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海棠果油的提取及其理化性质和脂肪酸组成分析

摘 要 采用浸提法对海南海棠果种仁油脂的提取工艺进行了研究，并分析了海棠果油的理化性质和脂肪酸组成。结果表明，提取海棠果油的适宜条件为:将海棠果种仁粉碎并干燥至水分含量在4.75%以下，以石油醚为提取溶剂，液料比为8，30℃提取12h，重复提取2次，出油效率可达95.86%。所得海棠果油酸价为26.90mgKOH/g，过氧化值为1.41mmol/kg，碘值为55.54gI2/100g，皂化值为166.42。经过GC－MS分析，共检出了14种脂肪酸，占总脂肪酸质量的99.92%，其中油酸占42.05%，亚油酸占26.57%，棕榈酸占13.62%，硬脂酸占15.78%。
关键词 海棠果油 提取工艺 理化性质 脂肪酸组成
海棠果(CalophylluminophyllumL.)又名海棠木、胡桐、琼州海棠等，具有抗贫瘠、抗盐碱、抗干旱、抗风等特点。海棠果开发潜力巨大、具有油用、药用、材用、观赏、生态保护等多种用途，是绿化造林的理想树种。特别是海棠果种子含油率高，成龄海棠果树平均年产干果可达50kg，种子干基含油量高达48%，亚油酸含量高达32.5%，并且海棠果油脂具有防腐和驱蚊功能。但目前对海棠果的利用主要是砍伐树木利用木材，而对海棠果油脂的开发利用则比较少，因此亟需通过对海棠果油脂的开发利用来加强海棠果资源的保护。本试验采用有机溶剂提取海棠果油脂，并对其理化性质和脂肪酸组成进行了分析，为海棠果油脂的开发利用提供参考。
1材料与方法
1.1材料与仪器
海棠果采自海南省文昌市文城镇，在9月底采摘。R－210旋转蒸发仪:瑞士BUCHI;SFY－20红外线快速水分测定仪:深圳市冠亚电子科技有限公司;7230G型分光光度计:上海精密科学仪器有限公司;HP5890气相色谱:美国Agilent Technologies公司;HP6890气相色谱－质谱联用仪:美国Agilent Technologies公司。
1.2研究方法
1.2.1海棠果油的制备方法
新鲜海棠果破壳，取出种仁，粉碎，于65℃干燥2d后粉碎备用。将一定量的碎种仁，按一定料液比加入有机溶剂，在一定温度下震荡浸提一段时间，抽滤后加入同一溶剂重复浸提1次;所得滤液合并于50℃旋转蒸发，浓缩液进一步于105℃干燥至恒重，每组做3个重复，再按以下公式计算出油效率:
出油效率=(含油容器质量－容器质量)/(碎种仁质量×含油量)×100%
1.2.2海棠果油的理化性质分析
将所得海棠果油在分液漏斗中用60℃温水洗涤3次，然后将油在60℃中旋转蒸发30min，再分析各项指标，测定方法如下:
水分和挥发物含量:GB/T9696—2008;酸价:GB/T5009.37—2003;过氧化值:GB/T5009.37—2003;碘值GB/T5532—2008;皂化值GB/T5534—2008的方法测定。
1.2.3海棠果油脂肪酸组成分析
依据GB/T17376—2008的方法对海棠油油进行甲酯化，然后取上层液直接进样作GC及GC/MS分析。先用GC/MS进行定性分析，采用wiley7n.l标准谱库计算机检索定性，再用GC进行定量分析。
气－质联用定性分析条件如下:GC条件为HP－5MS石英毛细管柱(30m×0.25mm×0.25μm);柱温120～240℃，程序升温3℃/min;柱流量为1.0mL/min;进样口温度250℃;柱前压100kPa;进样量0.20L;分流比10∶1;载气为高纯氦气。MS条件为电离方式EI;电子能量70;传输线温度250℃;离子源温度230℃;四极杆温度150℃;质量范围35～450。
气相色谱定量分析条件为:HP－5石英毛细管柱(30m×0.32mm×0.25μm);柱温150～280℃，程序升温3℃/min;柱流量为1.5mL/min;进样口温度250℃;氢火焰检测器温度250℃;进样量1.0L;分流比50:1;载气为高纯氮气。

