贾晓艳 张清安 张 霞，2 张志琪

(陕西师范大学化学与材料科学学院1，西安 710062)

(宁夏医科大学药学院2，银川 750004)

响应面法优化微波辅助提取扁杏仁油工艺及成分分析

贾晓艳1张清安1张 霞1，2张志琪1

(陕西师范大学化学与材料科学学院1，西安 710062)

(宁夏医科大学药学院2，银川 750004)

研究以正己烷为溶剂微波辅助提取扁杏仁油的工艺。采用响应表面优化法(RSM)对扁杏仁油的提取工艺进行了优化，得到的最佳提取工艺参数是:微波功率661 W，提取时间10 min，料液比1∶20。在此条件下，杏仁油的一次提取率达55．31%。利用GC－MS和HPLC－MS对扁杏仁油进行分析，结果表明扁杏仁油的主要成分为油酸、亚油酸等不饱和脂肪酸，总不饱和脂肪酸占脂肪酸总量的94．53%;还有少量的维生素E和原花青素聚合物。

扁杏仁油 微波辅助提取 响应表面法(RSM) 化学成分分析

杏仁为蔷薇科落叶乔木植物杏(Prunus armeniaca)的种仁，是很好的药食兼用植物蛋白源。杏仁分为苦杏仁和扁杏仁两种，甜仁的仁用杏为扁杏。扁杏是优良的木本油料树种，主要分布在我国的东北、华北、西北地区，由于其抗寒、抗旱、耐瘠薄、易管理，使其成为“三北”地区的主要经济林树种之一［1］。杏仁中含有50% ～60% 的油脂，其主要成分为油酸、亚油酸等不饱和脂肪酸，这些不饱和脂肪酸对降低血脂和胆固醇，促进新陈代谢，预防心血管疾病等有较好的作用。且杏仁油为不干性油，在－10℃时仍保持澄清，在－20℃时才凝结，可作为高级润滑油用于航空和精密仪器的润滑和防锈;同时，杏仁油还是制造高级化妆品的原料等［2］。随着追求天然食品潮流的兴起，杏仁的相关研究及产品的开发逐渐成为功能性食品研究领域中的一个新亮点。但目前研究多集中于苦杏仁油提取［3－6］及成分分析［7］，对扁苦杏仁油研究相对较少［8－9］。

工业上生产杏仁油多采用溶剂浸出法和压榨法。溶剂浸出法提取时间长，溶剂大量流失;压榨法要经过轧坯、烘烤或蒸炒等处理，蛋白质变性严重［6］。这两种方法工艺都比较繁琐，提取率较低，油的品质也不理想［10］。近年来，微波辅助提取［8］、超临界 CO2萃取［3－5，9］等新技术已应用于杏仁油的提取。微波是频率介于300 MHz～300 GHz之间的电磁波。微波辐射辅助提取法利用微波强化固液浸取过程，具有选择性高，提取时间短，提取得率高以及不需要特殊的分离步骤等优点［11］，是一种颇具发展潜力的提取技术。

本研究以响应曲面法对微波辅助提取扁杏仁油的工艺条件进行优化，并应用GC－MS和HPLC－MS对扁杏仁油的成分进行分析，为扁杏仁油的工业化生产和进一步开发利用提供理论参考和试验依据。

1 材料与方法

1．1 材料与试剂

扁杏仁:市售，含水量4．8%。

甲醇:色谱纯，Honeywell公司;正己烷:分析纯，国药集团化学试剂有限公司;维生素E标品:供含量测定用，纯度98．8%，中国药品生物制品检定所;福林酚试剂、没食子酸:均为分析纯，美国Sigma公司。

1．2 仪器

FW400A高速万能粉碎机:北京科伟永兴仪器有限公司;RE－52A旋转蒸发仪:上海亚荣生化仪器厂;QP2010气相色谱－质谱联用仪:日本岛津公司;高效液相色谱仪、Agilent 1100－Bruck液相色谱－质谱联用仪:美国Waters公司。

1．3 提取试验方法

精密称取过 40目筛的杏仁粉 2．0 g，放入150 mL的圆底烧瓶中，加入一定体积的提取溶剂，放入微波炉中，连接冷凝回流装置，按一定的微波条件回流提取杏仁油，用旋转蒸发仪蒸发溶剂，真空干燥箱干燥，待冷却后称油重，计算得率。

