Page 49 - 《华中农业大学学报（自然科学版）》2022年第4期

第41卷 第4期 华 中 农 业 大 学 学 报 Vol.41 No.4
2022年 7月 Journal of Huazhong Agricultural University July 2022，43~50

王国卿，张鑫，朱俊宇，等.微波-超声波协同溶剂萃取对黑水虻油脂产率及产物特性影响［J］.华中农业大学学报，2022，41（4）：43‐50.
DOI：10.13300/j.cnki.hnlkxb.2022.04.006

微波-超声波协同溶剂萃取对黑水虻油脂产率

及产物特性影响

王国卿，张鑫，朱俊宇，袁巧霞

华中农业大学工学院，武汉430070

摘要 为充分利用黑水虻油脂资源，以及优化微波-超声波协同萃取提取黑水虻幼虫油脂工艺，采用单因素
试验研究萃取溶剂、萃取时间、超声波功率、固液比对黑水虻油脂得率的影响。分别以油脂得率与能量转化率为
指标，采用正交试验优化微波-超声波协同溶剂提取黑水虻幼虫油脂的工艺条件。结果显示：微波-超声波提取
黑水虻油脂的理想溶剂为石油醚，微波功率为100 W、温度为40 ℃、超声功率为100 W、萃取时间为10 min；通过
正交优化试验获得最佳组合工艺为提取时间 25 min，固液比（g/mL）1∶25，超声功率 150 W，此时油脂得率为
41.43%，能量转化率为 56.79%。在试验因素范围内不同工艺参数对油脂的热稳定性和官能团组成未产生明显
影响；水虻幼虫油脂中脂肪酸主要是亚油酸（19.03%）、油酸（16.66%）、月桂酸（14.92%）和棕榈酸（11.9%）。
关键词 黑水虻；油脂萃取；微波-超声波协同萃取；畜禽粪便处理
中图分类号 TQ644 文献标识码 A 文章编号 1000-2421（2022）04-0043-08

随着畜禽养殖的发展和碳中和目标实现的需 的问题 ［8-9］ 。近年来，微波-超声波协同萃取技术得到
要，畜禽粪便高效、低碳转化及增值化利用备受人们 了快速发展，该技术利用了微波的穿透效应和超声
关注。黑水虻（Hermetia illucens L.）又称亮斑扁角水 波的空化效应，提高了提取效率。郭玲玲等 ［10］ 采用
虻，属于双翅目，水虻科，其幼虫粗脂肪可以达到 微波-超声波协同方式提取了紫苏叶中挥发性精油，
31%~35%，粗蛋白高达 42%~44% ［1］ ，并且氨基酸 紫苏精油提取率可达到 2.34%。蒋新龙等 ［11］ 研究超
含量比较丰富，油脂中不饱和脂肪酸所占比重较大， 声波-微波协同提取棠梨籽油，最佳油脂提取率为
因此具有非常实用的资源价值。黑水虻转化畜禽粪 34.78%。曹小燕等 ［12］ 利用超声波-微波协同技术提
便，既可实现畜禽粪便无害化处理，其产物黑水虻幼 取阳荷中的多糖，结果表明微波超声波协同萃取技
虫或预蛹还是优质的动物蛋白和脂肪资源 ，虫沙也 术能够很好地提高阳荷中的多糖提取率。
［2］
［3］
是优质的有机肥 ，可见黑水虻转化畜禽粪便有助于 为了充分地利用黑水虻油脂资源，本研究以黑
低碳畜牧业的实现。目前黑水虻幼虫多作为蛋白饲 水虻幼虫为原料，在确定合适萃取剂的基础上，研究
［4］
料进行利用，但由于高脂肪含量，使其耐贮性差 ，如 微波-超声波协同萃取工艺参数对提取率及产物特性
果采用有效的方法将其脂肪提取转化成生物柴油等 的影响，旨在为进一步开发利用黑水虻幼虫油脂资
化工用品，实现其产物的分级利用，则更有利于其资 源提供参考。
源利用的高效化和增值化。 1 材料与方法
目前昆虫油脂提取方法主要有物理压榨法和溶
［5］
剂萃取法等 ，物理压榨法绿色且操作简单，但提取 1.1 试验原料与试剂
［6］
时间长、效率低、耗能高 。有机溶剂萃取法具有条 黑水虻幼虫：市售（山东亿虫黑水虻养殖中心，
［7］
件温和、对有效成分有良好的选择性等优点 ，但存 中国山东），经除杂、干燥、粉碎后制成粒径 0.355~
在有机溶剂消耗量大、提取周期较长、提取效率较低 0.420 mm 原料粉末，备用。试验所用的黑水虻幼虫

收稿日期：2022-02-12
基金项目：国家自然科学基金项目（31872400）
王国卿，E-mail ：499735194@qq.com
通信作者：袁巧霞，E-mail ：qxyuan @mail.hzau.edu.cn