栝楼籽油的提取、理化性质及其在化妆品中的应用

刘光斌 李宗鑫 龚 磊 余云辉汪光明 赵淑娟 黄 忠 马 雪

(江西农业大学应用化学研究所1，南昌 330045)

(江西省武宁县农业局2，武宁 3323002)

(江西省食品检验检测研究院3，南昌 330001)

栝楼(Trichosanthes kirilowii Maxim.)，俗称瓜蒌、吊瓜，为多年生草质藤本，植物学分类属葫芦科，因其形状似小西瓜，果实从藤上向下挂，又名“吊瓜”。据《本草纲目》及各大中药辞典记载，吊瓜具有清肺、化痰、止咳、润肠、通便等功效［1］。

栝楼籽粒大肉多，含丰富的不饱和脂肪酸、蛋白质和多种氨基酸和微量元素。瓜产籽质脆肉满，香气浓厚，是休闲食品瓜子中的极品，是绿色的上等佳品。其根、果实、瓜皮、瓜籽也是重要的中药材［2－3］。同时，吊瓜子油脂中，还含有较高活性物质的角鲨烯，角鲨烯是三十碳六烯［4］，由6个非共轭双键构成的类异戊二烯烃类化合物，具有较强的抗氧化活性。角鲨烯在化妆品工业上应用十分广泛，角鲨烯具有抗氧化、抵御紫外线伤害的作用，被广泛用作防晒剂，角鲨烯可以阻塞皮肤气孔且易被肌肤深层吸收，表现出较好的保湿效果，是一种良好的润肤剂，角鲨烯是构成皮脂的重要组成部分，同时给肌肤提供营养［5－6］。角鲨烯的提取原料多来自鲨鱼的肝脏，以致角鲨烯的提取需要通过大量捕杀鲨鱼来提供原料，破坏生态平衡。以天然植物栝楼籽为原料提取含角鲨烯的油脂在日用化学品进行应用，既提供了角鲨烯大量资源和提高了吊瓜子的利用价值，也维护了生态环境。

因此，本项目通过研究栝楼籽油脂提取的工艺，分析栝楼籽油脂理化性质，并将栝楼籽油脂加入化妆品中，检测其临床应用效果，为栝楼籽油在日用化学品开发利用开辟新的用途提供参考。

1 材料与方法

1.1 实验材料

栝楼籽:宁蒌 1号大籽粒栝楼籽，登记号Y14731，栝楼籽是当年产的，九江武宁县农业局通提供。

石油醚，为分析纯;硬脂酸、单硬酯酸甘油酯、十六碳十八碳混合醇、硅油、甘油 、三乙醇胺、香精等，均为工业级;月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈油酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、花生酸、二十碳一烯酸、山嵛酸、芥子酸、角鲨烯等，均为色谱纯，阿拉丁公司。

1.2 仪器与设备

FW100高速万能粉碎机;RES2－99型旋转蒸发仪;DF－II集热式磁力搅拌器;GC2010气相色谱仪;1260型液相色谱仪。

1.3 实验方法

1.3.1 提取溶剂的选择

为了有效地提取栝楼籽油脂，一般选用极性较大的有机溶剂，根据相似相容原理，选用石油醚提取栝楼籽油。这是因为石油醚对栝楼籽油的非极性油提取效率较高，可渗透到栝楼籽肉内部，且能在搅拌过程中消除乳化作用，有利于油游离出来。

1.3.2 栝楼籽油脂的提取方法

称取一定量的剥壳栝楼籽仁，用研磨机研磨碎，选用一定的提取溶剂石油醚，在一定的料液比、提取时间和反应温度下提取栝楼籽油脂，算出得油率。

得油率=所得栝楼籽油的质量/栝楼籽仁的质量×100%

1.3.3 单因素分析法

针对提取温度(55、60、65、70、75 ℃)，料液比(1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5)，回流时间(1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 h)做单因素分析实验，确定正交试验的提取温度、料液比、回流时间。

