栝樓籽油的提取、理化性質(zhì)及其在化妝品中的應(yīng)用

劉光斌 李宗鑫 龔 磊 余云輝汪光明 趙淑娟 黃 忠 馬 雪

(江西農(nóng)業(yè)大學(xué)應(yīng)用化學(xué)研究所1，南昌 330045)

(江西省武寧縣農(nóng)業(yè)局2，武寧 3323002)

(江西省食品檢驗檢測研究院3，南昌 330001)

栝樓(Trichosanthes kirilowii Maxim.)，俗稱瓜蔞、吊瓜，為多年生草質(zhì)藤本，植物學(xué)分類屬葫蘆科，因其形狀似小西瓜，果實從藤上向下掛，又名“吊瓜”。據(jù)《本草綱目》及各大中藥辭典記載，吊瓜具有清肺、化痰、止咳、潤腸、通便等功效［1］。

栝樓籽粒大肉多，含豐富的不飽和脂肪酸、蛋白質(zhì)和多種氨基酸和微量元素。瓜產(chǎn)籽質(zhì)脆肉滿，香氣濃厚，是休閑食品瓜子中的極品，是綠色的上等佳品。其根、果實、瓜皮、瓜籽也是重要的中藥材［2－3］。同時，吊瓜子油脂中，還含有較高活性物質(zhì)的角鯊烯，角鯊烯是三十碳六烯［4］，由6個非共軛雙鍵構(gòu)成的類異戊二烯烴類化合物，具有較強的抗氧化活性。角鯊烯在化妝品工業(yè)上應(yīng)用十分廣泛，角鯊烯具有抗氧化、抵御紫外線傷害的作用，被廣泛用作防曬劑，角鯊烯可以阻塞皮膚氣孔且易被肌膚深層吸收，表現(xiàn)出較好的保濕效果，是一種良好的潤膚劑，角鯊烯是構(gòu)成皮脂的重要組成部分，同時給肌膚提供營養(yǎng)［5－6］。角鯊烯的提取原料多來自鯊魚的肝臟，以致角鯊烯的提取需要通過大量捕殺鯊魚來提供原料，破壞生態(tài)平衡。以天然植物栝樓籽為原料提取含角鯊烯的油脂在日用化學(xué)品進行應(yīng)用，既提供了角鯊烯大量資源和提高了吊瓜子的利用價值，也維護了生態(tài)環(huán)境。

因此，本項目通過研究栝樓籽油脂提取的工藝，分析栝樓籽油脂理化性質(zhì)，并將栝樓籽油脂加入化妝品中，檢測其臨床應(yīng)用效果，為栝樓籽油在日用化學(xué)品開發(fā)利用開辟新的用途提供參考。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

栝樓籽:寧蔞 1號大籽粒栝樓籽，登記號Y14731，栝樓籽是當(dāng)年產(chǎn)的，九江武寧縣農(nóng)業(yè)局通提供。

石油醚，為分析純;硬脂酸、單硬酯酸甘油酯、十六碳十八碳混合醇、硅油、甘油 、三乙醇胺、香精等，均為工業(yè)級;月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚油酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、花生酸、二十碳一烯酸、山崳酸、芥子酸、角鯊烯等，均為色譜純，阿拉丁公司。

1.2 儀器與設(shè)備

FW100高速萬能粉碎機;RES2－99型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀;DF－II集熱式磁力攪拌器;GC2010氣相色譜儀;1260型液相色譜儀。

1.3 實驗方法

1.3.1 提取溶劑的選擇

為了有效地提取栝樓籽油脂，一般選用極性較大的有機溶劑，根據(jù)相似相容原理，選用石油醚提取栝樓籽油。這是因為石油醚對栝樓籽油的非極性油提取效率較高，可滲透到栝樓籽肉內(nèi)部，且能在攪拌過程中消除乳化作用，有利于油游離出來。

1.3.2 栝樓籽油脂的提取方法

稱取一定量的剝殼栝樓籽仁，用研磨機研磨碎，選用一定的提取溶劑石油醚，在一定的料液比、提取時間和反應(yīng)溫度下提取栝樓籽油脂，算出得油率。

得油率=所得栝樓籽油的質(zhì)量/栝樓籽仁的質(zhì)量×100%

1.3.3 單因素分析法

針對提取溫度(55、60、65、70、75 ℃)，料液比(1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5)，回流時間(1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 h)做單因素分析實驗，確定正交試驗的提取溫度、料液比、回流時間。

