CN103435459A

CN103435459A - 一种从鸢尾中提取鸢尾酮的方法

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Publication number: CN103435459A
Application number: CN2013101125654A
Authority: CN
Inventors: 陆文通; 张大春; 王维维
Original assignee: ANHUI CHUNLI PURIFYING SCIENCE & TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: ANHUI CHUNLI PURIFYING SCIENCE & TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2013-04-02
Filing date: 2013-04-02
Publication date: 2013-12-11

Abstract

本发明公开了一种鸢尾酮的提取方法，本发明以新鲜鸢尾根茎经过2-3年陈化后切片的自然晾干品为原料，粉碎，70%乙醇超声辅助提取3次，滤过，收集滤液回收乙醇至无醇味，用萃取液萃取3次，乙酸乙酯层用无水硫酸钠干燥，过滤并浓缩滤液。经上述处理后的浓缩液过葡聚糖凝胶柱层析分离。洗脱液为70%乙醇，流速0.5mL/min,将含有鸢尾酮的流分，再次通过葡聚糖凝胶柱进一步分离纯化，用部分收集器收集，得到成品。本发明能更好的提高鸢尾酮的含量，得到鸢尾酮香气纯正，其工艺简单，适合工业化生产。与现有的技术相比，本发明的优点在于产品的纯度更高，生产成本低，操作简单、周期短、适合工业化生产，从而更好的改善鸢尾酮的品质，提高产品的质量和档次。

Description

一种从鸢尾中提取鸢尾酮的方法

技术领域

本发明涉及一种从鸢尾中提取鸢尾酮的方法。

背景技术

鸢尾酮（Irone）为无色或微黄色透明液体，具有柔和的甜香，香气清新纯正，是一种国际公认的高级香料，与紫罗兰酮类似，以三种异构体（α、β、γ型）形式存在。所有的鸢尾酮异构体都有不同的香气特征，其中以（-）-cis-α和（-）-cis-γ型最具有鸢尾凝脂的特性，香气淡雅。新鲜的鸢尾根茎并无香气，经过2～3年、甚至更长时间的陈化、待鸢尾酮逐渐形成后才具有香气。生产鸢尾酮的方法较多，目前制鸢尾酮的方法有直接从含有鸢尾酮的植物中提取、化学合成和微生物发酵（合成）法。但是天然产物提取法所得鸢尾酮香气圆滑、浓郁，有其它方法不可比拟的优点，在我国由于大部分地方有野生和人工栽培的鸢尾植物分布，这为鸢尾植物的天然提取提供了良好的环境。

随着人们生活水平的不断提高，目前鸢尾凝脂、净油已被作为香精香料应用于食品、烟草、化妆品中，其浸膏已被列入食用添加剂行列。鸢尾酮的需求量将不断增大，市场前景看好。目前国际上获得鸢尾酮的方法主要有天然植物提取法、生物发酵法和化学合成法：

一、天然植物提取法

1、传统的鸢尾酮生产方法：将新鲜的鸢尾根茎用水洗净，切片晒干，打包，在干燥通风的环境中贮存2-3年，然后粉碎，酸水浸泡，最后采用水蒸气蒸馏法获得鸢尾凝脂，得率0.2%-0.3%。这种传统的方法费时，繁琐、产率很低。

2、杨敏研究了以鸢尾鲜根未原料，经萃取、氧化、柱层析分离制得鸢尾酮产品的工艺：鲜根粉碎后，用质量分数为90%的乙醇在50～60℃浸提3次，提取液经减压浓缩后用萃取液（乙醚：水=1:1）萃取3次，乙醚层用无水硫酸钠干燥，过滤并浓缩滤液制得萃取物。将萃取物溶解在二氯甲烷中，用臭氧氧化，过滤并浓缩滤液制得氧化产物。氧化产物用硅胶柱层析分离后，得到产品，鸢尾酮含量为21.36。得率为0.22%。该方法缩短了自然陈化发酵周期，但同时存在生产工艺复杂，应用有机溶剂过多的缺点。

3、二氧化碳超临界技术为新兴的其中重要提取技术，郭涛等应用其技术证明了鸢尾酮提取的可行性，其工艺为将陈化后的原料粉碎为0.41mm，使用3%的氯仿为改性剂，萃取压力25Mpa，静态萃取2h，CO2流量为120L/h。李旭红等人也应用次技术提取了鸢尾酮，得到的产品与索氏和微波提取法相比具有提取率高和产品质量好的优点，但因为超临界提取成本高及提取量的限制，也只能停留在实验室生产，无法大批量的生产。

