超声辅助提取小米谷糠油工艺优化

侯磊 惠国强 南芝润 张杰 田怀泽 郝利平

侯磊,惠国强,南芝润,等. 超声辅助提取小米谷糠油工艺优化[J]. 食品工业科技,xxxx,x(x):1−8. doi:  10.13386/j.issn1002-0306.2020060214
引用本文: 侯磊,惠国强,南芝润,等. 超声辅助提取小米谷糠油工艺优化[J]. 食品工业科技,xxxx,x(x):1−8. doi:  10.13386/j.issn1002-0306.2020060214
HOU Lei, HUI Guoqiang, NAN Zhirun, et al. Optimization of Ultrasound-assisted Extraction Process of Millet Bran Oil[J]. Science and Technology of Food Industry, xxxx, x(x): 1−8. (in Chinese with English abstract). doi:  10.13386/j.issn1002-0306.2020060214
Citation: HOU Lei, HUI Guoqiang, NAN Zhirun, et al. Optimization of Ultrasound-assisted Extraction Process of Millet Bran Oil[J]. Science and Technology of Food Industry, xxxx, x(x): 1−8. (in Chinese with English abstract). doi:  10.13386/j.issn1002-0306.2020060214

超声辅助提取小米谷糠油工艺优化

doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2020060214
基金项目: 山西省粮食系统科技攻关计划(201801);忻州市重点研发计划-农业领域(20190303-2);忻州市科研项目(yms2019-13)
详细信息
    作者简介:

    侯磊(1988−),男,硕士,助理研究员,研究方向:作物育种与农产品加工,E-mail:sxhoulei@163.com

    通讯作者:

    郝利平(1957−),女,教授,研究方向:农产品加工与贮藏,E-mail:haoliping756@163.com

  • 中图分类号: S645.1

Optimization of Ultrasound-assisted Extraction Process of Millet Bran Oil

  • 摘要: 本研究探讨了小米谷糠前处理方式和新鲜程度对小米谷糠油提取率的影响,采用超声波辅助技术,选取最适提取溶剂,通过单因素实验和响应面分析优化小米谷糠油提取工艺,并分析了小米谷糠油脂主要理化性质及其脂肪酸组成。结果表明:选用新鲜小米谷糠,经过温度为121 ℃红外加热15 min处理;选择无水乙醇作为最佳提取溶剂,浸提时间为2 h、料液比为1:6.5 g/mL、浸提温度为56 ℃,在此条件下小米谷糠油提取率为78.57%;各因素对小米谷糠油提取率的影响程度的顺序依次为:料液比>浸提温度>浸提时间;该条件下提取的小米谷糠油酸值、过氧化值均符合《食品安全国家标准 植物油》(GB2716-2018)米糠油的指标;小米谷糠油的脂肪酸主要成分为棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸和亚麻酸,不饱和脂肪酸含量占总脂肪酸含量的90.58%,其中亚油酸含量高达72.31%。本研究提出的超声辅助无水乙醇提取小米谷糠油工艺路线是可行的,可为小米谷糠进一步开发利用提供重要的理论支撑。
  • 图  1  不同储藏时间对小米谷糠油提取率的影响

    注:同列小写字母表示在0.05水平下差异显著。下图同

    Figure  1.  Effects of different storage time on extraction rate of millet bran oil

    Note: The different lowercase letters in the same column indicated significant difference at the 0.05 level. The same below.

    图  2  不同有机溶剂对小米谷糠油提取率的影响

    Figure  2.  Effect of different organic solvents on extraction rate of millet bran oil

    图  3  不同浸提时间对小米谷糠油提取率的影响

    Figure  3.  Effect of different extracting time on extraction rate of millet bran oil

    图  4  不同料液比对小米谷糠油提取率的影响

    Figure  4.  Effect of different material to solvent ratio on extraction rate of millet bran oil

    图  5  不同浸提温度对小米谷糠油提取率的影响

    Figure  5.  Effect of different extracting temperature on extraction rate of millet bran oil

    图  6  浸提时间和料液比的交互作用对小米谷糠油提取率的影响

    Figure  6.  Effect of the interaction between extracting time and material to solvent ratio on the extraction rate of millet bran oil

    图  7  料液比和浸提温度的交互作用对小米谷糠油提取率的影响

    Figure  7.  Effect of the interaction between material to solvent ratio and extracting temperature on the extraction rate of millet bran oil

