响应面方法优化罗汉果籽油提取工艺及脂肪酸组成分析

王海波 李昌宝 吴雪辉 朱 斌 李 丽 孙 健 钟 鑫

(广西壮族自治区食品药品检验所1，南宁 530021)

(广西农业科学院农产品加工研究所2，南宁 530007)

(华南农业大学食品学院3，广州 510642)

罗汉果果实营养丰富，主要含有三萜类化合物、黄酮苷类化合物、果糖、氨基酸、脂肪酸、甘露醇、维生素及其他微量元素［1］，具有提高免疫功能、保护肝脏及抑菌作用［2］、降血糖［3］、抗氧化［4］等作用;近年来，国内外对罗汉果的研究颇多，但主要集中在非糖类的甜味物质葫芦素烷三萜类化合物的研究上［5－7］，对其他成分如氨基酸、黄酮、维生素、罗汉果籽油等也有研究，但文献记载不多。据程菊英等［8］报道，罗汉果种仁质量分数达41.1%，其中油酸和亚油酸分别占总脂肪酸的20.9%和52.3%，是医药上治疗冠心病和预防血管硬化较理想的油脂。此外，还含有14.7%的棕榈酸，这3种脂肪酸均为人体必需的，具有较高的开发价值。

以干燥的罗汉果籽为原料，研究各种萃取条件对罗汉果籽油得率的影响，并对罗汉果籽油进行脂肪酸组成分析，为罗汉果的综合利用和罗汉果籽油保健食品的开发提供理论依据，并解决罗汉果甜苷加工企业下脚料处理问题，使罗汉果渣变废为宝，提高罗汉果的附加值。

1 材料与方法

1.1 试验材料

罗汉果籽:经提取罗汉果甜甙后的罗汉果籽，桂林吉福斯生物有限公司。罗汉果籽含水量(15.3±0.2)%，含油率(10.11 ±0.4)%。

石油醚、正己烷、无水乙醇、三氯甲烷、丙酮、冰乙酸、环己烷、盐酸、氢氧化钾、硫代硫酸钠、碘化钾、冰乙酸:天津大茂化学试剂厂。

1.2 试验仪器

BS110S电子分析天平:北京赛多利斯天平有限公司;HK－02A中药粉碎机:广州兴荣机械设备公司;101－Ⅰ电热鼓风干燥箱:上海沪南科学仪器联营厂;HH－Ⅰ电热恒温水浴锅:上海悦丰仪器仪表有限公司;RE－52A旋转蒸发仪:上海亚荣生化仪器厂。

1.3 罗汉果籽油脂的提取

1.3.1 罗汉果籽油的提取工艺

罗汉果籽→干燥→粉碎→过筛→称重→加热回流萃取→减压蒸馏及回收溶剂→计算得率→测定脂肪酸组成

1.3.2 响应面法优化罗汉果籽油提取工艺

基于前期单因素预试验的基础，采用响应面方法中的Box－Behnken设计，在单因素试验的基础上，以萃取时间(A)，料液比(B)和萃取温度(C)3个因素为自变量，选出各因素合适的上下水平值，以罗汉果籽油的得率(Y)为因变量，运用Design Expert8.0.6软件，根据 Box－Benhnken中心组合试验设计原理，进行响应面分析，各因素水平和相应编码见表1。

表1 响应面因素水平及编码

1.3.3 罗汉果籽油得率的计算

罗汉果籽油萃取完成后，使用旋转蒸发仪在(80±1)℃下蒸发掉溶剂后，测定瓶子加上油样的质量，直到恒重为止，计算公式如下:

式中:m1为空瓶质量/g;m2为空瓶的质量+油样的质量/g;m0为罗汉果籽粉末质量/g。

1.4 罗汉果籽油的品质分析

1.4.1 水分及挥发物质

按照GB/T 5528—1995植物油脂水分及挥发物含量测定法测定。

1.4.2 过氧化值、酸价、碘值、皂化值

按照GB/T 5538—2005规定的方法测定。

1.5 罗汉果籽油的GC－MS分析

油样前处理:称取1.00 g样品，以10 mL二氯甲烷溶解，加入适量无水硫酸钠置于4℃冰箱脱水12 h后过滤，滤液使用气相色谱－质谱联用仪进行检测。

气相色谱条件:HP－INNOWAX毛细管柱(30×0.25 mm，0.25 μm)。柱温:程序升温，初始温度 60℃维持3 min，以10℃·min－1升温至140℃，保持5 min，以 5 ℃·min－1升温至 250 ℃，保持 15 min。载气为高纯氮气，恒定流速:2.0 mL·min－1，进样量1μl，分流比10∶1。进样口温度:250℃。