4、黄若华等用微波萃取鸢尾技术得到较好的结果，得到的产品香气纯正，但其使用的试剂为沸点较低的石油醚为提取溶剂，对生产环境有一定的要求，局限了此技术的推广和应用。

二、生物发酵法

1、Belcour在1989年利用在植物细胞培养基存在时以肠杆菌的细菌进行鸢尾根茎的生物转化，取得了较好的效果。工艺为将鸢尾根茎去泥，用70%的乙醇浸泡30S，切片0.5g/片的碎片置于10ml的营养肉汤中于27℃培养15天，采用平板法分离纯化得到Serratia Liquefaciens菌，随后将5g的鸢尾粉末和250ml的培养基置于500ml的瓶中，于115℃灭菌30min，冷却后加30ml的营养肉汤和1.5ml的Serratia Liquefaciens菌悬液，于25℃摇床培养一周；获得鸢尾酮。本方法的缺点是菌株比较昂贵。

2、Gil于1991年发现用Botryonia属的真菌或者过氧化物酶类可以实现鸢尾根状茎的亲脂提取物的生物转化，但是转化量较低

3、张玲琪从鸢尾根茎中国分离得到了米根霉和黑曲霉，通过液体摇瓶发酵和固体发酵产生鸢尾酮获得了一定的成果，与传统法相比，其时间短，净油和凝脂得率较高，但是总体上来说生物发酵法遭遇筛选稳定菌种的难题和生物转化较低的困境有待进一步提高。

三、化学合成法

化学合成法的路线较多，概括起来有柠檬醛路线、甲基庚烯酮路线、松节油路线等。

1、柠檬醛路线：

2、甲基庚烯酮路线

3、松节油路线

虽然有关鸢尾酮合成的报道很多，但到目前为止仍然没有满意的合成方法，由于合成上的复杂性，实现商业化生产的合成路线屈指可数，仅见日本的信越公司和瑞士的奇华顿公司有工业化生产的产品出售。现有鸢尾酮的工业化生产不同程度地存在成本高，操作繁琐、费时等缺点。鸢尾酮的含量是评价鸢尾凝脂、净油质量的一个重要指标，目前已知工业方法提取的鸢尾酮含量并不理想，制得的鸢尾浸膏中含有大量的脂肪酸和其酯，严重制约着产品的香气和质量。

我国在利用天然柠檬醛半合成鸢尾酮这条路线的基础上，进行不断探索并获得一定的成果，以山苍子油提取的柠檬醛为起始原料，经缩合、甲基化定位、环化等三个主要步骤的简短路线合成鸢尾酮，总收率达47.9％，鸢尾酮含量为99％，经湖北省科学技术研究所情报检索中心查新，该结果处于国内领先，小试品经国家香料香精化妆品质量监督检验中心检验，制备的鸢尾酮香气特征，较纯正。

随着对化学合成的环保要求越来越高，“绿色壁垒”的限制（绿色壁垒是指在国际贸易领域，一些发达国家凭借其科技优势，以保护环境和人类健康为目的，通过立法，制定繁杂的环保公约、法律、法规和标准、标志等形式对国外商品进行的准入限制），需要用绿色化学的新技术手段来获得鸢尾酮产品。

发明内容

本发明的目的在于提供一种从鸢尾中提取鸢尾酮的方法，具有鸢尾酮纯度高、生产成本低，操作简单、周期短的优点。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：一种从鸢尾中提取鸢尾酮的方法，该方法具有以下步骤：

称取新鲜鸢尾根茎经2～3年陈化切片的自然晾干品为原料，粉碎，过10～50目筛，加入5～10倍量的60～95%浓度乙醇，超声辅助提取3次，每次提取1～3小时，滤过，收集滤液回收乙醇至无醇味；

用乙酸乙酯水溶液萃取3次，乙酸乙酯层用无水硫酸钠干燥，过滤并浓缩滤液；再将所得浓缩液过葡聚糖凝胶柱层析分离，用30%～90%浓度的乙醇洗脱液洗脱，流速为0.5 mL /min ，得到粗品；