1.3.4 正交實驗方案的設(shè)定

通過單因素試驗分析，確定影響栝樓籽仁的得油率的重要因素為提取溫度、回流時間、料液比的范圍，然后采用正交試驗來確定栝樓籽油脂的最佳條提取件。

1.3.5 栝樓籽油理化性質(zhì)測定

酸值的測定:按GB 5009.239—2016進行測定;皂化值的測定:按GB/T5534—2008進行測定;碘值的測定:按GB/T5532—2008進行測定。

1.3.6 栝樓籽油脂中脂肪酸的組成及質(zhì)量分數(shù)的檢測方法

栝樓籽油脂中脂肪酸成分及質(zhì)量分數(shù)采用氣相色譜(GC)分析，參照GB/T 17376—2008中5酯交換法進行甲酯化和GB/T 17377—2008進行檢測。

色譜分析條件:GC2010日本島津;FID檢測器;FFAP毛細管色譜柱(30.0 m ×0.25 mm ×0.25 mm);進樣口溫度:240℃;檢測器溫度:240℃;柱流量:1.23 mL/min;分流比:1∶30;柱溫采取程序升溫，初始柱溫:180℃，以2℃/min的升溫速率升到210℃，保持3 min，然后以2℃/min的升溫速率升到230℃，保持5 min;尾吹流量:30 mL/min;載氣:N2，柱頭壓60 kPa;氫氣流量:40 mL/min;空氣流量:400 mL/min;進樣量:1 mL。

1.3.7 角鯊烯成分及質(zhì)量分數(shù)的檢測方法

角鯊烯成分及質(zhì)量分數(shù)采用高效液相色譜儀分析，先將栝樓籽油脂進行皂化，將脂類物質(zhì)去除后進行檢測，液相色譜條件色譜柱:C18(5μm，4.6 mm ×150 mm)流動相∶甲醇∶乙腈=6∶4;柱溫40℃;流速:1 mL/min;檢測波長210 nm;進樣量:10μL;

1.3.8 栝樓籽油在化妝品中的應(yīng)用

栝樓油脂本身可以利用作為化妝品中油性成分，同時又含有含有較高功能活性物質(zhì)角鯊烯，只經(jīng)過脫色精制［7］，不需要另外分離純化而直接作為化妝品原料使用，制備含栝樓籽油的美白霜，進行臨床試驗，檢測其美白效果。

根據(jù)相關(guān)化妝品的配方設(shè)計原理［8］，把脫色精制后的栝樓籽油加入化妝品配方中，制備含栝樓籽油的美白霜，具體配方見表1。制作工藝為油相、水相原料溶解、混合、均質(zhì)、乳化、勻速攪拌冷卻，冷卻約50℃時加入香精，攪勻，靜置即可。

表1 含栝樓籽油的美白霜的配方

2 結(jié)果與分析

2.1 栝樓籽油提取的單因素條件

按照1.3.2栝樓籽油脂提取方法，在提取溶劑為石油醚，料液比1∶5、提取溫度為60℃條件下，反應(yīng)時間為變量來確定提取栝樓籽油的最佳反應(yīng)時間，結(jié)果見圖1。

從圖1可看出，隨著提取時間增加，得油率提高，但提取時間2 h后，隨時間增加得油率增加緩慢。故提取時間為1.5、2.0、2.5 h 進行正交試驗。

按1.3.2栝樓籽油脂提取方法，以提取溫度為60℃，提取時間1.5 h，石油醚體積與栝樓籽仁質(zhì)量比為變量，確定提取栝樓籽油脂的最佳石油醚體積與吊瓜子仁質(zhì)量的比，結(jié)果見圖1。

由圖1看出石油醚體積與栝樓籽肉質(zhì)量比越大越好，但當(dāng)料液比為1∶3后，得油率趨于平穩(wěn)，為了節(jié)約能源和成本，故選擇料液比為1∶2、1∶3、1∶4 為比例范圍進行正交試驗。

按1.3.2吊瓜子油的提取方法，以栝樓籽仁質(zhì)量與石油醚體積比為1∶3，提取時間為2 h，提取溫度為變量，確定提取栝樓籽油的最佳提取溫度，結(jié)果見圖1。

由圖1可知，在石油醚的沸程(60～90℃)內(nèi)，提取溫度越高越好。為了節(jié)約能耗，故選取提取溫度為65、70、75℃進行正交試驗。

圖1 不同因素與得油率的關(guān)系圖

2.2 正交實驗設(shè)計結(jié)果與分析

根據(jù)1.3.4正交實驗方案的設(shè)定L9(34)正交實驗，結(jié)果見表2、表3。

表2 因素與水平表

表3 正交實驗結(jié)果

從表3可以看出，實驗數(shù)據(jù)表明，提取栝樓籽油的最佳條件為，料液比1∶4，提取時間1.5 h，提取溫度70℃，影響吊瓜子油提取率的因素由大到小分別為:提取溫度＞提取時間＞料液比。根據(jù)最佳提取條件進行3次平行實驗，結(jié)果在該工藝條件下栝樓籽油的平均得油率為66.8%。

