棠梨籽油的超声波-微波协同提取及其脂肪酸组成

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1、棠梨籽油的超声波-微波协同提取及其脂肪酸组成蒋新龙，蒋益花，陈思晴，沈瑾，张洋彪，周佳文(浙江树人大学生物与环境工程学院，杭州310015)摘要：以棠梨籽为原料，研究超声波-微波协同提取棠梨籽油的最佳工艺，分析其脂肪酸组成。在单因素试验基础上，选择微波时间、超声功率、料液比和超声温度为自变量，以棠梨籽油出油率为响应值，采用响应面分析法，考察超声波-微波协同提取棠梨籽油的最佳工艺；采用气相色谱分析棠梨籽油脂肪酸组成。结果表明，最佳提取工艺条件：液料比为3.45mL·g-1、超声温度为70.00℃、组合时间为超声10min-微波30.00s、组合功率为超声120W-微波480W，棠梨籽

2、出油率为34.78%。棠梨籽油中脂肪酸组成以不饱和脂肪酸为主，其中油酸24.29%、亚油酸60.94%。本研究为棠梨籽油的进一步开发利用提供了科学依据和技术参考。关键词：棠梨籽油；超声波-微波协同提取；响应面法；脂肪酸组成中图分类号：TS225.1文献标识码：A文章编号：棠梨(PyrusbetulaefoliaBunge)属蔷薇科(Rosaceae)梨属(PyrusL.)乔木，又称杜梨、豆梨。棠梨原产我国，广泛分布在我国的北部、东北部和中部各省，储量丰富。棠梨为梨属较为原始类型，其综合利用价值较高，集嫁接繁殖砧木、材用、药用和园林绿化于一身[1]。关于棠梨的研究主要集中在种子萌发与

3、幼苗生长的研究、幼苗根系生长状况的研究以及作为砧木嫁接梨树等方面[2]。棠梨果实未成熟时很涩，无法食用，完全成熟后全果为黑色，鲜食口感香甜；另外成熟棠梨果实中矿物元素含量普遍较高，特别是P、K、Ca、Mn、Mg含量较多[3]，可以被开发生产野生棠梨果露酒[3]及棠梨果醋[4]。棠梨籽是棠梨在果品加工过程中产生的废弃物，目前基本废弃。目前对于棠梨籽油的提取及脂肪酸组成分析的研究未见相关报道。本试验在单因素试验基础上，运用响应面法研究超声波-微波协同提取棠梨籽油的最优工艺参数，通过GC分析其脂肪酸组成及含量，以期为棠梨籽油的开发利用提供参考。1材料与方法1.1材料与仪器棠梨籽市售，选取

4、颗粒饱满，无霉烂变质的为试材。37种脂肪酸混合标准品(SigmaAldrich)；所用试剂均为国产分析纯。所用仪器：FW80高速万能粉碎机：上海科恒高速万能粉碎机；格兰仕微波炉D80D20EP-A3型(中火对应60%，功率480W)；AB204型分析天平：上海垒固仪器有限公司；KQ5200DE超声波清洗机：上海精密仪器仪表有限公司；RE-52AA旋转蒸发器：上海亚荣生化仪器厂；101A-3B电热恒温鼓风干燥箱：上海跃进医疗机械厂；Agilent7890A气相色谱仪：安捷伦科技有公司。1.2方法1.2.1超声波-微波协同提取_________________基金项目：浙江省科技厅项目

5、（2014C31138）收稿日期：2018-05-11作者简介：蒋新龙，男，1963年出生，教授级高级工程师，生物工程超声波提取法利用超声波空化作用伴随的热效应和机械效应，加速溶剂萃取过程，但超声波提取技术无法完全破坏细胞壁的束缚[5]。微波萃取根据不同物质吸收微波能力的不同，呈现出选择性加热特点[6]。极性越大，对微波能的吸收越大，升温越快，越有利于细胞壁的完全破裂，提取速度也就越快[6-7]。理论上，用先超声波提取技术进行提取，可使细胞组织结构疏松，将细胞中极性成分释放出来，再用微波提取技术，使棠梨籽细胞完全破壁，将明显提高提取效果。本研究根据理论预测进行试验预试，先微波后超声

6、、先微波后超声再微波、先超声后微波这三种方案，发现先超声后微波这种方案提取效果比较好，与原先预测一致。具体流程：棠梨籽8→除杂→烘干→粉碎→过筛→称重→加入石油醚→超声波辅助提取→微波辅助提取→抽滤→浓缩→棠梨籽油。将3.0000g粉碎成40目的的棠梨籽粉装入烧瓶中，按一定料液比加入石油醚，于一定条件下先进行超声辅助提取，再调节微波功率继续进行微波辐射提取，结束后进行减压抽滤，滤液用旋转蒸发器蒸馏浓缩得到提取物，将提取物放恒温鼓风干燥箱干燥，直至恒重，每组试验重复3次，取平均值。按下式计算棠梨籽油的出油率Y(%)。式中：m为棠梨籽质量／g，m1为空瓶质量／g，m2为空瓶和棠梨籽油的

7、质量／g。1.2.2提取优化试验单因素试验：超声提取时间固定10min[8-9]，采用以上1.2.1提取操作方法，提取条件为：液料比4mL·g-1，超声功率160W，超声提取10min，再放入微波炉中，在中火功率下加热40s，考察超声温度为(30、40、50、60、70℃)对出油率的影响；液料比4mL·g-1，超声50℃以功率160W提取10min，再放入微波炉中，在中火功率下，考察微波时间(20s、30s、40s、50s、60s)对出油率的影响；液料比6mL·g-1