CN104513707A - 一种菊花精油的提取方法及提取的精油 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种菊花精油的提取方法及提取的精油，目的在于解决目前杭白菊通过晒干或烘干的方式进行加工，仅简单采用水溶解其中的水溶性有效成分，其中的许多功能性成分未得到很好利用，造成极大浪费的问题。该菊花精油的提取方法包括如下步骤：预处理、超声处理、索氏回流提取、浓缩、水蒸气蒸馏。本发明的提取方法具有简单易行、成本低廉、提取率高的特点，能够满足规模化工厂化生产菊花精油的需要，尤其是杭白菊精油提取的需要。采用本发明，能够改变目前粗放型的杭白菊利用方式，实现对杭白菊的深加工，有效利用杭白菊中的功能性成分，增加其经济附加值，具有广阔的市场应用前景。

Description

一种菊花精油的提取方法及提取的精油

技术领域

本发明涉及精油提取领域，具体为一种菊花精油的提取方法及提取的精油，本发明尤其涉及用索氏回流提取法与水蒸气法组合的两步法提取杭白菊精油的工艺。

背景技术

杭白菊（Chrysanthemum Morifolium）的主产地为浙江桐乡，是浙江省八大名药材“浙八味”之一，也是卫生部首批批准的药食同源的道地药材。其属于被子植物门双子叶植物纲菊目菊科菊，属多年生菊科草本植物。杭白菊不仅具有很高的药用价值，而且具有很高的营养功效。传统中医理论认为，菊花具有散风清热、平肝明目的功效，可用于风热感冒，发热头痛、目赤昏花、眩晕惊风、疮痛肿毒。现代医学研究证明，杭白菊具有抗菌、抗氧化、清除生物体内自由基、降血脂、抗心血管疾病等功能。同时，杭白菊中还含有人体所必需的脂肪酸、维生素和微量元素，具有很高的营养价值，能够维持人体正常的生命活动。

目前，杭白菊主要应用于药材和茶品这两个方面。其加工方式仅为简单的晒干或者烘干，利用方式主要为水溶解其中水溶性的有效成分。采用上述方式，杭白菊中的许多功能性成分都没有得到很好的利用，这种粗放型的利用方式，造成了极大的浪费。

植物精油主要是指具有挥发性和芳香气味的油状物质，它们是植物芳香的精华，因此，统称为精油。目前，市售的植物精油主要有薰衣草精油、玫瑰精油和茶树精油等。植物精油具有天然、营养、多功能等特点，其作为食品添加剂，与人工合成食品添加剂相比，具有无可比拟的优势；其用于医药领域中，具有消炎、调节内分泌和镇静安神的作用；植物精油对某些害虫具有趋避、拒食和杀害作用，采用植物精油可以减少农药的使用量，对于缓解农药污染环境，具有一定的积极意义；植物精油用于日用化工产品中，可以起到调香和增香的作用，能提升日用化工产品的市场竞争力。

本发明旨在探索一种高效提取杭白菊中精油成分的技术，以改变杭白菊粗放型利用方式，提升杭白菊的经济附加值，同时也通过本发明解决现有方法所存在的提取率低、精油纯度低等问题。

发明内容

本发明的目的在于：针对目前杭白菊通过晒干或烘干的方式进行加工，仅简单采用水溶解其中的水溶性有效成分，其中的许多功能性成分未得到很好利用，造成极大浪费的问题，提供一种菊花精油的提取方法及提取的精油。本发明的提取方法具有简单易行、成本低廉、提取率高的特点，能够满足规模化工厂化生产菊花精油的需要，尤其是杭白菊精油提取的需要。采用本发明，能够改变目前粗放型的杭白菊利用方式，实现对杭白菊的深加工，有效利用杭白菊中的功能性成分，增加其经济附加值，具有广阔的市场应用前景。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种菊花精油的提取方法，包括如下步骤：

