-
南瓜种籽中活性物质提取工艺的优化
摘要
:
南瓜籽中含有丰富的植物甾醇
，角鲨烯，维生素
E
、胡罗卜素等活性物质，其中
植物甾醇，角鲨烯，维生素
E
都属于不皂化物的重要
组成部分。本试验首先进行单因素
实验，以不皂化物的提取率为指标，考察不同皂化时间
、皂化温度、液料比、
KOH-
乙醇
溶
液浓度四个因素对南瓜籽中不皂化物质提取量的影响，在单因素实验的基础上，再选
用响
应面（
RSM
）法，优化最佳皂化工艺条件。最终确定在皂化时
间为
1.5h
、皂化温度
为
69
℃、
液料比为
10m
L/g
和
KOH-
乙醇浓度为
2
mol/L
时，
不皂
化物的理论得率为
1.37%
。
关键词：
南瓜种籽
活性物质
提取
优化
前言
1.1
南瓜籽简介
南瓜（
Cucurbit
moschata
Duch
）
，属葫芦科一年生草本植物，又名倭瓜、番瓜、饭
瓜、
窝瓜等。
南瓜以其营养价值极高被世界营养学家公认为是
21
世纪的保健食品。
南瓜
的果实、
茎、叶、花朵和种子中含有丰富的胡罗卜素、多糖、南瓜子氨酸、环丙基氨基
酸（
CTY
）
、南瓜子碱、葫芦巴碱、膳食纤维、
抗菌活性蛋白，植物甾醇，角鲨烯，维生
[1]
素
E
等
。特别是由于科学技术的发展，国外一些科学技
术先进的国家对南瓜所具有的
保健功能有了更多新的发现，并对过去已知和新发现的这些
功能给予很高评价，从而显
著地提高了南瓜在蔬菜生产和加工领域的地位，南瓜生产和消
费迅速发展。
南瓜籽味甘、性温
,
归脾、胃、大肠经
,
有驱虫、下乳、健脾、利水之功效
,
主治
[2]
绦虫、蛔虫、钩虫病、百日咳、产后缺乳、腹胀、产
后手足浮肿、痔疮等症
。南瓜籽
中
油<
/p>
脂
量
较
高
,
其
保
健
功
效
成
分
主
要
存
在
< br>于
南
瓜
籽
油
中
,
油
脂
成
分
占
到<
/p>
干
质
量的
[3]
35%~50%,
最高的可达到
64.
4%
。
南瓜种子中含有丰富的植物甾醇，
角鲨烯，
维生素
E
、
胡罗卜
素等活性物质。具有驱除寄生虫、降低胆固醇、抗炎、抗氧化、缓解高血压、治
疗和预防
前列腺增生等作用。虽然我国籽用南瓜的栽培面积逐年扩大，但是籽用南瓜的
加工利用很
少，没有进行南瓜籽的深层开发。
1.2
不皂化物简介
不皂化物包括自然界中
的脂类物质如甾醇，烃类，醇类，脂肪族和萜烯醇类等。不
皂化物：在本标准规定的操作
条件下，试样用氢氧化钾皂化后的全部生成物用一种特定
的溶剂提取，蒸发溶剂、干燥后
的残留物
,
用质量百分含量表示。
[4]-[6]
生育酚，脂肪醇，角鲨烯和植物甾醇等属于不皂
化物的组成部分
，其中植物甾
[7]
醇
占重要部分
,
除了南瓜籽等
3
种籽油外，几乎所有的油不皂化物中甾醇部分占大约
[8]
30%
，研究表明，南瓜籽不皂化物中含有植物甾醇（
β
-
谷甾醇和豆甾醇
33.3mg/
100 g
I
籽
)
，角鲨烯
(89.0mg/1
00 g
籽
)
和生育酚
(15.7mg/100
g
籽
)
。
油不皂化物中含有角鲨烯，
角鲨烯是
三萜类开环化合物
,
是甾醇和
4-<
/p>
甲基甾醇的生
[10]
源前体
,
有助于提高油类的氧化稳定性
，油不皂化物含