1.3.4 正交实验方案的设定

通过单因素试验分析，确定影响栝楼籽仁的得油率的重要因素为提取温度、回流时间、料液比的范围，然后采用正交试验来确定栝楼籽油脂的最佳条提取件。

1.3.5 栝楼籽油理化性质测定

酸值的测定:按GB 5009.239—2016进行测定;皂化值的测定:按GB/T5534—2008进行测定;碘值的测定:按GB/T5532—2008进行测定。

1.3.6 栝楼籽油脂中脂肪酸的组成及质量分数的检测方法

栝楼籽油脂中脂肪酸成分及质量分数采用气相色谱(GC)分析，参照GB/T 17376—2008中5酯交换法进行甲酯化和GB/T 17377—2008进行检测。

色谱分析条件:GC2010日本岛津;FID检测器;FFAP毛细管色谱柱(30.0 m ×0.25 mm ×0.25 mm);进样口温度:240℃;检测器温度:240℃;柱流量:1.23 mL/min;分流比:1∶30;柱温采取程序升温，初始柱温:180℃，以2℃/min的升温速率升到210℃，保持3 min，然后以2℃/min的升温速率升到230℃，保持5 min;尾吹流量:30 mL/min;载气:N2，柱头压60 kPa;氢气流量:40 mL/min;空气流量:400 mL/min;进样量:1 mL。

1.3.7 角鲨烯成分及质量分数的检测方法

角鲨烯成分及质量分数采用高效液相色谱仪分析，先将栝楼籽油脂进行皂化，将脂类物质去除后进行检测，液相色谱条件色谱柱:C18(5μm，4.6 mm ×150 mm)流动相∶甲醇∶乙腈=6∶4;柱温40℃;流速:1 mL/min;检测波长210 nm;进样量:10μL;

1.3.8 栝楼籽油在化妆品中的应用

栝楼油脂本身可以利用作为化妆品中油性成分，同时又含有含有较高功能活性物质角鲨烯，只经过脱色精制［7］，不需要另外分离纯化而直接作为化妆品原料使用，制备含栝楼籽油的美白霜，进行临床试验，检测其美白效果。

根据相关化妆品的配方设计原理［8］，把脱色精制后的栝楼籽油加入化妆品配方中，制备含栝楼籽油的美白霜，具体配方见表1。制作工艺为油相、水相原料溶解、混合、均质、乳化、匀速搅拌冷却，冷却约50℃时加入香精，搅匀，静置即可。

表1 含栝楼籽油的美白霜的配方

2 结果与分析

2.1 栝楼籽油提取的单因素条件

按照1.3.2栝楼籽油脂提取方法，在提取溶剂为石油醚，料液比1∶5、提取温度为60℃条件下，反应时间为变量来确定提取栝楼籽油的最佳反应时间，结果见图1。

从图1可看出，随着提取时间增加，得油率提高，但提取时间2 h后，随时间增加得油率增加缓慢。故提取时间为1.5、2.0、2.5 h 进行正交试验。

按1.3.2栝楼籽油脂提取方法，以提取温度为60℃，提取时间1.5 h，石油醚体积与栝楼籽仁质量比为变量，确定提取栝楼籽油脂的最佳石油醚体积与吊瓜子仁质量的比，结果见图1。

由图1看出石油醚体积与栝楼籽肉质量比越大越好，但当料液比为1∶3后，得油率趋于平稳，为了节约能源和成本，故选择料液比为1∶2、1∶3、1∶4 为比例范围进行正交试验。

按1.3.2吊瓜子油的提取方法，以栝楼籽仁质量与石油醚体积比为1∶3，提取时间为2 h，提取温度为变量，确定提取栝楼籽油的最佳提取温度，结果见图1。

由图1可知，在石油醚的沸程(60～90℃)内，提取温度越高越好。为了节约能耗，故选取提取温度为65、70、75℃进行正交试验。

图1 不同因素与得油率的关系图

2.2 正交实验设计结果与分析

根据1.3.4正交实验方案的设定L9(34)正交实验，结果见表2、表3。

表2 因素与水平表

表3 正交实验结果

从表3可以看出，实验数据表明，提取栝楼籽油的最佳条件为，料液比1∶4，提取时间1.5 h，提取温度70℃，影响吊瓜子油提取率的因素由大到小分别为:提取温度＞提取时间＞料液比。根据最佳提取条件进行3次平行实验，结果在该工艺条件下栝楼籽油的平均得油率为66.8%。