（1）预处理：将菊花干花粉碎，粉碎后干花的粒度为20~100目；

（2）超声处理：取步骤1中粉碎后的干花，将其浸入装有有机溶剂的容器中，超声处理15~45min；

（3）索氏回流提取：将步骤2处理后的干花放入索氏回流装置中，并向索氏回流装置中加入有机溶剂，调节温度至30~90℃，回流提取4~8h，得回流液；

（4）浓缩：将步骤3中所得的回流液进行减压旋转蒸发，压力为0.06~0.08MPa，温度为30℃~50℃，得到粗提物；

（5）水蒸气蒸馏：向步骤4所得的粗提物中加入质量百分比为0%~20%的NaCl水溶液，并采用水蒸气提取装置进行提取，提取时间为6~10h，得到粗产品；

所述步骤3中，以菊花干花的质量计，1g菊花干花使用的有机溶剂的体积为8-10mL；

所述有机溶剂为无水乙醇或石油醚中的一种；

所述步骤5中，以粗提物的质量计，1g粗提物加入的NaCl水溶液的体积为8-15mL。

所述步骤1中，以菊花鲜花为原料，菊花鲜花经低温干燥后，得菊花干花，再将菊花干花粉碎，其中，干燥的温度为40-50℃。

所述步骤1中，菊花为杭白菊。

所述步骤1中，粉碎后干花的粒度为80~100目。

所述石油醚的沸程为30℃~60℃。

所述步骤2中，超声处理时间为30min。

所述步骤3中，向索氏回流装置中加入无水乙醇，调节温度至85℃，回流提取6h，得回流液；或向索氏回流装置中加入石油醚，调节温度至45℃，回流提取6h，得回流液。

所述步骤4中，将步骤3中所得的回流液进行减压旋转蒸发，得到粗提物，其中，步骤3采用的有机溶剂为无水乙醇时，压力为0.07MPa，温度为45℃，步骤3采用的有机溶剂为石油醚时，压力为0.07MPa，温度为30℃；

所述步骤5中，向步骤4所得的粗提物中加入质量百分比为15%的NaCl水溶液，并采用水蒸气提取装置进行提取，提取时间为9h，得到粗产品，其中，1g粗提物加入的NaCl水溶液的体积为11mL。

所述步骤5中，将得到的粗产品进行低温、常压干燥，去除水分后，即得菊花精油。

所述步骤5中，将得到的粗产品在0~4℃下进行常压干燥，干燥时间为5-100h，至去除水分后，即得菊花精油。

采用前述提取方法所提取的精油。

目前，对于植物精油的提取，主要包括水蒸气提取法、有机溶剂浸提法、蒸馏萃取法、加酶提取法、冷压法、超临界CO₂流体萃取法等。水蒸气提取法具有设备简单、操作方便、成本低廉的特点，但是单一的水蒸气提取法的提取率较低。有机溶剂浸提法所得的产品并不是纯净的精油，而是含有精油的浸膏，其常含有糖类、植物蜡、蛋白质和色素等杂质，并不能完全去除引入的有机溶剂，因此，所得产品的安全性有待考察。而蒸馏萃取法则存在设备繁琐、操作复杂、加酶提取法成本较高的问题，不适合规模化生产。冷压法常用于果实类油脂的榨取，并不适合杭白菊精油等菊花精油的提取。超临界CO₂流体萃取法作为近年来发展起来的一项新技术，其用于植物精油提取时，具有提取率高、产物杂质少等优点，但该法对设备和操作条件的要求较高，且生产设备昂贵，在国内很少应用于工业化生产。

中国专利CN 102864017 A公开了一种菊花精油的萃取方法，该方法将粉碎的菊花用石油醚浸提，浸提液再用乙酸乙酯进行回流提取，浓缩菊花液；再经过滤、减压、浓缩、醇沉、纯化，得到菊花精油。此专利的目的在于提高精油的提取率，同时解决其沉淀物较多、纯度不高的问题。然而，该方法在提取过程中，大量使用了石油醚、乙酸乙酯和醇类溶剂，很难去除提取物中的糖类、植物蜡、蛋白质、色素和残留的有机溶剂等。申请人根据其记载，进行的验证实验也证明，所得精油的质量并不好。

