Page 51 - 《华中农业大学学报（自然科学版）》2022年第4期

第 4 期 王国卿 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 45

用不同溶剂萃取黑水虻油脂的得率结果显示，石油 不变的情况下，随着萃取时间的增加，油脂得率与能
醚提取率最高（39.2%），其次为乙醇（38.4%）、正己 量转化率呈现先增加后减少的趋势，当超声波-微波
烷（37.6%）、乙酸乙酯（36.5%），最低为甲醇溶剂 处理 15 min 时，油脂萃取率达到最大值（36.74%）。
（12.3%）。乙醇、甲醇等溶剂有很强的极性，介电常 而当提取时间继续增加时，油脂在微波辐射以及
数比较大，对于微波能量的吸收能力比较强，在一定 超声波空化效应下被分解，导致油脂得率下降。
程度上可加快萃取效率。从本试验可看出，非极性 能 量 转 化 效 率 则 是 在 35 min 时 达 到 最 大 值
溶剂石油醚处理组提取率最高，正己烷也是非极性 （54.02%），但随着萃取时间的增加生产成本也会
溶剂，其产率尽管略低于乙醇，但仍远高于甲醇。石 逐渐增加。
油醚相对来说成本较低、毒性较小。因此，本研究采 图 1C 为在不同的超声波功率下黑水虻油脂的
用石油醚作为后续试验提取溶剂。 提取率和能量转化率（萃取条件为：微波功率为 100
2.2 不同因素对油脂得率及能量转化率影响 W 、温 度 为 40 ℃ 、萃 取 时 间 为 10 min 、料 液 比
在微波功率为 100 W、温度为 40 ℃、超声功率为 为 1∶10）。由图 1C 可知，油脂得率与能量转化率
100 W、萃取时间为 10 min、料液比为 1∶15 萃取条件 随超声波功率的增加呈现先增大后减小的趋势，当
下，不同的料液比下黑水虻幼虫粗油脂得率与能量 超声功率达到 100 W 时达到最大值（分别为 36.80%
转化率变化情况见图1A。由图1A可知，油脂萃取率 和49.42%），随后逐渐降低。原因主要是超声波辐射
与能量转化率随溶剂添加量增加逐渐提高，料液比 压强产生强烈的空化效应、机械振动、扰动效应、乳
为 1∶20（g/mL）时，黑水虻幼虫油脂提取率和能量转 化扩散、破碎和搅拌等多级效应，增大物质分子运
化效率达到最大值，分别为 42.18% 和 58.66% ，随后 动的频率和速度，增加了溶液的穿透力，加速油脂
略有降低但总体趋向于平稳。图 1B 为黑水虻油脂 分子进入溶剂，促进提取的进行从而使油脂得率
的提取效率和能量转化率随时间变化趋势（萃取条 升高。但随着超声波功率的持续增加，油脂的空
件为：微波功率为 100 W、温度为 40 ℃、超声功率为 化效应会使油脂的大分子结构分解，造成油脂的
100 W、料液比为 1∶10）。由图 1B 可知，在其他条件 损失。

图1 不同试验条件下油脂得率和能量转化率变化情况
Fig.1 Changes of oil yield and energy conversion rate under different experimental conditions