全 文 ：第 30卷第 3期
2010年 6月
林　产　化　学　与　工　业
ChemistryandIndustryofForestProducts
Vol.30 No.3
June2010
水酶法提取辣木油的工艺研究
　　收稿日期:2009-06-26
　　基金项目:林业公益性行业科研专项资助项目(200704007);“十一五 ”国家科技支撑计划资助(2006BAD18B04)
　　作者简介:马李一(1963-),男 ,云南大理人 ,副研究员 ,博士 ,主要研究方向为林产品精细化工;E-mail:maliyi@163.com
　＊通讯作者:段琼芬 ,副研究员 ,博士 ,主要从事天然产物的开发利用研究;E-mail:qiongfend@hotmail.com。
MALi-yi　　
马李一1 , 余建兴 2 , 张重权1 , 王有琼 1 , 甘 瑾1 ,
郑 华 1 , 郭元亨1 , 赵 虹 1 , 段琼芬1＊
(1.中国林业科学研究院资源昆虫研究所 , 云南 昆明 650224;
2.昆明医学院公共卫生学院 , 云南 昆明 650031)
摘　要:　通过中性蛋白酶水相溶剂中提取辣木油的单因素和正交试验 ,研究了影响辣木油水酶法
提取的主要因素 ,得出了水酶法提取辣木油的最佳工艺条件。 研究结果表明 , 最佳条件为:酶用量为辣木籽质量的
3.0%, 液料比 9∶1(mL∶g), 温度 50℃,孵育时间 18h, pH值 5.0的条件下 , 辣木油平均得率超过 28.6%。
关键词:　辣木油;提取方法;中性蛋白酶;水酶法
中图分类号:TQ351;TS224.4　　　　　　文献标识码:A　　　　　　文章编号:0253-2417(2010)03-0053-04
AqueousEnzymaticExtractionofMoringaoleiferaLam.SeedOil
MALi-yi1 , YUJian-xing2 , ZHANGZhong-quan1 , WANGYou-qiong1 , GANJin1 ,
ZHENGHua1 , GUOYuan-heng1 , ZHAOHong1 , DUANQiong-fen1
(1.ResearchInstituteofResourceInsects, ChineseAcademyofForestry, Kunming650224, China;
2.SchoolofPublicHealth, KunmingMedicalUniversity, Kunming650031, China)
Abstract:Throughsinglefactorsandorthogonalexperiments, theoptimalconditionforaqueousenzymaticextractionofMoringa
oleiferaLam.seedoilwithneutralproteasewasstudied.Theoptimalconditionisasfolows:amountofneutralprotease3% of
M.oleiferaseed, ratioofenzymesolutiontoM.oleiferaseed9∶1, incubatedat50℃ atpHvalue5 for18h, averageoilyield
exceeded28.25%.
Keywords:Moringaoleiferaseedoil;extractionmethods;neutralprotease;aqueousenzymaticextraction
辣木(MoringaoleiferaLam.),为辣木科 、辣木属多年生植物 ,原产于热带 、南亚热带的干旱或半干
旱地区。在印度和非洲许多国家 ,辣木是一种药食两用的植物 [ 1-4] ,它不仅具有很高的营养价值 ,并且
常被用来预防和治疗糖尿病 、高血压 、皮肤病 、免疫力低下 、贫血 、坏血病 、肥胖症 、关节炎 、消化器官肿瘤
等疾病。辣木油是从辣木种子中提取的一种含大量单不饱和脂肪酸的植物油脂 ,种子含油 24.5%～
29.4%左右(仁壳比为 7∶3),其油脂中含有约 70%的油酸[ 5] ,是膳食单不饱和脂肪酸的优良食物来