中国专利CN 103710152 A公开了一种用超临界二氧化碳萃取菊花精油的方法，这种方法提取的精油纯度高，杂质残留少，是一种具有极好前景的方法。但该方法所需要的设备昂贵，工业化生产进口的设备动辄几百万、上千万，而且国产设备由于制冷装置、增压装置及安全防护（超临界设备属于高压装置）等不配套，且质量参差不齐，故障率高，限制了其在实际生产中应用，难以满足工厂化规模化生产的需要。

针对前述问题，本发明提供一种菊花精油的提取方法及提取的精油。以杭白菊为例，本发明以一定粒度的杭白菊粉末为原料，先用索氏回流进行粗脂肪的提取，得到含有大量粗脂肪的粗提物，然后采用水蒸气法从粗脂肪中精制，得到杭白菊精油。

本发明中，首先对杭白菊进行预处理，将菊花干花粉碎，杭白菊粉碎后的粒度为20~100目，即所需杭白菊粉末为能过200目标准筛而被100目标准筛截留的那部分，优选80-100目。其次，进行超声处理，将步骤1中粉碎后的干花放入纸筒，浸入装有有机溶剂的容器中，超声处理15~45min。再将超声处理后的装有菊花粉末的纸筒，放入索氏提取装置中，并向其中加入有机溶剂，菊花干花与有机溶液(g:mL)比例为1：8-10，调节温度至30~90℃，回流提取4~8h，得回流液。本发明中采用索氏回流提取，能够使物料达到较大的扩散系数，显著提高提取效率，同时通过与有机溶剂的配合，能够降低提取温度，避免小分子量的菊花精油成分在提取时逃逸。有机溶剂为无水乙醇或石油醚（沸程为30℃~60℃）。通过步骤3得到的回流液去除了糖类、蛋白质等水溶性杂质，减低了后续精制精油时的难度，也进一步降低了生产成本。再将回流液进行减压旋转蒸发，得到粗提物。通过该步骤，能够去除回流液中的有机溶剂，得到含有杭白菊精油和其他脂溶性成分的膏状提取物（浸膏）。最后，本发明采用水蒸气法从浸膏中精制杭白菊精油，彻底除去了引入的有机溶剂，也除去了植物蜡和色素等其他脂溶性杂质。实验结果表明，采用本发明，菊花精油的提取率高，质量好，生产成本低。

在前期实验过程中，申请人也采用了单一水蒸气法对杭白菊精油进行提取，结果表明提取效率极低，甚至无法提取。同时，杭白菊干花中粗脂肪含量约为9‰左右，即1000g杭白菊干花最多可提9mL的精油，考虑到提取过程中的挥发不可避免，实际提取率还会降低，因此，单一水蒸气提取法无法满足杭白菊精油大量提取。

同时，申请人在研究前期也采用了有机溶剂振荡提取杭白菊浸膏，所得的提取物颜色深暗，且提取时间长。在采用水蒸气提取精油时，精油颜色也较本发明的精油颜色深，申请人分析后认为，这可能是由于有机溶剂提取法精油及其他物质在溶剂中扩散速度慢，导致一些成分存在氧化现象，同时提取物中杂质含量明显增加，从而影响了精油质量。

采用本发明的两步法提取后，以干花质量来计，精油提取率可达到4.8‰（即1000g杭白菊干花可提4.8mL的精油,提取率计算公式：提取率=所得精油体积（mL）/干花重量（1000g）），与单一的水蒸气提取法相比，提取率大大提高，同时也有效解决了有机溶剂浸提法所获得产品存在杂质多且残留有机溶剂的问题。同时，本发明具有设备投资小、操作方便简单的特点，能够满足适合规模化工厂化生产的需要。

实验结果表明：采用本发明的方法所获得的杭白菊精油，不但提取率高，而且精油中不含糖类、植物蜡、蛋白质和色素等杂质，也没有有机溶剂残留，在4℃和常温下为流动性较差的浅绿色油状物质，具有浓郁的杭白菊芳香气味，无其他异味。该杭白菊精油可以直接添加到食品、化妆品以及日用化工产品中，具有广阔的应用前景。

