81％。
2．2．3 验证试验
为检验 Box－Behnken 试验设计所得结果的可靠性，
采用上述优化出的工艺参数提取 3 次， 实际测得的平均
得率为 21．74％， 与理论预测值相比， 其相对误差约为
0．32％。 因此， 基于 Box－Behnken 试验设计所得的最佳
工艺参数准确可靠， 具有实用价值。
3 结论
在单因素试验的基础上建立了一个以苘麻籽油提取
得率为目标值， 以液料比、 超声时间和超声温度为因素
的数学模型， 方差分析表明拟合较好。 通过对回归方程
优化计算， 得到提取的最佳工艺条件为液料比 9．8mL ／ g，
超声时间 40min 和超声温度 58℃。 对所建立的数学模型
进行了试验验证。 在最优条件下， 得到苘麻籽油的提取
得率为 21．74％， 与理论值 21．81％基本一致。
参 考 文 献
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收稿日期： 2011－02－10
作者简介： 周卫东 （1964—）， 男， 江苏睢宁人， 副教授， 主要从事食
品生物技术研究。
通信地址： （221008） 江苏省徐州市南三环
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