王英超，齐树亭，李天俊，陶丽君

(1.天津农学院基础科学系，天津300384;2.河北工业大学，天津300130;3.天津农学院农学系，天津 300384)

微波提取法提取地肤子油条件研究

王英超1，齐树亭2，李天俊1，陶丽君3

(1.天津农学院基础科学系，天津300384;2.河北工业大学，天津300130;3.天津农学院农学系，天津 300384)

采用微波提取法对地肤子油进行提取，通过对提取溶剂、提取时间、微波功率、料液比、粉碎粒度进行单因素实验及正交实验确定地肤子油最佳提取条件。结果表明:各因素对提油率的影响从大到小依次为:微波时间、料液比、微波功率;地肤子油的最佳提取条件为:料液比1∶30g/mL，微波功率250W，微波时间120s，粉碎粒度80目，提取试剂为无水乙醇，该条件下的提油率为17.35%。对提取的地肤子油进行气相色谱分析，亚油酸相对含量达到46.5%。

地肤子，提油率，微波萃取

地肤Kochia Scoparia(L.)Schrad.俗称扫帚苗，属藜科地肤属，一年生草本植物。盐生植物地肤耐盐碱、耐干旱、分布广，是一种传统的中草药，常以果实及全草入药，幼嫩茎叶具清香味，人们常作为一种野蔬食用［1］。其种子即地肤子的营养成分非常丰富，含有三萜皂甙、齐墩果酸及油酸、亚油酸等不饱和脂肪酸［2］。现已公认，亚油酸(LA)、亚麻酸(LNA)都是人体必需的脂肪酸，其含量是作为评价油脂营养的重要指标［3－9］。地肤子的含油量约为16%［10］，含有亚油酸和油酸等物质，作为食用油对人体非常有利。常用的提取植物油脂的方法有索氏提取法、溶剂提取法。这两种方法存在着提取效率低、溶剂消耗量大、提取周期长等缺点。随着科学技术的发展，出现了一些新技术，如超临界萃取、加压逆流提取等，但是这些方法设备复杂，运行成本高。微波提取法具有提取效率高、成本低的优点，作为一种新型的提取方法被广泛应用到实验室中［11］。我国盐生植物资源丰富，其利用率却不高。本研究采用微波萃取法提取地肤子油，考察影响地肤子油提取的主要因素，寻求最佳提取条件条件，为更好的利用盐生植物地肤资源提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

地肤子 天津农学院提供;乙酸乙酯、无水乙醇、95%乙醇、石油醚(60～90℃)、丙酮 购自天津科威公司;珠光酯酸 购自Sigma公司，色谱纯。

旋转蒸发仪 上海市亚荣生化仪器厂;旋片真空泵 郑州长城科工贸有限公司;恒温水槽 苏州江东精密仪器有限公司;CW－2000型超声－微波协同萃取仪 上海新拓微波溶样测试技术有限公司。

1.2 地肤子油提取方法

1.2.1 地肤子油提取条件 种子去皮→粉碎→过筛→微波提取→旋转蒸发回收有机溶剂→烘干称重→计算提油率

1.2.2 提油率的计算 提油率(%)=100×提取所得地肤子油的质量/地肤子取样质量

1.2.3 微波提取法提取地肤子油的单因素实验 把粉碎过筛的地肤子和一定比例的有机溶剂混合，先进行1min的超声处理，再放入微波装置进行微波萃取。以不同的有机溶剂、提取时间、微波功率、粉碎粒度和料液比为考察因素，改变各因素的水平，确定最佳提取条件，最后利用正交实验进行优化。

1.3 正交实验设计［12］

以单因素实验为基础，选择提取时间、微波功率和料液比三因素，进行三因素三水平正交实验设计，见表1。

表1 三因素三水平正交实验设计Table 1 Orthogonal experiment of three factors and three levels

1.4 地肤子油的气相色谱分析

1.4.1 标准溶液的配制 取20mg珠光酯酸，加入10mg正己烷，混合调匀。甲醇—氢氧化钾室温脂化:准确吸取地肤子油0.1mL，放入10mL比色管中，再加入1mL标准溶液，2mL提取液(苯∶石油醚= 1∶1)，放入40℃中30min，以浸提油脂，再加入1mL 0.4mol/L的NaOH/CH3OH溶液，待甲脂化以后，加无离子水至10mL，待上液澄清后(必要时加2滴乙醇)准确吸取0.5μL上清液，移入安瓿瓶中，在N2下吹干，取适量在色谱仪上进行测定。