2.3 栝樓籽油理化性質(zhì)結(jié)果分析

按1.3.5栝樓籽油理化性質(zhì)測定方法，測出栝樓籽油的主要理化性質(zhì)，結(jié)果如表4所示。

表4 栝樓籽油的理化性質(zhì)

由表4可知，栝樓籽油的酸值較低，說明栝樓籽油的游離脂肪酸含量很低，栝樓籽炒制后極易氧化、酸敗不是游離脂肪酸引起的;皂化值偏高，屬于較高皂化值的油脂，表明栝樓籽油粗脂肪中大部分都是甘油三酯，具有較高的純度;碘值較高，說明栝樓籽油不飽和脂肪酸多。

2.4 栝樓籽油脂肪酸的組成及質(zhì)量分數(shù)

用氣相色譜儀按1.3.6色譜分析條件，分析栝樓籽油脂肪酸的組成及質(zhì)量分數(shù)，結(jié)果如表5所示。

表5 栝樓籽油脂肪酸的組成及質(zhì)量分數(shù)

從表5可以看出，栝樓籽油主要由月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚油酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、栝樓酸、花生酸、二十碳一烯酸、山崳酸、芥子酸等脂肪酸組成。其中不飽和脂肪酸90.0%以上，栝樓酸是一種特殊結(jié)構(gòu)的脂肪酸，在植物界很少見，是葫蘆科植物的特征酸，含有十八個碳三烯酸(9，11，13－順式－反式－順式共軛結(jié)構(gòu))［9］。

2.5 角鯊烯分析結(jié)果

根據(jù)1.3.7高效液相液相色譜測定條件，分析栝樓籽油中角鯊烯的含量為139.8 mg/100 g，說明栝樓籽油脂中不僅含有多種脂肪酸，同時還含有較高功能活性物質(zhì)角鯊烯。

2.6 含栝樓籽油的美白營養(yǎng)霜檢測結(jié)果

2.6.1 含栝樓籽油化妝品的理化性質(zhì)檢測結(jié)果

含栝樓籽油化妝品的理化性質(zhì)產(chǎn)品的色澤、香氣、pH值、耐寒、耐熱、離心實驗等性質(zhì)檢測，結(jié)果見表6。

表6 含栝樓籽油化妝品理化性質(zhì)

由表6可知，含栝樓籽油美白化妝品理化性質(zhì)符合化妝品要求。

2.6.2 栝樓籽油美白霜使用效果

通過人體皮膚進行臨床試驗，選擇患有黃褐斑均勻分布臉部兩側(cè)的志愿者進行半臉試用，使用者取適量含美白霜輕柔按摩5～10 min，至皮膚完全吸收，實驗周期8周，比較使用美白霜與對照品臉部色澤改變，評價美白效果［10，11］。結(jié)果見表 7。

表7 含栝樓籽油美白霜臨床使用效果

栝樓籽油脂中不僅含有多種脂肪酸，同時還含有較高功能活性物質(zhì)角鯊烯。由于角鯊烯具有極強的抗氧化能力和生物活性，角鯊烯在高溫和紫外光照射下很易生成過氧化物，所以應(yīng)用于化妝品時，可使皮膚免受高溫和紫外光傷害，角鯊烯又是很好活性氧輸送載體，故含角鯊烯化妝品可避免高溫和紫外線對皮膚的傷害，防止皮膚水分散失，防止皮膚粗糙，增強皮膚免疫力等功效，達到美白作用。因此，在化妝品中加入栝樓籽油脂具有美白作用，對皮膚無不良反應(yīng)。因此栝樓籽油脂可以應(yīng)用于美白化妝品之中。

3 結(jié)論

3.1 栝樓籽油用石油醚提取溶劑提取的最佳工藝條件為:料液比 1∶4(g∶mL)，提取時間為 1.5 h，提取溫度為70℃，在此條件下，栝樓籽油脂得油率為66.8%。

3.2 栝樓籽油脂主要含有月桂酸:0.4%、肉豆蔻酸:0.2%、棕櫚油酸7.2%、硬脂酸3.0%、油酸 27.0%、亞油酸32.2%、栝樓酸23.1%、花生酸0.2%、二十碳一烯酸 0.2%、山崳酸 3.0%、芥子酸 0.4%;角鯊烯:139.8 mg/100 g。其中不飽和脂肪酸 90.0%以上。栝樓籽油的理化性質(zhì):酸值0.82 mgKOH/g、皂化值190.2 mgKOH/g、碘值132.6 gI/100 g。

3.3 含栝樓籽油化妝品具有美白效果、無毒無副作用，制備工藝簡單可行。