    图  8  浸提时间和浸提温度的交互作用对小米谷糠油提取率的影响

    Figure  8.  Effect of the interaction between extracting time and extracting temperature on the extraction rate of millet bran oil

    图  9  小米谷糠油的气相色谱图谱

    Figure  9.  The gas chromatogram of millet bran oil

    表  1  超声辅助提取小米谷糠油响应面因素水平表

    Table  1.   Factor and levels coding of Box-Behnken Design from millet bran oil by ultrasonic assisted extraction method

    因素编码值水平
    −101
    浸提时间/hA123
    料液比/(g/mL)B1:51:61:7
    浸提温度/℃C505560
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    表  2  不同前处理方式对小米谷糠油提取率的影响

    Table  2.   Effects of different pretreatment methods on extraction rate of millet bran oil

    前处理方式提取率(%)
    红外加热法65.88 ± 0.36 a
    加压加热法63.27 ± 0.64 b
    微波加热法62.19 ± 0.92 b
    未经过前处理(对照)62.10 ± 0.47 b
    注:同列小写字母表示在0.05水平下差异显著。下表同
    Note: The different lowercase letters in the same column indicated significant difference at the 0.05 level. The same below.
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    表  3  响应面分析试验设计及结果

    Table  3.   Results of Box-Behnken Design from millet bran oil

    组数A浸提时间(h)B料液比(g/mL)C浸提温度(℃)提取率(%)
    1−1−1068.42
    21−1069.17
    3−11075.07
    411075.01
    5−10−163.85
    610−168.36
    7−10175.25
    810175.71
    90−1−161.48
    1001−171.83
    110−1168.19
    1201176.52
    1300076.40
    1400077.62
    1500078.54
    1600076.87
    1700078.20
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    表  4  各因素和回归方程的方差分析

    Table  4.   Analysis variance of factors and regression equation

    方差来源平方和自由度均方F值P显著性
    模型418.63946.5119.130.0004**
    A-浸提时间4.0014.001.650.2402
    B-料液比121.451121.4549.940.0002**
    C-浸提温度113.631113.6346.730.0002**
    AB0.1610.160.0670.8026
    AC4.1014.101.690.2352
    BC1.0211.020.420.5378
    A219.65119.658.080.0249*
    B250.06150.0620.590.0027**
    C288.05188.0536.210.0005**
    残差17.0272.43
    失拟项13.8334.615.780.0616
    纯误差3.1940.80
    总和435.6516
    R20.9609
    注:差异极显著(P<0.01);差异显著(P<0.05);差异不显著(P>0.05)。
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    表  5  小米谷糠油与常见植物原油(GB2716-2018)主要理化指标

    Table  5.   The primary physical and chemical indexes of millet bran oil and common vegetable oil

    样品名称酸值(mg/g)过氧化值(g/100 g)
    小米谷糠油12.35 ± 0.260.22 ± 0
    米糠油250.25
    棕榈(仁)油、玉米油、橄榄油、
    棉籽油、椰子油
    100.25
    其他40.25
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    表  6  小米谷糠油脂肪酸组成