2结果与分析
2.1海棠果种子的营养成分分析
将海棠果碎种仁按照相关标准分析方法对其主要成分进行测定，结果如表1所示，可见海棠果干种仁主要成分是油脂，其质量分数高达53.50%，可加以开发利用。此外，蛋白质含量也比较高，提油后的副产物也有一定的利用价值。
表1海棠果干种仁的成分分析
项目
水分及挥发物
脂肪
蛋白质
灰分
总糖
数据
4.75%
53.50%
8.34%
1.60%
2.70%

2.2海棠果油提取单因素试验
分别研究了提取溶剂，物料干燥程度，料液比，原料不同预处理，提取温度，提取时间对出油效率的影响，每组重复3次。

2.2.1 不同有机溶剂对海棠果油出油效率的影响
用表2中5种溶剂提取海棠果油脂，液料比为5∶1，室温提取12h，出油效率及油的形态和试剂价格如表2所示，可见综合考虑提取率、油的形态及试剂价格，石油醚较适宜作为提取海棠油的有机溶剂。
表2不同有机溶剂对海棠果油的提取效果
有机溶剂
乙醚
乙醇
正己烷
石油醚
乙酸乙酯
提取率/%
82.62
80.18
81.94
82.62
94.07
颜色
黄绿色
蓝黑色
黄色
黄色，微绿
蓝黑色
浑浊
清澈
略浑浊
清澈
清澈
浑浊
溶剂价格
(元/0.5L)
20
13
45
13
25

2.2.2 海棠果仁干燥程度对海棠果油出油效率的影响
分别取未干燥的(水分质量分数35.10%)海棠果碎种仁和干燥(65℃)至一定程度的碎种仁，以湿物料计用1∶5的石油醚室温提取12h，测定其出油效率如图1所示，物料越干燥，出油效率越高。以后每次试验均以在65℃烘箱中干燥48h的海棠果碎种仁为原料(水分质量分数在4.75%左右)。

注:不同小写字母表示经duncans新复极差检验，差异达显著水平，下同
图1海棠果仁干燥程度对出油效率的影响

2.2.3 温度对海棠果油出油效率的影响
选择石油醚的液料比为5∶1，分别置于25、30、35、40℃温度下浸提12h，温度对出油效率的影响如图2所示，温度对海棠果油提取率的影响不大，但30℃时提取率显著升高，因此在室温范围内提取油脂均适宜。

图2温度对海棠果油出油效率的影响

2.2.4 石油醚液料比对海棠油出油效率的影响
石油醚液料比分别为2、4、6、8、10，提取时间为12h，提取温度为30℃。不同料液比对出油效率的影响如图3所示，料液比大于6后出油效率增加不显著，所以选择液料比为4～6比较适宜。

图3料液比对海棠果油出油效率的影响

2.1.5 浸提时间对海棠果油出油效率的影响
石油醚的液料比为6，在30℃提取海棠果油脂，浸提时间分别为3、6、9、12、15h，不同时间内海棠果油的出油效率如图4所示，浸提时间对出油效率有影响，提取时间为9h以上较适宜。浸提时间较长可能与碎海棠果种仁质构比较硬，或者种仁粉碎粒度还不够细有关(种仁含油量高，不易粉碎)。

图4浸提时间对海棠果油出油效率的影响

2.2 海棠果油提取工艺的优化
综合各方面考虑，决定采用石油醚为提取溶剂，重点考察料液比、提取时间、浸提温度3个因素的综合影响，设置正交试验，优化提取工艺条件。正交试验因素水平如表3所示，正交试验结果及极差分析如表4所示，可见影响石油醚提取海棠果油出油效率的因素依次为:料液比＞浸提温度＞提取时间，最佳的条件为A3B3C2。
表3正交因素水平表
水平