杏仁油提取率(g/g杏仁)=提取油脂质量/原料质量

1．4 提取试验设计(BBD)

在单因素试验结果的基础上根据 Box－Benhnken中心组合设计(BBD)的试验原理选择了对杏仁油提取率起主要影响的微波功率、提取时间和料液比3个因素，以杏仁油的提取率为考察指标，按1．3中杏仁油的提取方法进行3因素3水平共15个试验点(3个中心点)的响应面分析试验，使用Design－ expert software 7．1．3 Trial(State － Ease Inc．，Minneapolis，MN，USA)进行数据分析，求出数学模型，进而得到最佳的提取条件。试验设计及结果见表1。

表1 BBD试验设计和试验结果

1．5 脂肪酸分析

1．5．1 甲酯化反应

取杏仁油 0．5 mL，加入正己烷 2 mL，再加0．5 mol/L NaOH甲醇溶液1 mL，置水浴上70℃回流10 min，取出冷却移至刻度试管中，加水至10 mL，振荡、超声提取、离心。取上层清液，待GC－MC分析备用［12］。

1．5．2 气质联用(GC－MS)分析

色谱柱，SHIMADZU RTX －5 MS(30 m × 0．25 mm×0．25 μm)弹性石英毛细管柱;载气，高纯氦气;流速1 m L/min;进样口温度260℃;程序升温，初始温度180℃，以0．2℃/min的速率升至190℃;进样量 2 μL;分流比 10∶1。

离子源，EI源;离子源温度200℃;接口温度150℃;电子能量70 eV;倍增电压0．9 kV;质量扫描范围为40～500 aum，0．2 s扫描一次。

1．6 维生素E含量的测定

高效液相(HPLC)色谱法。色谱柱，Agilent HC －C18 柱(5 μm，4．6 mm × 250 mm);流动相，甲醇∶水 =98∶2;流速 0．8 mL/min;进样量 10 μL;柱温室温;荧光检测波长，λexc=295 nm，λem=325 nm。

1．7 多酚类化合物分析

1．7．1 油样的处理

取杏仁油1 mL，加入5 mL正己烷，再加入60%甲醇溶液2．5 mL，涡旋混合15 min，6 000 r/min 的转速下离心5 min，回收上清液，重复4次，浓缩上清液。

1．7．2 总多酚含量的测定

杏仁总多酚含量测定采用福林酚试剂法，精确移取1．0 mL杏仁油甲醇提取物与25 mL的棕色容量瓶中，加5 mL水稀释，再加入1．0 mL福林酚试剂摇匀，静置3 min后，加入3 mL 7．5%的 Na2CO3溶液，再次摇匀，混合避光反应1 h，显色后于765 nm波长下测定吸光度。用没食子酸作为标品，由标准曲线计算出样品总多酚的含量。

1．7．3 液质联用分析

液相色谱条件:色谱柱，Agilent TC－C18柱(5 μm，4．6 mm × 250 mm);流动相 A，甲醇;流动相B，0．5%甲酸;梯度洗脱顺序为，0～35 min用10% ～40%A，35～40 min用40%～50%A，40～45 min用50% ～100%A，45～50 min用100% ～10%A;柱温32℃;进样量 20 μL;流速 1 mL/min;检测波长为280 nm。

质谱条件:电喷雾离子化源(ESI源);干燥气为N2，流量8．0 L/min;干燥气温度350℃;检测电压4 000 V;雾化气电压为35 psi;扫描范围为100～2 500 m/z。

2 结果与讨论

2．1 回归模型方程的建立

以杏仁油的提取率为响应值，根据表1结果，经回归拟合后，得到微波提取杏仁油的多元二次回归方程模型为:

2．2 微波提取杏仁油的响应面分析

微波提取杏仁油的响应面图如图1。图1a为功率和液料比对杏仁油提取率的影响，当提取时间为9 min时，随着功率和液料比的增加杏仁油的提取率先增大后减小，由图1a可确定最佳水平范围:功率600～700 W，液料比15～25 mL/g。图1b为液料比为20 mL/g时功率和时间对杏仁油提取率的影响，从图1b可以看出，随着功率和提取时间的增加杏仁油的提取率也呈现了先增大后减小的趋势，最佳的水平范围功率600～700 W，时间9～11 min。图1c为功率为600 W时液料比和时间对杏仁油提取率的影响，提取时间的二次项对杏仁油的提取率的影响十分显著，当提取时间为10 min时杏仁油的提取率最大。从图1可确定最佳的水平范围为液料比15～25 mL/g，提取时间9 ～11 min。