源 ,在慢性病 、心血管疾病日趋上升的今天 ,其作用越来越受到国内外学者的关注 [ 6] 。在国外 ,辣木油
是一种食品安全级很高的食用油脂 ,并且由于其优良的特性 ,已被广泛用于食品 、化妆品 、机械制造以及
航天等许多行业。水酶法提油工艺是一种新兴的提油方法 ,主要原理是在机械破碎的基础上 ,采用对油
料种子细胞组织以及对脂多糖 、脂蛋白等复合体具有降解作用的酶处理油料。酶对细胞壁的破坏 ,以及
对脂多糖 、脂蛋白的分解作用 ,可增加油料组织中油的流动性 ,从而提高出油率 。水酶法提油具有经济 、
安全 、油品质较高 、对环境无污染的优点 ,且在提取油的同时可以有效的回收油料中其他营养物质 ,利于
工业化生产 ,具有广阔的市场前景 ,水酶法提油已在多种油种子或油果中都得到了应用[ 7-9] 。但对于用
水酶法提取辣木油还未见相关报道 ,为了更好的开发和利用辣木资源 ,作者通过正交试验对水酶法直接
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用辣木种子提取辣木油的工艺条件进行了优选。
1　实验
1.1　材料与仪器
辣木种子样品来自云南省元江健强公司 , 2008年 7～8月间采收。
仪器:BP221S型分析天平;Heidolph-4000型旋转蒸发仪;DZF-1B型真空干燥箱;DZKW-D-4型电
热恒温水浴锅;DS-1型高速组织捣碎机;PHS-3C型精密 PH计;D60-4型电动搅拌机 。
试剂:中性蛋白酶(200 000u/g,南宁庞博生物工程有限公司);H2SO4(AR);NaOH(AR);石油醚
(60～90℃)。
1.2　水酶法提取辣木油
准确称取辣木种子 50g,放入高速组织捣碎机 ,加入蒸馏水 300mL,以 8 000r/min高速磨浆 6min,
使成辣木浆状 , 90℃加热 0.5min,冷却到室温后以 0.1mol/LH2SO4或 0.1mol/LNaOH调节酸度至所
需 pH值 ,加入中性蛋白酶 ,于设定温度下水浴孵育一定时间 ,在孵育同时以 120r/min连续搅拌料浆以
利于酶解 ,到设定时间后 4 000r/min离心 5min,分离弃去底渣 ,液体分别用 50mL石油醚萃取 3次 ,合
并萃取液并转移至质量已恒定的三角烧瓶中 ,用旋转蒸馏仪回收石油醚 ,所得油样在真空烘箱中 65℃
条件下除去残存溶剂 ,称量至质量恒定(误差 ±0.001g),计算得油率。
1.2.1　单因素试验
1.2.1.1　pH值对得油率的影响　研究不同 pH值下的辣木得油率。固定孵育时间为 24h,孵育温度
为 40℃,酶用量 1.0%,液料比 6∶1(mL∶g,下同),分别调节辣木浆的 pH值为 4.5、 5.0、 5.5、 6.0、
6.5、 7.0、 7.5,考察了不同 pH值条件下的得油率 。
1.2.1.2　孵育时间对得油率的影响　固定 pH值为 5.0,孵育温度为 40℃,酶用量 1%,液料比 6∶1,分
别设定辣木浆的孵育时间为 12、 18、 24、 30、 36h,研究孵育时间对辣木油得油率的影响。
1.2.1.3　酶用量对得油率的影响　固定 pH值为 5.0,孵育温度为 40℃,孵育时间为 24h,液料比 6∶1,
分别设定中性蛋白酶用量为 0.5%、 1.0%、 1.5%、 2.5%、 3.0%、 3.5%,考察了得油率。
1.2.1.4　液料比对得油率的影响　固定 pH值为 5.0,孵育温度为 40℃,孵育时间为 24h,酶用量为
2.5%,分别设定液料比为 5∶1、 6∶1、 7∶1、 8∶1、 9∶1,考察了得油率 。
1.2.1.5　孵育温度对得油率的影响　固定 pH值为 5.0,液料比为 8∶1,孵育时间为 24h,酶用量为
2.5%,分别设定孵育温度为 40、 45、 50、 55和 60℃,考察了得油率 。
1.2.2　正交试验　根据以上各单因素对水酶法提取辣木油得油率影响的初步试验结果 ,为选择最佳条
件 ,本试验采用正交试验法 ,选择酶用量为 4水平 ,孵育温度 、液料比 、孵育时间和 pH值分别为 2水平 。
按 L8(4×24)混合型正交表设计 8次试验 , 考察了得油率 。
2　结果与分析
2.1　单因素试验
2.1.1　pH值的影响　pH值同时影响着酶的活力和蛋白质的溶解度 ,是一个至关重要的工艺参数 。为