1.4.2 色谱条件 色谱柱:φ0.2mm×50m石英毛细管柱;固定相:FFAP;柱温:180℃;气化室温度: 260℃;载气:氮气30mL/min，氢气50mL/min，空气500mL/min;进样量0.5μL。

1.4.3 结果表达

结果采用面积归一法进行计算。其中，Ai表示某一组分的峰面积，Wi表示某一组分的相对含量。A1……An表示各种组分峰面积的总和。

2 结果与分析

2.1 油脂提取单因素实验

2.1.1 有机溶剂的筛选 选择无水乙醇、95%乙醇、沸点为60～90℃的石油醚、乙酸乙酯、丙酮五种有机溶剂，在料液比1∶35g/mL、粉碎粒度120目、微波功率150W、微波提取时间90s的条件下，进行地肤子油的提取。实验结果见图1。

从图1可以看出，无水乙醇的提油率最高，达到24.24%，其次是95%乙醇、丙酮、乙酸乙酯和石油醚。乙酸乙酯和丙酮为挥发型有机溶剂，有一定毒性。石油醚虽然相对毒性小，但是提油率与无水乙醇相比较低，达到9.91%。95%乙醇含有一定水分和杂质，提油率明显低于无水乙醇。无水乙醇作为一种有机溶剂，安全无毒，很适合作为微波提取的溶剂，而且在5种试剂中提油率最高。综合以上因素，选取无水乙醇作为提取溶剂。

2.1.2 微波功率的筛选 以无水乙醇作为提取溶剂，在料液比1∶35g/mL，粉碎粒度120目，微波时间90s的条件下，选择微波功率50、100、150、200、250W进行地肤子油的提取，结果见图2。

从图2可以看出，随着微波功率的增大，提油率逐渐增大;在200W时，达到最大值;功率大于200W后，提油率缓慢降低。这是因为外加电场作用增强，分子热运动作用增大，得到油脂的提油率较高;随着功率继续增大，溶液中物质容易发生氧化变质，增加能耗。综合以上因素，选择微波功率200W。

图1 不同有机溶剂对提油率的影响Fig.1 The impact of different solvent to extraction rate

图2 不同微波功率对提油率的影响Fig.2 The impact of different power to extraction rate

2.1.3 微波提取时间的筛选 以无水乙醇作为提取溶剂，在料液比1∶35g/mL，粉碎粒度120目，微波功率200W的条件下，选择提取时间30、60、90、120、150s进行地肤子油的提取，结果见图3。

图3 不同微波提取时间对提油率的影响Fig.3 The impact of different time to extraction rate

从图3可以看出，随着微波提取时间延长，提油率缓慢增大。90s时提油率达到最高值25.07%。90s后，提油率缓慢降低，可能由于提取时间延长，溶液中物质发生氧化导致提油率下降。时间越长，能耗越大。故而选择微波提取时间为90s。

2.1.4 料液比的筛选 以无水乙醇作为提取溶剂，在粉碎粒度120目、微波功率200W、提取时间90s的条件下，选择1∶15、1∶20、1∶25、1∶30、1∶35g/mL料液比进行地肤子油的提取，结果见图4。

从图4可以看出，随着料液比的增大，地肤子的提油率显著增高，在料液比1∶20时达到最大值19.99%。之后，随着料液比的增大，提油率下降，并趋于平稳。为此，选择料液比为1∶20 g/mL。

2.1.5 粉碎粒度的筛选 以无水乙醇作为提取溶剂，在料液比1∶20g/mL、微波功率200W、提取时间90s的条件下，选择粉碎粒度40、60、80、100、120目和未粉碎的地肤子进行地肤子油的提取，结果见图5。

图4 不同料液比对提油率的影响Fig.4 The impact of different ratio of material to ether to extraction rate

图5 不同粉碎粒度对地肤子油提油率的影响Fig.5 The impact of different grinding grain size to extraction rate

从图5可以看出，提油率随着粉碎粒度的增加而增加，80目时提油率达到最大值23.43%。100目和120目粒度下，地肤子的提油率略有降低。这可能是由于粉碎过程中，粒度小的地肤子，其颗粒较大，增大溶剂渗入细胞的难度;粒度过大的地肤子，其颗粒较小，可能在粉碎过程中就有部分油脂渗出，造成提油率下降。综上选择粉碎粒度为80目。