有生育酚和甾醇具有抗氧化作
[11]
用，对油的稳定性起到重
要作用，可考虑不皂化物作为天然抗氧化剂使用
。
[9]
2
试验材料与方法
2.1
原料来源
本试验选用黑龙江省宝库<
/p>
1
号裸仁南瓜籽为原料，由黑龙江省讷河市宝库良种繁育
研究所提供。
2.2
仪器与试剂
2.2.1
仪器
仪器名称
W201
恒温浴锅
电热恒温水浴锅
202-2A
型电热恒温干燥箱
B
型玻璃仪器气流烘干器
R-205
旋转蒸发仪
SHB-3
型循环水多用真空泵
SHB-
Ⅲ型循环水多用真空泵
FW100
型高速万能粉碎机
电子天平
生产公司
上海申胜生物技术有限公司
上海市医疗器械五厂
天津市泰斯特仪器有限公司
郑州杜甫仪器厂
上海申胜生物技术有限公司
郑州杜甫仪器厂
郑州长城科工贸有限公司
天津市泰斯特仪器有限公司
上海梅特勒—托利多仪器有限公司
2.2.2
试剂
试剂名称
无水乙醇
正己烷
氢氧化
盐酸
无水硫酸钠
乙醚
纯度
分析纯
分析纯
分析纯
分析纯
分析纯
分析纯
试剂来源
天津市天力化学试剂有限公司
天津市天力化学试剂有限公司
天津市天力化学试剂有限公司
天津市科密欧化学试剂有限公司
天津市天力化学试剂有限公司
天津市天力化学试剂有限公司
2.3
试验方法
II
2.3.1
南瓜籽粉的制备
南瓜籽经过筛选，除
去杂质后粉碎过筛，储存于
-20
℃冰箱中，备用。
2.3.2
实验流程及原理
实验流程见图
2-1
：
南瓜籽粉
HCl-
乙醇
酸解
KOH-
乙醇
皂化
碱洗
冷却
萃取物
正己烷
/
乙醚
（<
/p>
1:1
）萃取
回收溶剂
< br>冷却
萃取
水洗直中性
干燥
称重
不皂化物
回收溶剂
旋蒸
图
2-1
南瓜籽中提取不皂化物实验流程
<
/p>
实验原理见图
2-2
：
< br>
图
2-2
南瓜籽中提取不皂化物实验原理
2.3.3
南瓜种籽中提取不皂化物质最佳皂化条件研究
首先进行单因素实验，考察不同料液比、
KOH-
乙醇
溶液浓度、皂化时间和皂化温
III
度这四个因素对非皂化物质提取率的影响，确定较优水平；在单因素实验的基础上，再<
/p>
选用响应面安排试验，对试验结果进行优化，从而确定最佳皂化工艺条件。
2.3.3.1
不同皂化时间对南瓜种籽中不皂化物质提取率的影响
精确称取
2 g
样品，
在优化后酸解条件的基础上，
以液料比为
15
mL/g
加入
0.5 mol/L
的<
/p>
KOH-
乙醇溶液，
于温度为
80
℃水浴上回流加热，
皂化时间分别为
0.5
、
1.0
、
1.5
、
2.0
、
2.5 h
，考察不同皂化时间对不皂化物提取的影响，每项实
验重复三次。
2.3.3.2
不同皂化温度对南瓜种籽对不皂化物质提取率的影响
精确称取
2
g
样品，
以液料比为
15
mL/g
加入
0.5 mol/L KOH-
< br>乙醇溶液，
分别在温度为
30
、
40
、
50
、
60
、
70
、
80
、
90
℃
条件下进行皂化，皂化时间为
1 h
，研究不同皂化温度对
不皂化物提取的影响，每项实验重复三次。
2.3.3.3
不同液料比对南瓜种籽中不皂化物质提取率的影响
精确称取
2 g
样品，分别以液料比为
5
、
10
、<