质谱条件:接口温度280℃，EI离子源，电离能量70 eV，离子源温度230℃，四极杆温度150℃。扫描方式:全扫描25～300 u。溶剂延迟2 min。

2 分析测定方法

2.1 响应面试验

选取萃取时间(A)、料液比(B)和萃取温度(C)3个因素，对提取工艺进行响应面分析，具体方案和结果见表2。

表2 响应面设计表及试验结果

续表

2.2 模型的建立及显著性分析

对表3的数据进行处理，得到预测模型如下:

得率 =7.32 － 0.12X1+0.075X2+0.075X3+

方差分析结果如表3所示。

表3 方差分析表

从表3中可以看出，用上面的方程描述因子回归的P＜0.05，方程回归显著，同时相关系数 R2=0.930 1，说明这种试验方法是可靠的，能够很好地描述试验结果，使用该方程代替真实的实验点进行分析是可行的。方差分析结果中，B项P＜0.05说明提料液比影响显著，BC，AC项则P＞0.05，说明这两项的交互作用相对较弱。同时，拟合回归模型效应达到显著水平(P＜0.05)失拟项在P=0.05水平上不显著(P=0.058 0＞0.05)，因此可用该回归方程代替试验真实点对试验结果进行分析。

进行因子分析，结果如表4所示。

表4 回归方程各因素F值及F值检验

由表4可知，料液比对罗汉果籽油的得率的影响最大，其次是温度，萃取时间的影响最小。

2.3 响应曲面分析

3个因子交互作用的响应面如图1～图3所示。

由图1～图3可见，萃取时间、萃取温度和料液比的交互作用对萃取率的影响显著，与显著性检验分析结果一致。

2.4 罗汉果籽油最优萃取工艺条件及验证

预测得出最优工艺条件为:萃取时间为6 h，料液比为1∶6，萃取温度为80℃。进行了3次验证性试验，结果分别为 8.29%、8.15%和 8.19%，与得率8.27%基本一致。因此，由响应面优化得到的罗汉果籽油萃取最优工艺条件为:萃取时间为6 h，料液比为1∶6，萃取温度为80℃。

2.5 罗汉果籽油品质分析

罗汉果籽油感官和理化分析见表5。

表5 罗汉果籽油感官和理化分析

2.6 罗汉果籽油脂肪酸组成定性和定量分析

罗汉果籽油脂肪酸组成定性和定量分析使用气相色谱－质谱联用仪进行定性分析，检出12种成分，总离子流图见图4。色谱峰相应的质谱图检索采用谱库进行检索，并逐个解析各峰相应的质谱图，其结果见表6。

图4 罗汉果籽油脂肪酸甲酯总离子流图

由图4可见，罗汉果籽油中主要含有9种不同的脂肪酸，经过谱库检索和各峰对应质谱图的解析，发现所分析罗汉果籽油所含各种脂肪酸组成成分如表6所示。

表6 罗汉果籽油脂肪酸组成

GC－MS结果显示罗汉果籽油中含有9种脂肪酸，其中不饱和脂肪酸占82.56%，多不饱和脂肪酸占总脂肪酸组成的 71.73%，主要成分是亚油酸(47.20%)和亚麻酸(24.53%)。

3 结论

3.1 萃取温度、萃取时间及料液比均对罗汉果籽油的得率有影响，其中料液比对罗汉果籽油的得率的影响最大达到了显著水平，其次是温度，萃取时间的影响最小。罗汉果籽油的最佳萃取工艺为:料液比为1∶6，萃取时间为6 h，水浴温度80℃，此时的萃取率为8.17%。

3.2 GC－MS结果显示罗汉果籽油中含有9种脂肪酸，其中不饱和脂肪酸占82.56%，多不饱和脂肪酸占总脂肪酸组成的71.73%，主要成分是亚油酸(47.20%)和亚麻酸(24.53%)，是理想的食用油原料。

［1］Wurzburg O B.Modified starch properties and uses［J］.Academic N.Y，1986，104 －107

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