薏苡仁油的超临界CO2萃取工艺及其脂肪酸组成分析

夏 菁, 施 蕊,张静美，赵一鹤

(1.西南林业大学 环境科学与工程学院，昆明 650224； 2.云南林业职业技术学院，昆明 650224；3. 云南省林业科学院 林产工业研究所，昆明 650201)

油脂加工

薏苡仁油的超临界CO2萃取工艺及其脂肪酸组成分析

夏 菁1, 施 蕊1,张静美2，赵一鹤3

(1.西南林业大学 环境科学与工程学院，昆明 650224； 2.云南林业职业技术学院，昆明 650224；3. 云南省林业科学院 林产工业研究所，昆明 650201)

以云南师宗县高良地区薏苡仁为研究对象，通过薏苡仁的前处理和超临界CO2萃取技术，以萃取时间、萃取温度、萃取压力为因素，设计L9(34)正交实验优化超临界CO2萃取薏苡仁油的工艺条件。并采用气相色谱-质谱联用技术对薏苡仁油进行脂肪酸组成分析。结果表明：薏苡仁油最佳萃取工艺条件为萃取温度45℃、萃取压力25 MPa、萃取时间4 h，在最佳工艺条件下薏苡仁出油率为7.704%；薏苡仁油主要脂肪酸组成为棕榈酸 14.11%、亚油酸 30.38%、油酸53.49%、硬脂酸1.89%，不饱和脂肪酸占83.87%。

薏苡仁油；超临界CO2萃取；脂肪酸组成

薏苡仁为禾本科植物薏苡属(Coixlacryma-jobiL. var.mayuen. (Roman.) Stapf)一年生或多年生草本植物薏苡的成熟种仁[1]。薏苡仁的药用记载最早出现于东汉的《神农本草经》，而现代对薏苡仁抗肿瘤的研究则始于1957年中山宗春[2]首次发现薏苡仁乙醇提取液能抑制荷瘤小鼠Ehrlich腹水癌细胞的增殖，延长动物生存时间。而由薏苡仁提取的薏苡仁油也具有抗肿瘤[3-4]、提高免疫力[5-6]、降血糖[7-8]和抗炎消肿[9]等作用。范伟忠等[10]通过小鼠实验发现薏苡仁油对S180肉瘤及HAC肝癌细胞有明显的抑制效应。陶小军等[9]也通过小鼠实验发现薏苡仁油有一定的抗肿消炎作用。而薏苡仁的抗肿瘤活性成分主要为甘油三酯类[11]。刘聪燕等[12]研究表明薏苡仁的抗肺癌活性与总甘油三酯含量呈正相关。

超临界流体萃取技术是目前应用非常广泛的一种高效的提取分离技术[13]，能改善其他提取方法使用有机溶剂的不利因素，因此许多提油工艺中常常使用此法[14-15]。本文选取产于云南高原师宗县高良地区的薏苡仁，通过实验确定了超临界CO2萃取薏苡仁油的最佳工艺条件，并对薏苡仁油进行脂肪酸组成分析，以期为当地薏苡仁油的工业提取及今后的深入研究和产业化开发提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 实验材料

薏苡仁，采于云南省师宗县高良地区，干燥粉碎，过20目筛。

DHG-9140A型电热恒温鼓风干燥箱；SFE-2型超临界流体萃取仪；HH-2型数显恒温水浴锅；HP6890GC/5973MS气相色谱-质谱联用仪(美国Agilent Technologies公司)；CO2培养箱(Thermo，美国)；浓硫酸、甲醇、正己烷，分析纯。

1.2 实验方法

1.2.1 薏苡仁的前处理

将过筛后的薏苡仁进行浸泡，浸泡12 h后用蒸煮锅进行蒸煮，蒸煮时间为5 h。将蒸煮好的薏药仁放入烤盘中铺匀，厚度为0.5～2 cm；将烤盘放入烤箱中干燥，温度控制在(85±5)℃，干燥后备用。

1.2.2 超临界CO2萃取薏苡仁油

称取前处理后的薏苡仁粉20 g，置于超临界流体萃取仪的萃取釜内，安装好仪器，设置一定萃取温度和萃取压力，萃取一定时间后，收集萃取所得的薏苡仁油，计算出油率。

1.2.3 薏苡仁油的脂肪酸组成分析

称取薏苡仁油0.5 g，加入20 mL 1%硫酸-甲醇置于70℃水浴加热30 min，加入正己烷10 mL，再加入几滴蒸馏水萃取，取上清液，薏苡仁油中再加10 mL正己烷萃取1次，合并上清液，放入小瓶中待测。

《秀才胡同》典故共11种，《东风破》用典8处。且前者多引入典故完整的氛围，而后者倾向于仅适用典故片段的情绪，这也是两曲听来，《东风破》令人耳目一新，《秀才胡同》却使人产生时代交错感觉的缘由。

