橄榄油萃取

橄榄核油的超临界CO2萃取及GC－MS分析

童汉清*，海金萍，纪仕飞

（广东石油化工学院，广东茂名，525000）

摘要：对橄榄核油的超临界CO2萃取条件进行了系统的研究，先通过单因素实验确定了适宜的萃取条件，并在单因素实验研究的基础上进行正交实验，优化后的最佳工艺条件为：萃取压力20MPa、橄榄核粒度60-80目、萃取温度40℃、解析温度40℃。并采用气相色谱-质谱联用（GC-MS）技术对橄榄核油提取物进行了成分分析，共检测出15种化合物。

关键词：橄榄核油超临界流体萃取收率GC－MS分析

橄榄有青榄和乌榄（黑橄榄）两种，为橄榄科橄揽属常绿乔木，主要分布在福建、广东、广西等地区[1]。据《本草纲目》记载，橄榄具有清热、利咽、祛痰、生津、健脾、解毒等功效，常用于咽喉肿痛、咳嗽、烦渴、鱼鳖中毒等症，滇橄榄有清血、消食健胃、补益肝肾的功能，主治风寒热气、血热血瘀、肝胆病、消化不良等[2,3]。

橄榄果肉通常被加工成果脯、蜜饯及果汁饮料等产品，在我国橄榄产区更多被腌制作为咸菜。橄榄核内核仁白色，油润而有香气，味涩微酸，含油率较高[4]，是制糕饼的高级馅料之一。橄榄核取仁后剩下来的核壳可制成榄核炭及活性炭，橄榄核雕刻是广东有名的手工艺之一，是传统的出口工艺美术品。橄榄核还含有丰富的油脂，其亚油酸含量高于橄榄油（亚油酸含量21.0%）[5]和茶籽油（亚油酸含量20.6%）[6]，具有极高的营养价值。

橄榄油是从油橄榄鲜果中提取出来的油脂，而油橄榄并不是橄榄科，属木犀科，虽然油橄榄和橄榄果型都是椭圆形，油橄榄通常只有橄榄的一半大小。因此，橄榄核油与橄榄油来源于两种不同的原料，有着本质的区别。

本研究将黑橄榄鲜果去肉取核，采用超临界流体萃取技术萃取橄榄核油，并对橄榄核油进行GC-MS分析，以确定超临界萃取橄榄核油的化学成分及其组成，为橄榄核油中有效成分的分离提取及其应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 实验材料与设备

1.1.1 原料

黑橄榄，产自广东茂名。

1.1.2 主要仪器

1L-SFE超临界CO2萃取装置，广州轻工机械研究所；微型动锤式粉碎机，广西北流轻工业机械厂；电子天平，ES3000E，长沙湘平科技发展有限公司。

全功能色谱-质谱仪（HP5972 GC-MSD）

项目来源：广东省茂名市科技计划资助项目，项目编号：201099

第一作者：童汉清（1964~），男，副教授，硕士。主要从事天然产物有效成分提取及其特性的研究工作。Tal：0668-2923551；

1.2实验方法

1.2.1 橄榄核物料的预处理

橄榄核物料经烘箱干燥、粉碎机粉碎，筛分为不同粒度备用。 1.2.2 超临界CO 2流体萃取橄榄核油的单因素实验研究

称取一定量经处理的橄榄核颗粒装于萃取釜吊篮中，密封后开启超临界流体萃取装置进行萃取实验。分别在不同的萃取压力、萃取温度、解析压力、解析温度、物料粒度下进行单因素实验研究，确定超临界CO 2萃取橄榄核油适宜的操作条件。 1.2.3 超临界CO2萃取橄榄核油的工艺条件研究

根据单因素实验的结果，进行超临界CO 2萃取橄榄核油正交实验，确定超临界萃取橄榄核油的工艺条件。 1.2.4 橄榄核油的GC-MS 分析

选用正交实验确定的最佳操作条件下萃取所得橄榄核油进行GC-MS 分析。气相色谱条件：色谱柱 db-5 MS 30m×0.25 mm×0.25μm 弹性石英毛细管柱；柱温采用程序升温60℃保持5min ，以5℃/min 升至290℃，恒温20min ；载气采用高纯度的He （99.999%），气质接口温度280℃，电离方式为EI ，70ev ，全扫描

样品经GC/MS 联用分析所得各组分质谱数据，输入计算机谱库进行检索，同时通过面积归一法从色谱图中计算各成分的相对百分含量。 2 结果与讨论

2.1 萃取压力对橄榄核油收率的影响

在萃取温度40℃、解析温度35℃、解析压力5.0MPa 、橄榄核粒度60~80目实验条件下，取不同的萃取压力下进行超临界萃取，得出萃取收率与萃取压力之间的关系，实验结果见图2.1。

图2.1 萃取压力对橄榄核油收率的影响

Fig.2.1 Effects of pressure on extraction rate of the Canarium album L. kernel oil