将上述含有鸢尾酮的流分，再次通过葡聚糖凝胶柱分离纯化, 用30%～50%浓度的乙醇洗脱液洗脱，流速为0.1 mL/min ，用部分收集器收集，得到成品。

本发明特征还在于：所述鸢尾原料粉碎后，过20目筛。

本发明特征还在于：所述超声辅助提取的功率为200 W, 频率为40 kHz。

本发明特征还在于：所述乙酸乙酯水溶液中，乙酸乙酯与水的体积比为2:1～5:1。

本发明特征还在于：在所述鸢尾原料加入10倍量的70%浓度乙醇，超声辅助提取3次，每次提取2小时。

称取新鲜鸢尾根茎经过2-3年陈化后切片的自然晾干品为原料，粉碎，70%乙醇超声辅助提取3次，滤过，收集滤液回收乙醇至无醇味，用萃取液萃取3次，乙酸乙酯层用无水硫酸钠干燥，过滤并浓缩滤液。经上述处理后的浓缩液过葡聚糖凝胶层析分离。70%乙醇洗脱液洗脱，流速0.5 mL/min ,将含有鸢尾酮的流分，再次通过葡聚糖凝胶柱进一步分离纯化。洗脱液改用50%乙醇，流速为0.1 mL/min ，采用部分收集器收集，得产品。

与现有的技术相比，本发明的优点在于产品的纯度更高，生产成本低，操作简单、周期短、适合工业化生产，从而更好的改善鸢尾酮的品质，提高产品的质量和档次。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的描述。

图1为本发明的流程框图，

图2为鸢尾原料粉碎的粒度与鸢尾酮得率的关系图。

图3为鸢尾酮的三种异构体分子式。

具体实施方式

一、实施例1

参见图1，称取新鲜鸢尾根茎经过2-3年陈化后切片的自然晾干品为原料，粉碎，过20目筛，加入8倍量70%浓度乙醇，超声辅助提取3次(功率200 W, 频率为40 kHz），滤过，收集滤液回收乙醇至无醇味，用萃取液（乙酸乙酯：水=2:1）萃取3次，乙酸乙酯层用无水硫酸钠干燥，过滤并浓缩滤液。经上述处理后的浓缩液过葡聚糖凝胶LH -20 柱(直径6 cm ,长1.2 m)层析分离。用70%浓度乙醇洗脱液洗脱，流速0.5 mL/min ，得到粗品。将上述含有鸢尾酮的流分，再次通过葡聚糖凝胶柱进一步分离纯化。洗脱液改用50%乙醇，流速为0.1 mL/min ，采用部分收集器收集，得产品。经高效液相检测鸢尾酮的含量为98.5%。

二、实施例2

称取新鲜鸢尾根茎经过2-3年陈化后切片的自然晾干品为原料，粉碎，过20目筛，加入10倍量70%浓度乙醇，超声辅助提取3次(功率200 W, 频率为40 kHz），滤过，收集滤液回收乙醇至无醇味，用萃取液（乙酸乙酯：水=3:1）萃取3次，乙酸乙酯层用无水硫酸钠干燥，过滤并浓缩滤液。经上述处理后的浓缩液过葡聚糖凝胶LH -20 柱(直径6 cm ,长1.2 m)层析分离。用90%浓度乙醇洗脱液洗脱，流速0.5 mL/min，得到粗品。将上述含有鸢尾酮的流分，再次通过葡聚糖凝胶柱进一步分离纯化。洗脱液改用30%乙醇，流速为0.1 mL/min ，采用部分收集器收集，得产品。经高效液相检测鸢尾酮的含量为98.8%。

以下为本发明的具体试验过程：

1、材料

鸢尾购于合肥大药房；薄层硅胶板为德国Merck 公司生产；葡聚糖凝胶LH- 20 (Sepadex LH - 20) 为Phermacia 公司出品；葡聚糖凝胶LH - 20 层析柱自制。

2、仪器

BSZ系列自动部分收集器(上海青浦扈西仪器厂)；KQ - 250DB 型数控超声波清洗器(昆山市恒通超声仪器有限公司) ；岛津10A 高效液相色谱仪；分析柱： (5μm ，150 mm ×416 mm ID) 。