气相色谱-质谱分析条件参照文献[16]。

1.2.4 数据处理

采用SPSS软件对实验数据进行方差分析和贡献率分析，设计显著性水平α为0.05。

2 结果与分析

2.1 超临界CO2萃取薏苡仁油正交实验

在前期实验基础上，选取萃取时间(3.0～4.0 h)、萃取压力(20～30 MPa)、萃取温度(35～45℃)3个因素设计L9(34)正交实验，因素水平见表1，正交实验结果见表2。

表1 正交实验因素水平

表2 正交实验结果

由表2可以看出，在实验范围内，萃取时间越长出油率越大，萃取温度越高出油率越大，即表现为正效应影响；而萃取压力在20～25 MPa时，随萃取压力增大出油率增大，但当萃取压力达到25 MPa之后则不再变化。从极差可以看出，萃取温度对薏苡仁油提取的影响最大，其次为萃取压力，萃取时间影响最小。

为进一步分析各因素对实验结果的影响，对表2进行方差分析，结果见表3。

表3 方差分析

综合分析以上结果，并根据最优组合的选取原则，萃取压力在25 MPa和30 MPa时，薏苡仁出油率无变化。因此，得出超临界CO2萃取薏苡仁油的最佳工艺条件为：萃取温度45℃，萃取压力25 MPa，萃取时间4 h。对最佳工艺条件进行3次验证实验，出油率分别为7.630%、7.738%、7.744%，平均值为7.704%。

2.2 薏苡仁油的脂肪酸组成分析

对超临界CO2萃取薏苡仁油甲酯化后进行GC-MC分析，得到薏苡仁油主要脂肪酸组成，结果见表4。

表4 超临界CO2萃取薏苡仁油的主要脂肪酸组成及含量

由表4可知，薏苡仁油主要脂肪酸组成为棕榈酸、亚油酸、油酸、硬脂酸。其中含量最高的为油酸，占53.49%，含量最少的是硬脂酸，占1.89%。不饱和脂肪酸含量为83.87%。

金宏等[17]用微波法提取薏苡仁油，平均得率仅为6.87%，且气相色谱分析有12种物质。谢春英等[16]对直接超临界CO2流体萃取薏苡仁油进行了GC-MS分析，共检测出25种化学成分。通过与前人的研究对比，本实验利用前处理技术和超临界CO2萃取结合的方法，薏苡仁出油率达到7.704%。

3 结 论

本实验以萃取时间、萃取压力和萃取温度为因素，通过正交实验得到超临界CO2萃取薏苡仁油的最佳工艺条件为萃取温度45℃、萃取压力25 MPa、萃取时间4 h，在此条件下薏苡仁出油率为7.704%。各因素对薏苡仁出油率的影响主次顺序为萃取温度﹥萃取压力﹥萃取时间。

GC-MS分析薏苡仁油主要脂肪酸组成为棕榈酸、亚油酸、油酸、硬脂酸，不饱和脂肪酸含量为83.87%。

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[17] 金宏，朱庆书， 赵文英，等.微波法提取薏苡仁油的研究[J].化学与生物工程,2009,26(7):52-54.

Supercritical CO2extraction process of coix seed oil and its fatty acid composition

XIA Jing1，SHI Rui1，ZHANG Jingmei2，ZHAO Yihe3

(1.College of Environment Science and Engineering, Southwest Forestry University,Kunming 650224, China; 2.Yunnan Forestry Technological College, Kunming 650224, China;3.Forest Industry Institute, Yunnan Academy of Forestry, Kunming 650201, China)

The coix seed oil was extracted from coix seed from Gaoliang district, Shizong county in Yunnan province by pretreatment and supercritical CO2extraction. The effects of extraction time, extraction temperature and extraction pressure on the extraction of coix seed oil were studied by L9(34)orthogonal experiment to optimize the extraction conditions of coix seed oil. In addition, the fatty acid composition of coix seed oil was determined by GC-MS. The results showed that the optimal extraction conditions of coix seed oil were obtained as follows: extraction temperature 45℃, extraction pressure 25 MPa, extraction time 4 h. Under these conditions, the oil yield of coix seed was 7.704%. Coix seed oil was mainly composed of palmitic acid(14.11%), linoleic acid(30.38%), oleic acid (53.49%)and stearic acid(1.89%). The content of unsaturated fatty acid reached 83.87%.

coix seed oil; supercritical CO2extraction; fatty acid composition

2016-12-26;

2017-04-01

夏 菁(1993)，女，在读硕士，研究方向为化学生态学(E-mail)xiajing9328@126.com。

赵一鹤，研究员，博士(E-mail)kjzc123@163.com。

TS224.4； TQ644.1

A

1003-7969(2017)06-0009-03