萃取压力增加将使超临界流体密度增加，对提高收率有利，但萃取压力增加，又

810121416182010

2025

萃取压力/MPa

收率/%

将使超临界流体的粘度增加及扩散系数降低，而不利于萃取收率提高。因此，针对不同物料采用超临界流体萃取，收率随萃取压力有不同的变化趋势。

图2.1实验结果表明，用超临界CO 2萃取橄榄核油，在20MPa 以下，压力对超临界流体密度的影响起主要作用，收率随压力的增加而增加，在20MPa 以上，压力对超临界流体粘度和扩散系数的影响起主要作用，收率随压力的增加而降低，在20MPa 的萃取压力下有较高的收率。

2.2 萃取温度对橄榄核油收率的影响

在萃取压力20MPa 、解析温度35℃、解析压力5.0MPa 、橄榄核粒度为40～60目实验条件下，取不同的萃取温度进行萃取实验，萃取收率随萃取温度的变化关系见图2.2。

图2.2 萃取温度对橄榄核油收率的影响

Fig2.2 Effects of temperature on extraction rate of the Canarium album L. kernel oil

超临界萃取温度对收率的影响有正效应和负效应两种作用。萃取温度增加，物料中溶质的蒸汽压增加，有利于提高收率，称之为正效应；但萃取温度增加将使超临界流体的密度降低，不利于萃取，称之为负效应，

图2.2表明，对于橄榄核油的超临界萃取，当萃取温度小于40℃，温度对收率影响的正效应起主要作用，萃取温度大于40℃时，温度对收率影响的负效应起主要作用，萃取温度为40℃时有较高的收率。 2.3 解析温度对橄榄核油收率的影响

在萃取压力20MPa 、萃取温度40℃、解析压力5.0MPa 、橄榄核粒度20～40目实验条件下，取不同的解析温度进行萃取实验，得出收率与解析温度之间的变化关系。实验结果见图2.3。

810121416

182028

384348

萃取温度/℃

收率/%

图2.3 解析温度对橄榄核油收率的影响

Fig2.3 Effects of resolving temperature on extraction rate of the Canarium album L. kernel oil

解析温度升高将降低超临界CO 2对溶质的溶解能力，有利于解析，但解析温度过高，溶质的蒸汽压升高，致使挥发量增加而不利于解析。图2-3表明，利用超临界CO 2萃取橄榄核油，适宜的解析温度为35℃。 2.4 颗粒的粒度对橄榄核油收率的影响

物料粒度对超临界流体萃取收率的影响主要为有效传质面积、颗粒床层的空隙率、超临界流体对物料颗粒的渗透力三个方面。减小颗粒粒度将会增大颗粒群的比表面积，且超临界流体容易渗透到颗粒内部，有利于提高收率。但粒度太小，颗粒间的接触面积将大大增加，致使有效传质面积降低，收率降低。同时由于颗粒床层空隙率降低，将产生严重的“沟流”现象，对萃取操作极为不利。

鉴于以上的考虑，我们取>80目、60～80目、40～60目、20～40目四种橄榄核物料，在萃取压力25MPa 、萃取温度40℃、解析压力5.0MPa 、解析温度35℃的操作条件下进行萃取实验，得出收率与橄榄核粒度之间的变化关系。实验结果见图2.4（其中粒度1、2、3、4分别表示大于80目、60～80目、40～60目、20～40目)。

图2.4 粒度对超临界萃取橄榄核油效果的影响

Fig 2.4 Effects of granularity on extraction rate of the Canarium album L. kernel oil

图2.4表明，以粒度为60～80

目的橄榄核物料进行超临界萃取橄榄核油，有较高

810121416182026

解析温度/℃

收率/

051015

200

2345

粒度

收率/%

的收率。大于80目的物料粒度太小，容易被CO2气流带入管道，致使管路堵塞，所以不宜使用。

2.5 超临界CO2萃取橄榄核油工艺条件的优化

根据超临界CO2萃取橄榄核油的单因素实验结果，设计了L9(34)正交实验因素水平表，见表2.1，正交实验结果及分析见表2.2。

表2.1 L9(34)正交实验因素水平表

Table2.1 L9(34) factor and level of Orthogonal experiment

水平萃取压力A

MPa

萃取温度

B ℃

解析温度

C ℃

粒度D

目

1 15 35 30 60~80

2 20 40 35 40~60

3 25 45 40 20~40

表2.2 正交实验结果及分析

Table2.2 result and analysis of the Orthogonal experiment

序号萃取压力A

MPa

萃取温度

B ℃

解析温度

C ℃

粒度D

目

萃取收率

1 1 1 1 1 10.6

2 1 2 2 2 13.9

3 1 3 3 3 8.3

4 2 1 2 3 11.7

5 2 2 3 1 19.8

6 2 3 1 2 15.6

7 3 1 3 2 14.5

8 3 2 1 3 11.8

9 3 3 2 1 19.5

k110.933 12.267 12.667 16.633

k215.700 15.167 15.033 14.667

k315.267 14.467 14.200 10.600

极差 4.767 2.900 2.366 6.033

由表2.1和表2.2可知，超临界CO2萃取橄榄核油四个影响因素的主次顺序关系为：橄榄粒度>萃取压力>萃取温度>解析温度；最佳组合为：A2B2C3D1，即最优工艺为：橄榄核粒度60～80目、萃取压力20MPa、萃取温度40℃、解析温度40℃。