2.3 栝楼籽油理化性质结果分析

按1.3.5栝楼籽油理化性质测定方法，测出栝楼籽油的主要理化性质，结果如表4所示。

表4 栝楼籽油的理化性质

由表4可知，栝楼籽油的酸值较低，说明栝楼籽油的游离脂肪酸含量很低，栝楼籽炒制后极易氧化、酸败不是游离脂肪酸引起的;皂化值偏高，属于较高皂化值的油脂，表明栝楼籽油粗脂肪中大部分都是甘油三酯，具有较高的纯度;碘值较高，说明栝楼籽油不饱和脂肪酸多。

2.4 栝楼籽油脂肪酸的组成及质量分数

用气相色谱仪按1.3.6色谱分析条件，分析栝楼籽油脂肪酸的组成及质量分数，结果如表5所示。

表5 栝楼籽油脂肪酸的组成及质量分数

从表5可以看出，栝楼籽油主要由月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈油酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、栝楼酸、花生酸、二十碳一烯酸、山嵛酸、芥子酸等脂肪酸组成。其中不饱和脂肪酸90.0%以上，栝楼酸是一种特殊结构的脂肪酸，在植物界很少见，是葫芦科植物的特征酸，含有十八个碳三烯酸(9，11，13－顺式－反式－顺式共轭结构)［9］。

2.5 角鲨烯分析结果

根据1.3.7高效液相液相色谱测定条件，分析栝楼籽油中角鲨烯的含量为139.8 mg/100 g，说明栝楼籽油脂中不仅含有多种脂肪酸，同时还含有较高功能活性物质角鲨烯。

2.6 含栝楼籽油的美白营养霜检测结果

2.6.1 含栝楼籽油化妆品的理化性质检测结果

含栝楼籽油化妆品的理化性质产品的色泽、香气、pH值、耐寒、耐热、离心实验等性质检测，结果见表6。

表6 含栝楼籽油化妆品理化性质

由表6可知，含栝楼籽油美白化妆品理化性质符合化妆品要求。

2.6.2 栝楼籽油美白霜使用效果

通过人体皮肤进行临床试验，选择患有黄褐斑均匀分布脸部两侧的志愿者进行半脸试用，使用者取适量含美白霜轻柔按摩5～10 min，至皮肤完全吸收，实验周期8周，比较使用美白霜与对照品脸部色泽改变，评价美白效果［10，11］。结果见表 7。

表7 含栝楼籽油美白霜临床使用效果

栝楼籽油脂中不仅含有多种脂肪酸，同时还含有较高功能活性物质角鲨烯。由于角鲨烯具有极强的抗氧化能力和生物活性，角鲨烯在高温和紫外光照射下很易生成过氧化物，所以应用于化妆品时，可使皮肤免受高温和紫外光伤害，角鲨烯又是很好活性氧输送载体，故含角鲨烯化妆品可避免高温和紫外线对皮肤的伤害，防止皮肤水分散失，防止皮肤粗糙，增强皮肤免疫力等功效，达到美白作用。因此，在化妆品中加入栝楼籽油脂具有美白作用，对皮肤无不良反应。因此栝楼籽油脂可以应用于美白化妆品之中。

3 结论

3.1 栝楼籽油用石油醚提取溶剂提取的最佳工艺条件为:料液比 1∶4(g∶mL)，提取时间为 1.5 h，提取温度为70℃，在此条件下，栝楼籽油脂得油率为66.8%。

3.2 栝楼籽油脂主要含有月桂酸:0.4%、肉豆蔻酸:0.2%、棕榈油酸7.2%、硬脂酸3.0%、油酸 27.0%、亚油酸32.2%、栝楼酸23.1%、花生酸0.2%、二十碳一烯酸 0.2%、山嵛酸 3.0%、芥子酸 0.4%;角鲨烯:139.8 mg/100 g。其中不饱和脂肪酸 90.0%以上。栝楼籽油的理化性质:酸值0.82 mgKOH/g、皂化值190.2 mgKOH/g、碘值132.6 gI/100 g。

3.3 含栝楼籽油化妆品具有美白效果、无毒无副作用，制备工艺简单可行。