了更好地发挥蛋白酶的作用 ,必须使体系中的蛋白质以溶解状态存在 。通常 ,蛋白质溶出率的提高也能
相应地提高得油率 。不同 pH值对辣木油得油率的影响 ,结果如图 1(a)所示。从图 1(a)可见随着 pH
值的降低 ,辣木油的得率不断上升 ,当 pH值达到 5.0时 ,提油率最高 ,达到 25.8%。由于中性蛋白酶
的最适 pH值为 5.0～ 7.0 ,显然 pH值过高是不利于中性蛋白酶对辣木蛋白的作用的 ,辣木种子磨浆后
pH值为 5.65,溶液显弱酸性 ,在 pH值 7左右即有蛋白析出 ,要达到蛋白的完全分离 ,也要求酶解 pH值
不宜过高 ,而要在偏酸性环境中酶解 ,因而 ,水酶法提取辣木油的 pH值应控制在弱酸性环境中 ,其最适
pH值为 5.0。
2.1.2　孵育时间的影响　孵育时间是影响提取率的一个重要因素 ,对辣木油得率的影响结果见图 1
第 3期 马李一 , 等:水酶法提取辣木油的工艺研究 55　
(b)。由图可见随着时间的增加 ,得油率逐渐上升 ,在 24h达到最高的水平 ,酶解时间越长 ,油料细胞降
解越充分 ,酶的作用越完全 ,然而 ,酶解时间过长反而会增加能源和材料的消耗 ,因而 ,酶解孵育最佳时
间为 24h。
2.1.3　酶用量的影响　中性蛋白酶的作用是破坏植物细胞的细胞壁结构 ,并渗透到脂质体膜内 , 对脂
多糖 , 脂蛋白进行降解 , 使油脂从脂质体中释放 , 并增加油脂的流动性 ,易于油水分离 。酶用量对辣木
油得油率的影响见图 1(c)。从图中可以看出 ,辣木油得率随着酶用量的增加而上升 ,酶用量与辣木油
得率高度相关 ,但当酶用量达到 2.5%以后 ,得油率趋于平稳 ,达到 27%以上。所以 ,选择酶用量为
2.5%。
2.1.4　液料比的影响　水酶法提取辣木油在水相溶剂中进行是因为油水亲合力的差异有利于油脂的
分离 。液料比对辣木油得率的影响实验结果见图 1(d)。图 1(d)表明 ,随着水用量的增加 ,辣木油得率
一直平稳增加 。液料比过低不利于油水的分离 ,液料比过高又会降低酶的绝对浓度 ,因而合适的液料比
是必要的 ,实验中随着液料比的上升 ,得油率不断上升 ,当达到 8∶1时 ,得率已无明显上升 ,因此液料比
以 8∶1为宜。
2.1.5　孵育温度的影响　温度设定时既要考虑不影响酶的活性 ,又要顾及油和蛋白的品质 ,保证较高
的酶活性 ,中性蛋白酶的合适温度在 40～60℃之间。孵育温度对辣木油得油率的影响结果见图 1(e)。
由图 1(e)可知 ,随着温度的升高 ,辣木油得率先升高而后下降 ,当酶解温度达到 50℃辣木油得率
最高 ,为 28.3%。当酶解温度超过 55℃后 ,得油率急剧下降。可能是酶长时间受热的影响 ,酶活性下
降 ,从而导致得油率下降 。因而 ,确定酶解温度为 50℃。
图 1　不同因素对辣木油得率的影响
Fig.1　EffectsofdiferentfactorsonextractionyieldofM.oleiferaseedoil
2.2　水酶法提取辣木油正交试验结果
在单因素试验的基础上 ,对各影响因素进一步进行正交试验 ,优选出最佳工艺条件 。试验结果的极
差分析见表 1。
由正交试验极差分析结果看出 ,各因素对辣木油得率的影响顺序依次为:酶用量 >液料比 >孵育温
度 >孵育时间 >pH值。酶用量为主要影响因素 ,随着酶用量的增加辣木油得率随之增加 ,当酶用量达
到 3.0%后 ,油得率开始下降 ,所以酶用量取 A3水平;第 2影响因素是液料比 , C2水平油得率高;第 3
影响因素孵育温度 , B1水平较好;其次分别为孵育时间和 pH值 ,由于两因素对辣木油得率影响较小 ,根
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据统计学原理可取任意水平 ,故选择 D1和 E1水平 。由此可得出 ,试验的最佳组合为 A3C2B1D1E1 ,即:
酶用量 3.0%,液料比 9∶1 ,温度 50℃,孵育时间 18h, pH值 5.0。
表 1　水酶法提取辣木油正交试验极差分析结果
Table1　Designandresultsoforthogonalexperiment
组号
No.