图1 不可因素交互作用对提取率的影响

2．2 模型及回归方程系数的显著性检验

该模型的回归分析见表2。该模型的 P=0．011 5＜0．005，说明试验所选用的二次多项模型具有高度的显著性。回归方程也是高度显著的，相关系数R=0．944 9。因此，回归方程可以较好地描述各因素与响应值之间的真实关系，可以利用该回归方程确定最佳提取工艺条件。失拟项F值为0．27(P=0．845 5)，表明失拟项不显著，该回归方程对试验拟合情况较好。

由表 2 可以看出，X1、X12、X22、X32均为最显著的因素，即功率的一次项，功率、时间和液料比的二次项对杏仁油的提取率的影响极显著。

表2 回归分析结果

2．3 最佳提取工艺条件

对回归模型方程求导并解方程得杏仁油提取最佳工艺条件为:微波功率为661 W;料液比(g/mL)为1∶20;提取时间为10 min。在该最佳提取条件下，杏仁油的一次提取率为55．31%。

2．4 扁杏仁油的成分分析

有机溶剂正己烷微波辅助提取的扁杏仁油，经甲酯化反应、GC/MS分析，计算机检索并与标准图谱对照，用面积归一化法测得各种脂肪酸的质量分数，结果见表3。从表3可以看出杏仁油中脂肪酸主要成分为油酸(69．6%)、亚油酸(19．4%)和棕榈酸(4．3%)。其中不饱和脂肪酸含量高达94．53%。

表3 扁杏仁油中主要的脂肪酸成分

用HPLC测定维生素E含量，测得扁杏仁油中维生素E含量为22 mg/100 g油。

扁杏仁油经60%甲醇溶液处理，福林酚试剂法测定，测得扁杏仁油中总多酚含量为0．19mg/g油。HPLC－MS分析结果表明，杏仁油中含有原花青素聚合物，包括原花青素的三聚二没食子酸酯，四聚没食子酸酯，五聚没食子酸酯，五聚二没食子酸酯等。

3 讨论与结论

采用响应面优化法对微波辅助提取扁杏仁油的工艺进行了优化，在所确定的工艺条件下杏仁油的一次提取率达到55．31%，明显高于文献最新报道的采用正交试验方法微波辅助提取扁杏仁油的提取率50．25%［8］，且萃取时间更短，表明应用响应面法优化微波辅助提取工艺条件更科学、有效。与文献报道的其它扁杏仁油提取工艺相比(如超临界CO2流体提取扁杏仁油，2．5 h 的提取率只有 49．85%［9］)，该提取工艺具有仪器设备简单，耗时少、成本低、提取效率高等特点，经济实用，极具推广价值。研究同时表明扁杏仁油富含油酸(69．60%)、亚油酸(19．44%)等，总不饱和脂肪酸质量分数高达94．53%，此外还含有少量的维生素E和原花青素聚合物，具有极高的营养价值和保健作用。

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Optimization of Microwave Assisted Extraction of Almond Oil and Oil Analysis

Jia Xiaoyan1Zhang Qing'an1Zhang Xia1，2Zhang Zhiqi1

(School of Chemistry and Material Science，Shaanxi Normal University1，Xi'an 710062)
(School of Pharmacy，Ningxia Medical University2，Yinchuan 750004)

The microwave assisted extraction process of almond oil from sweet almond was studied．The optimum extraction parameters were obtained with response surface methodology(RSM)．Furthermore，the oil composition was analyzed with GC －MS and HPLC －MS．Results:The optimum extraction parameters are microwave power 661 W;extraction time 10 min，and solvent/sample ratio 20 ∶1．Under these conditions，the extraction yield of almond oil is 55．31%．The main components of the oil are unsaturated fatty acids such as oleic and linoleic acids，and the total content of unsaturated fatty acids accounts for 94．53%of fatty acid content．Besides，it contains a small quantity of tocopherol and polymeric anthocyanin．

almond oil，microwave assisted extraction，response surface methodology，composition analysis

S789

A

1003－0174(2011)03－0060－04

陕西省农业攻关项目(2008K01－23)

2010－03－03

贾晓艳，女，1982年出生，硕士，天然产物分析

张志琪，男，1958年出生，教授，博士生导师，分析化学