2.6 橄榄核油的GC-MS分析

橄榄核油的GC－MS分析总离子流色谱图见图2.5

图2.5 超临界CO 2萃取橄榄核油总离子流图

Fig 2.5 TIC (total ion current) of Canarium album L. kernel oil extracted with supercritical CO 2

对橄榄核油的总离子流图进行分析鉴定，经计算机检索及人工解析质谱并与标准图校对，确定了橄榄核油的15种主要成分，成分鉴定表见表2.3。

表2.3 超临界萃取橄榄核油成分鉴定表

Table 3.2 The components of Canarium album L. kernel oil by supercritical extraction and molecular

distillation

峰号化学成分分子量百分含量/% 1 洋茉莉醛

97 0.62 2 6-正丁基-2，3，4，5-四氢砒啶

50 0.39 3 9-二十烷炔 49 0.86 4 棕榈酸 99 28.29 5 亚油酸 99 42.26 6 硬脂酸

99 5.24 7

（Z ）-三乙基硅氧基-1，3-戊二烯

0.44

A b u n d a n c e

T I C : W H 808D .D

8 1-异丙基金刚烷47 2.10

9 1-（5-（1，3-苯并二氧代-5-基）-1-氧代-2，4-戊二烯基

（-（E-E）-哌啶

99 1.32

10 角鲨烯87 1.86

11 1-（5-（1，3-苯并二氧代-5-基）-1-氧代-2，4-戊二烯基

（-（E-E）-哌啶

99 5.65

12 丁-生育酚99 6.38

13 2-间甲苯基-2-唑啉42 0.77

14 柑橘黄酮86 0.64

15 穿贝海绵甾醇99 3.19

GC－MS分析结果显示，橄榄核油成分以脂肪酸为主，其中不饱和脂肪酸含量占42.26%，饱和脂肪酸主要为硬脂酸和棕榈酸，相对含量分别为5.24%，28.29%。橄榄核油还含有生育酚、柑橘黄酮等较多的抗氧化性成分，因此，橄榄核油在食品添加剂、保健食品等方面将有着广泛的应用空间。

3 结论

采用超临界萃取技术对橄榄核有效成分进行萃取，所得橄榄核油色泽、香味纯真，品质上佳，萃取收率较高。经正交实验对萃取工艺条件进行优化，确定超临界CO2萃取橄榄核油最优工艺条件为：萃取压力20MPa、橄榄核粒度60~80目、萃取温度40o C、解析温度40 o C。影响因素的主次顺序关系为：萃取压力>物料粒度>萃取温度>解析温度。

橄榄核油的GC－MS分析结果表明，橄榄核油的主要成分为不饱和脂肪酸、饱和脂肪酸及一些抗氧化性成分。因此，橄榄核油在食品添加剂、保健食品等方面将有着广泛的应用空间。

参考文献：

[1] 赵大宣,覃振师.乌榄的特性及其在广西的发展前景探讨. 南方园艺，2009(20):10-11.

[2] 江苏新医学院.中药大词典(上册) [M ] .上海：上海科学技术出版社. 1986：467.

[3] 张坤泉等.浅谈乌榄药用的研究进展[J] . 中国实用医药，2008(3)：183-184.

[4] 苑景春.橄榄辨析[J] .北京中医杂志，2002，21(1)：42-43.

[5] 于长青.橄榄油的的化学组成及对人体的营养价值[J] .食品科技，2000，(2)：59-60.

[6] 李福星，张彬等.几种植物种子油脂的脂肪酸组成研究[J] .中国油脂，2005（10）：74~75 .

Supercritical CO2 Extraction of Canarium Album L. Kernel Oil and Its

Component Analysis by GC-MS

Tong Hanqing Hai Jinping Ji Shifei

(Guangdong University of Petrochemical Technology, , Guangdong Maoming, 525000)

Abstract：Supercritical CO2extraction conditions of canarium album L. kernel oil were studied systematically. Firstly, suitable conditions were made sure by single-factor tests, and then the orthogonal test was carried out based on single-factor tests, the optimal technics conditions: extraction pressure 20MPa, canarium album L. kernel granularity 60-80 meshes, extraction temperature 40℃, separation temperature 40℃. Using GC-MS multiple techniques, component analysis of canarium album L. kernel oil was carried out, and 15 compounds were detected completely.

Keyword：canarium album L. kernel oil；Supercritical fluid Extraction；yield；Analysis by GC-MS

联系电话：0668-2923551 （办公室）

0668-2981006 （实验室）

137******** （手机）

通讯地址：广东省茂名市官渡二路139号广东石油化工学院实验教学部邮编：525000