酶用量 /%
enzymedose
温度 /℃
temperature
液料比(mL∶g)
liquidtosolid
时间 /h
time
pH值
pHvalue
油得率 /%
yield
1 2.0 50 8∶1 18 5.0 25.81
2 2.0 52 9∶1 24 4.8 26.06
3 2.5 50 8∶1 24 4.8 26.27
4 2.5 52 9∶1 18 5.0 26.33
5 3.0 50 9∶1 18 4.8 28.43
6 3.0 52 8∶1 24 5.0 27.15
7 3.5 50 9∶1 24 5.0 26.74
8 3.5 52 8∶1 18 4.8 25.44
k1 25.94 26.81 26.17 26.50 26.51
k
2 26.30 26.25 26.89 26.56 26.55
k
3 27.79
k4 26.09
R 1.855 0.5675 0.7225 0.0525 0.0425
水酶法在辣木籽提油最佳工艺条件下 ,经过 3次重复验证实验 ,提油率达到了较高水平 ,平均提油
率为 28.62%。辣木油送农业部农产品监督检验测试中心(昆明)进行检测 ,结果辣木油的酸价 、碘价
和过氧化值分别为 0.01～0.014mg/g、 0.45～0.65g/g、 0.7～ 1.0mmol/kg。从检测结果看水酶法提取的
辣木油的质量很好 ,特别是其过氧化值很低 ,达到了优质食用油的水平。
水酶法不仅有高效 、安全 、无污染等优点 ,提取到的辣木油品质优良 ,而且在得到辣木油的同时还可
以得到辣木蛋白。
3　结论
3.1　水酶法提取辣木油的最佳工艺参数为:酶用量为辣木籽质量的 3.0%,液料比 9∶1(mL∶g),温度
50℃,孵育时间 18h, pH值 5.0。
3.2　水酶法辣木油平均得率超过 28.6%,提油率高 ,辣木种子中的含油基本被提净 。
参考文献:
[ 1]张燕平 ,段琼芬 ,苏建荣.辣木的开发利用 [ J] .热带农业科学 , 2004, 24(4):42-48.
[ 2]罗云霞 ,陆斌 ,石卓功.辣木的特性与价值及其在云南引种发展的景况 [ J] .西部林业科学 , 2006, 35(4):137-140.
[ 3]刘昌芬 ,李国华.辣木的研究现状及其开发前景 [ J] .热带农业科技 , 2002, 25(3):20-24.
[ 4]饶之坤.辣木营养成分分析研究 [ J] .现代仪器 , 2007(2):18-20.
[ 5] ABDULKARIMSM.Somephysico-chemicalpropertiesofMoringaoleiferaseedoilextractedusingsolventandaqueousenzymaticmethods[ J] .
FoodChemistry, 2005, 93:253-263.
[ 6]王炜 ,张伟敏.单不饱和脂肪酸的功能特性 [ J] .中国食物与营养 , 2005(4):44-46.
[ 7] APAMAS, KHARESK, GUPTAMN.Enzyme-assistedaqueousextractionofpeanutoil[ J] .JournalofAmericanOilandChemistrySociety,
2002, 79(3):215-218.
[ 8] SINEIROJ, DOMINGUEZH, NUNEAMJ, etal.Optimizationoftheenzymatictreatmentduringaqueousoilextractionfromsunflowerseeds
[ J] .FoodChemistry, 1998, 61(4):467-474.
[ 9] CHEAHSC, AUGUSTINMA, OOILC.Enzymaticextractionofpalmoil[ J] .ResearchBuletin, MalaysiaBuletin, 1990(20):30-36.