因素
A液料比
B提取时间/h
C浸提温度/℃
1
4
6
25
2
6
9
30
3
8
12
35

表4正交试验结果
序号
A
B
C
出油效率/%
1
1
1
1
70.72
2
1
2
2
76.16
3
1
3
3
78.73
4
2
1
2
81.88
5
2
2
3
93.82
6
2
3
1
83.78
7
3
1
3
86.11
8
3
2
1
83.61
9
3
3
2
95.86
K1
225.60
256.70
238.11

K2
259.48
253.59
253.89

K3
265.57
258.37
244.21

R
39.97
4.78
15.79

2.3 海棠果油的品质分析
按照相关标准方法分析提取的海棠果油的理化指标，分析结果如表5所示。从表5可见，海棠果油的酸值比较高，可能是其含不饱和脂肪酸高的原因。海棠果油碘值也较高，但小于100gI2/100g，属于不干性油脂。海棠果油香气浓，但经品尝后略带有苦味，因此其还须经过精炼和其他安全性评价才能作为食用油。
表5海棠果油脂品质初步分析
项目
水分及挥发物
酸值
mgKOH/g
过氧化值
mmol/kg
碘值
gI2/100g
皂化值
数据
(0.76±0.18)%
26.90±0.25
.41±0.03
155.54±0.24
166.42±4.33

2.4 海棠果油的脂肪酸组成
经气－质联用检测，石油醚提取的海棠果油的肪酸组成如表6所示。从表6可见，从海棠果油中检出了14种脂肪酸，占总质量的99.92%，其中不饱和脂肪酸质量分数高达69%。海棠果油主要由4个脂肪酸组成，其中油酸(十八碳烯酸)占42.05%，亚油酸(十八碳二烯酸)占26.57%，棕榈酸(十六烷酸)占13.62%，硬脂酸(十八烷酸)占15.78%，其他10个脂肪酸合计占1.98%，单个质量分数均在1%以下。亚油酸是人体的必需脂肪酸，也是制备共轭亚油酸的主要原料，可作为某些生理调节物质(如前列腺素)的前体物质，降低血清和肝脏中的胆固醇水平，能抑制动脉血栓的形成等。油酸也可有效地预防和治疗冠心病、高血压等心血管疾病发生。因此，海棠果油经过精炼和安全性评价后，可作为优质食用油加以开发利用。
表6海棠果油的脂肪酸组成
序号
脂肪酸
质量分数/%
1
十二烷酸
0.03
2
十四烷酸
0.03
3
十六碳烯酸
0.24
4
十六烷酸
13.62
5
14－甲基十六烷酸
0.06
6
十七烷酸
0.08
7
十八碳二烯酸
26.57
8
十八碳烯酸
42.05
9
十八烷酸
15.78
10
二十碳烯酸
0.20
11
二十烷酸
0.89
12
二十一烷酸
0.03
13
二十二烷酸
0.28
14
二十四烷酸
0.06

图5海棠果油脂肪酸甲酯总离子流图

3 讨论与结论
3.1 提取海棠果油的适宜工艺为:将海棠果种仁粉碎干燥至含水量在4.75%以下，以石油醚为提取溶剂，液料比为8，30℃提取12h，重复提取2次，出油效率可达95.86%。
3.2 经理化试验分析，海棠果油的酸价为26.90mgKOH/g，过氧化值为1.41mmol/kg，碘值为55.54gI2/100g，皂化值为166.42。运用GC－MS联用技术从海棠果油中检出了14种脂肪酸，占总量的99.92%，不饱和脂肪酸占总量的69%，其中油酸占42.05%，亚油酸占26.57%，棕榈酸占13.62%，硬脂酸占15.78%，其他10个脂肪酸合计占1.90%。3.3试验所得的海棠果油的理化性质及脂肪酸组成与已报道产自云南和海南的文献有所差别，可能是原料来源不一致，包括原料成熟度及新鲜度不一致造成的。海棠果油不饱和脂肪酸高，易氧化，故所得油脂酸价比较高，所以在实际生产为提高油脂品质应尽可能采集新鲜海棠果并及时处理。
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