/p>
15
、
20
、<
/p>
25 mL/g
加入
0.5 mol/L
KOH-
乙
醇溶液，于皂化温度为
80
℃，皂化时间
1 h
条件下进行皂化处
理，研究不同液料比对不皂
化物提取的影响，每项实验重复三次。
2.3.3.4
不同
KOH-<
/p>
乙醇溶液浓度对南瓜种籽中不皂化物质提取率的影响
精确称取
2
g
样品，以液料比为
15 mL/g
分
别加入浓度为
1.0
、
2.0
、
3.0
、
4.0
、
5.0 mol/L
KOH-
乙醇溶液，于皂化温度为
80
℃，皂化时间
1 h
条件下进行皂化反应，研究不同
KO
H-
乙醇溶液浓度对不皂化物提取的影响，每项实验重复三次。
2.3.4
响应面法确定不皂化物最佳皂化工艺参数
2.3.4.1
响应面实验
通过以上单因素试验，
确定液料比、
KOH
-
乙醇溶液浓度、
皂化时间和皂化温度这
四个因素的较优水平，用响应面法设计实验。
2.3.4.2
响应面验证实验
精确称取
2 g
样品，按响应面实验得
出的最优皂化工艺条件进行实验，实验重复三
次。对试验结果进行分析，确定不皂化物最
佳皂化工艺条件。
3
结果与分析
3.1
南瓜种籽中提取不皂化物质最佳皂化条件研究
3.1.1
不同皂化时间对南瓜种籽中不皂化物质提取率的影响
不同皂化时间对南瓜种籽中不皂化物质提取率的影响，见图
3-1
：
IV
1.2
1.0
不
皂
化
物
提
取
率
（<
/p>
%
）
0.8
0.
6
0.4
0.2
0.0
0.5
1.0
1.5
皂化时间
（h）
2.0
2.5
3.0
图
3-1
不同皂化时间对不皂化物提取率的影响
在图
3-1
中可以看出在不同皂化时间对南瓜种籽中不皂化物
质提取率的影响的单因
素实验中，皂化时间较短时，南瓜籽组织中的结合态的活性物质还
没有完全与
KOH-
乙
醇溶液反应中，
收率不高，但是随着皂化时间的加长，到
1.5h
，不皂化物的
提取率显著
的上升，
并达到最高值。
但
是超过
1.5h
收率开始缓慢下降，
原
因是随着皂化时间的加长，
提取出的不皂化物容易在长时间皂化条件下发生包裹，影响了
不皂化物的提出，最后确
定皂化时间选择
1.5h
为宜。
3.1.2
不同皂化温度对南瓜种籽中不皂化物质提取率的影响
不同皂化温度对南瓜种籽中不皂化物质提取率的影响见图
3-2
：
1.80
1.60
1.40
不
皂
化
物
提
取
率<
/p>
（
%
）
1.20
1.00
0.80
0.60
0.40
0.20
0.00
30
40
50
60
< br>皂化温度（℃）
70
80
90<
/p>
图
3-2
不同皂化温度中对皂化物提取率的影响
在图
3-2
中可以看出在不同皂化温度对南瓜种籽中不皂化物
质提取率的影响的单
因素实验中，在皂化温度很低时，南瓜籽脂萃取物与
KOH-
乙醇溶液不能充分反应，甚
至没有发生反应，
所以提取出不皂化物含量少，但是随着皂化温度的升高，到
70
℃，不
皂化物的含量显著的上升，并达到最高值。但是超过
70
℃含量开始下降，最后确定皂化
温度选择
60
℃为宜。
V
-
-
-
-
-
-
-
-
-
上一篇：理解散文重要句子含义教案
下一篇：关于方言现今的存在价值及发展趋势