3、试验方法

3.1提取溶媒的选择

根据鸢尾酮的理化性质，鸢尾酮在等量的95%乙醇中不全溶解，在50℃时能以任意比例溶于乙醇，参照物理性质及各国对鸢尾酮质量标准项中溶解度的要求，预试验采用95%乙醇提取鸢尾陈化根茎。

试验方法：称取粉末状鸢尾原料10g三份，分别加入50ml的95%乙醇、石油醚（60-90℃）、正己烷重复提取2次滤过，滤液减压浓缩成浸膏，取适量浸膏于5ml容量瓶中，加入正己烷超声使溶解，应用TLC方法检测，可见在与鸢尾酮标准品的位置上显相同颜色的斑点，证明应用三种溶剂均可提取出鸢尾酮成分。以石油醚提取的香气较纯正些，但从实际生产的考虑，采用乙醇替代石油醚提取对于生产来说安全性、试剂利用率、成本等考虑性价比更高一些，故选择乙醇进行实验。

3.2物料粉碎度的考察

一般情况，提取平衡是受分子内扩散控制的，提取速率往往受溶质在颗粒内部的扩散控制。实验对不同粒度的原料进行了考察。称取等份的鸢尾药材，分别过10目、20目、30目、50目，加乙醇超声辅助提取2次，测定鸢尾酮的得率。

图1为鸢尾原料粉碎的粒度与鸢尾酮得率的关系

可见，鸢尾的粒度越小，提取率越高，鸢尾要药材粒度在20目以下时，对鸢尾酮的提取率影响很大，大于20目时，鸢尾酮的得率减少，药材粉碎一般粒度不宜太小，因为粉碎过细，增加了粉碎的难度同时也增加了过滤的难度，故药材的粒度选择药材粉碎成20目。

3.3正交试验优选提取工艺

以鸢尾酮提取率为指标，在预试验的基础上，选用L₉（3⁴）正交表，考察了乙醇的浓度、乙醇的用量、提取的次数及提取的时间4个因素，讲鸢尾药材粉碎过20目筛，精密称取50g，按表1进行试验，结果分析见表2、3。

表1 试验因素水平表

表2 正交实验表

表3 试验结果方差分析

F0.01（1,2）＝99， F0.05（1,2）＝19

由结果可知，提取次数与乙醇浓度对鸢尾酮的提取率影响较大，最优的方法为C₃A₂B₃D₂，即加入10倍量70%乙醇超声辅助提取3次，每次提取2小时。

3.4正交优选结果的验证

称取鸢尾根茎4份，每份50g，粉碎过20目筛，以正交的结果进行试验，平均提取率为12.17%，RSD为1.05%。说明正交试验结果重复性较好。

3.5葡聚糖凝胶LH - 20 柱层析结果

处理后的提取液过葡聚糖凝胶LH - 20 柱(直径6 cm ,长1.2 m) 层析。样品前沿到达柱长3/4 时，用自动部分收集器收集洗脱流分,每管10 mL ，将第35～40 管的收集液浓缩放置后可见结晶(鸢尾酮粗品) 析出。在展开系统中结果显示：处理后的鸢尾提取液经过1 次葡聚糖凝胶LH - 20 柱层析，便可得到鸢尾酮粗品。分离得到的鸢尾酮通过葡聚糖凝胶LH - 20柱(直径3 cm , 长0.8 m) 分离纯化，可分离得到鸢尾酮。经过第2 次葡聚糖凝胶LH - 20 柱层析所得的鸢尾酮组分按照试验方法中的高效液相色谱条件进行检测，鸢尾酮含量达到98.6%。

Claims

1.一种从鸢尾中提取鸢尾酮的方法，其特征在于该方法具有以下步骤：

2.按照权利要求1所述的一种从鸢尾中提取鸢尾酮的方法，其特征在于：所述鸢尾原料粉碎后，过20目筛。

3.按照权利要求1所述的一种从鸢尾中提取鸢尾酮的方法，其特征在于：所述超声辅助提取的功率为200 W, 频率为40 kHz。

4.按照权利要求1所述的一种从鸢尾中提取鸢尾酮的方法，其特征在于：所述乙酸乙酯水溶液中，乙酸乙酯与水的体积比为2:1～5:1。

5.按照权利要求1所述的一种从鸢尾中提取鸢尾酮的方法，其特征在于：在所述鸢尾原料加入10倍量的70%浓度乙醇，超声辅助提取3次，每次提取2小时。