    Table  6.   The fatty acid composition of millet bran oil

    序号脂肪酸名称脂肪酸简称含量(%)
    1棕榈酸C16:07.89
    2硬脂酸C18:01.52
    3油酸C18:115.32
    4亚油酸C18:272.31
    5亚麻酸C18:32.95
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  • [1] 许洁. 小米谷糠蛋白的提取及其保健功能的研究[D]. 太原: 山西大学, 2012.
    [2] 吴妙鸿, 黄薇, 刘兰英, 等. 米糠营养成分分析及其在鲍鱼饲料中的应用价值研究[J]. 粮食与饲料工业,2018(3):34−37.
    [3] 李兴峰, 宁亚维, 缪铭, 等. 中国小米全谷物食品的研究现状及发展方向[J]. 河北科技大学学报,2014,35(3):250−254. doi:  10.7535/hbkd.2014yx03007
    [4] 杨敏, 张羽霄, 杜宣利, 等. 小米糠中亚油酸的提取工艺研究[J]. 粮食与食品工业,2019,26(2):14−18. doi:  10.3969/j.issn.1672-5026.2019.02.004
    [5] Seema A, Ghufran S S M, Saied S Z, et al. Potential nutraceutical benefits of basmati rice bran oil as analgesic, anti-inflammatory and anti-arthritis[J]. Pakistan journal of pharmaceutical sciences,2019,32(6):2545−2551.
    [6] Liu F M, Shan S H, Li H Q, et al. Treatment of peroxidase derived from Foxtail millet Bran attenuates atherosclerosis by inhibition of CD36 and STAT3 in vitro and in vivo[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry,2020,68(5):1276−1285. doi:  10.1021/acs.jafc.9b06963
    [7] 孙青山, 王常青, 张生万, 等. 小米油复合饮料降血脂作用的实验研究[J]. 食品工业科技,2016,37(17):332−334, 339.
    [8] Dong J L, Wang L, Lv J, et al. Structural, antioxidant and adsorption properties of dietary fiber from foxtail millet (Setaria italica) bran[J]. Journal of the Science of Food and Agriculture,2019,99(8):3886−3894. doi:  10.1002/jsfa.9611
    [9] 王喜英, 吴宿慧, 李寒冰. 小米油对小鼠烫伤皮肤的修复作用[J]. 河南中医,2018,38(5):694−698.
    [10] 赵陈勇, 王常青, 许洁, 等. 小米谷糠油降血脂和抗氧化作用的研究[J]. 中国粮油学报,2012,27(7):67−70. doi:  10.3969/j.issn.1003-0174.2012.07.014
    [11] 杨敏, 杜宣利, 魏永峰, 等. 小米糠液压榨油工艺的研究[J]. 粮食与食品工业,2020,27(1):13−17. doi:  10.3969/j.issn.1672-5026.2020.01.004
    [12] 赵陈勇, 王常青, 许洁, 等. 富含甾醇小米谷糠油提取工艺研究[J]. 中国油脂,2011,36(7):12−14.
    [13] 周麟依, 肖志刚, 于金平, 等. 挤压膨化辅助水酶法提取米糠油工艺研究[J]. 中国粮油学报,2014,29(7):68−72.
    [14] 薛晋. CO2超临界萃取小米糠油的工艺研究[J]. 食品工程,2017(1):25−27, 47. doi:  10.3969/j.issn.1673-6044.2017.01.009
    [15] 叶展, 罗质, 何东平, 等. 超声波技术在油脂适度精炼中的应用研究进展[J]. 食品工业,2015,36(7):231−236.
    [16] 邓博心. 预烘烤对花生水酶法制油油脂释放行为及品质的影响[D]. 无锡: 江南大学, 2018.
    [17] 秦可欣, 程文红, 张光, 等. 米糠稳定化技术的研究进展[J]. 农产品加工(学刊),2014,362(16):50−53.
    [18] 曾秋梅. 山茶属三组植物油脂组成分析及其图像标记开发[D]. 厦门: 华侨大学, 2016.
    [19] 谢庆方. 红麻籽油提取工艺及其氧化稳定性研究[D]. 郑州: 河南工业大学, 2018.
    [20] 韩思萌, 刘昆仑, 陈复生. 米糠稳定化研究进展[J]. 粮食与油脂,2019,32(11):4−6.
    [21] 苏丹, 李树君, 赵凤敏, 等. 红外加热米糠稳定化研究[J]. 食品科技,2012,37(4):142−146.
    [22] Yilmaz N. Middle infrared stabilization of individual rice bran milling fractions[J]. Food Chemistry,2016,190(1):179−185.
    [23] 程叶停, 刘元法, 李进伟, 等. 米糠近红外稳定化处理过程研究与评价[J]. 中国油脂,2016,41(12):50−54. doi:  10.3969/j.issn.1003-7969.2016.12.011
    [24] 谢莹. 米糠油制取及精炼工艺的研究[D]. 长沙: 中南林业科技大学, 2013.
    [25] 马蕴欣. 小米谷糠稳定化及谷糠油提取工艺的研究[D]. 济南: 齐鲁工业大学, 2016.
    [26] 杜亚军. 小米糠深加工研究进展[J]. 粮食与饲料工业,2016(3):31−34, 39.
    [27] 宁芯, 韦静, 黎梓玉, 等. 百香果果籽油提取工艺优化及其调和油的调配研究[J]. 中国粮油学报,2020,35(2):77−82. doi:  10.3969/j.issn.1003-0174.2020.02.014
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  • 收稿日期:  2020-06-18
  • 网络出版日期:  2021-02-01

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