2.2 正交实验法优化实验

通过对单一因素的筛选，确定提取溶剂为无水乙醇，粉碎粒度为80目;另外三个因素对实验产率影响较大，所以选择微波提取时间、微波功率和料液比三因素做正交实验。正交实验法优化实验结果见表2。由极差分析可知，对提油率的影响因素从大到小依次为微波时间、料液比、微波功率。说明微波时间对提油率的影响最大，是主要因素，其次是料液比和微波功率。提取条件的优化组合为A3B3C1。由此确定最佳提取条件为微波功率250W、微波时间120s和料液比1∶30g/mL。该优化组合在上述9组实验中并未出现，在最佳工艺条件下进行3组平行验证实验，得出平均提油率为17.35%。

2.3 地肤子油成分的气相色谱分析

2.3.1 地肤子油成分组成 从表3可以看出，提取的地肤子油中含有棕榈酸、油酸、亚油酸和亚麻酸等物质。从图6可以看出，亚油酸的峰出现在保留时间为16.672min，峰面积为591594μVs，根据1.4.3中的公式计算采用微波提取法提取的地肤子油中亚油酸相对含量达到了48.97%;珠光酯酸的峰出现在保留时间为9.861min，峰面积为149520μVs。根据1.4.3计算公式，采用微波提取法提取地肤子油中亚油酸相对含量达到46.5%。

表2 正交实验结果Table 2 Results of orthogonal experiment

表3 地肤子油气相色谱分析表Table 3 Oil of Belveder Fruit was analyzed by gas chromatography

图6 地肤子油的气相色谱分析Fig.6 Oil of Belveder Fruit was analyzed by gas chromatography

3 结论

采用不同溶剂、微波功率、提取时间、料液比、粉碎粒度进行地肤子油提取的单因素实验，确定地肤子油提取溶剂为无水乙醇、粉碎粒度为80目;选取主要影响因素进行正交实验，得到了最佳提取条件:微波功率250W、料液比1∶30和微波时间120s。在最佳提取条件下进行3组平行验证实验，得到平均提油率为17.35%。对提取的地肤子油进行气相色谱分析，亚油酸相对含量达到46.5%。

与传统的溶剂提取法相比［11］，微波提取法提油具有提取时间短、提取效率高等优点，而且提取的溶剂为无水乙醇，无毒安全，该提取方法具有很好的应用前景。我国盐生植物地肤分布广泛，地肤子含有一定的油分，能被人类利用，且油中含有一定量的亚油酸，通过生物反应能将其转化为对人类有益的物质——共轭亚油酸。这些都为地肤的开发利用提供了参考依据。

［1］郑艺梅，卿中全，刘汉珍，等.地肤营养成分研究［J］.饲料研究，1999(6):20－21.

［2］路洪顺，王曼.地肤的营养价值和栽培技术［J］.中国林副特产，2001(4):39.

［3］魏宏阳，王加启.共轭亚油酸的结构与生物学功能［J］.中国畜牧兽医，2002，29(3):14－16.

［4］刘莹，胡建民，富亮.共轭亚油酸的性质及其生理功能［J］.营养与日粮，2006(6):21.

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［12］郑用熙.分析化学中的数理统计方法［M］.北京:科学出版社，1996:180－220.

Extraction of Belveder Fruit oil by microwave extraction method

WANG Ying－chao1，QI Shu－ting2，LI Tian－jun1，TAO Li－jun3
(1.Department of Basic Science，Tianjin Agriculture University，Tianjin 300384，China;
2.Hebei University of Technology，Tianjin 300130，China;
3.Department of Agronomy，Tianjin Agriculture University，Tianjin 300384，China)

Belveder Fruit of different sizes was extracted to obtain oil by microwave extraction.Through the singlefactor test，solvent，extraction time，the microwave power，ratio ofmaterial，grinding grain size were determined.Results showed that the effects of each factor on oil extraction rate in order were extraction time，material－to－liquid，microwave power.The optimum extraction technology for Belveder Fruit oil as follows:materialto－liquid ratio was 1∶30g/mL，the microwave power was 250W，the extraction time was 120s，the grinding grain size was 80 head，the extraction solvent was ethanol.Under this condition，the oil extraction rate was 17.35%.The extracted oil was analyzed by gas chromatography，the relative content of linoleic acid reached 46.5%.

Belveder Fruit;oil extraction rate;microwave extraction

TS224.4

B

1002－0306(2012)21－0258－04

2012－03－14

王英超(1981－)，女，硕士，实验师，研究方向:生物分离和共轭亚油酸的制取。