综上所述，本发明创新性采用了索氏回流提取与水蒸气蒸馏法有机结合的二步提取法，前者主要用于植物粗脂提取，可有效降低提取杭白菊精油的提取温度，减少精油逃逸，后者旨在提高杭白菊精油提取率的同时，有效提高产品的纯度及食用安全性，通过步骤之间的相互配合，使得本发明具有提取率高、纯度高的优势，实际提取率达到了4.8‰左右，且制得的精油中不含糖类、植物蜡、蛋白质和色素等杂质，也没有有机溶剂的残留，可以直接用于食品、化妆品以及日用化工产品中。同时，本发明具有设备简单、操作简单、成本低廉，适合规模化工厂化生产的优点，所制得的杭白菊精油具有良好的市场开发优势。本发明能够拓展杭白菊等药食两用资源的应用领域，显著提高此类低值农产品的经济价值，具有广阔的市场前景。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

实施例1

1.原料预处理：将杭白菊干花粉碎，样品粒度控制在80~100目。

2.超声处理：称取杭白菊粉末放入纸筒，并将装有杭白菊粉末的纸筒浸入装有无水乙醇的容器中，超声处理30min。

3.索氏回流提取：将超声处理后装有菊花粉末的纸筒，放入索氏提取装置内，按菊花粉末与无水乙醇比例（g:mL）1:8向索氏提取装置中加入无水乙醇，调节温度至85℃，回流6h，得回流液。

4.浓缩：将所得回流液进行旋转蒸发，得到粗脂肪。旋转蒸发的压力为0.07MPa，温度为45℃。

5.水蒸气蒸馏：在所得粗脂肪中，按料液比（g:mL）1:11的比例加入质量浓度为15%的NaCl水溶液，连接水蒸气法挥发油提取装置，提取9h，得到杭白菊精油粗产品（其中含有部分水分）。

6.脱水：将所得粗产品放置在4℃常压的干燥箱内过夜，除去水分，即得纯的杭白菊精油。

本实施例中所制备的杭白菊精油为常温下浅绿色的油状透明液体，具有浓郁的菊花香气。本实施例中，以1000g杭白菊干花为原料，所制备的纯的杭白菊精油的体积为4.85mL。

实施例2

1.原料预处理：将杭白菊干花粉碎，样品粒度控制在80~100目。

2.超声处理：称取一定质量的杭白菊粉末放入纸筒，浸入装有石油醚的容器中，超声处理30min。石油醚的沸程为30~60℃。

3.索氏回流提取：将超声处理后装有菊花粉末的纸筒，放入索氏提取装置内，按菊花粉末与石油醚比例（g:mL）1:10向索氏提取装置加入石油醚，调节温度至45℃，回流6h，得回流液。

4.浓缩：将所得回流液进行旋转蒸发，得到粗脂肪。旋转蒸发的压力为0.07MPa，温度为30℃。

5.水蒸气蒸馏：在所得粗脂肪中，按料液比（g:mL）1:11的比例加入质量浓度为20%的NaCl水溶液，连接水蒸气法挥发油提取装置，提取9h，得到粗产品。

6.脱水：将所得粗产品放置在4℃常压的干燥箱内过夜，除去水分，即得纯的杭白菊精油。

本实施例中所制备的杭白菊精油为常温下浅绿色的油状透明液体，具有浓郁的菊花香气。本实施例中，以1000g杭白菊干花为原料，所制备的纯的杭白菊精油的体积为4.72mL。

实施例3

1.原料预处理：将杭白菊干花粉碎，样品粒度控制在80~100目。

2.超声处理：称取一定质量的杭白菊粉末放入纸筒，浸在装有无水乙醇的烧杯中，超声处理30min。

3.索氏回流提取：将超声处理后装有菊花粉末的纸筒，放入索氏提取装置内，按菊花粉末与无水乙醇比例（g:mL）1:10加入无水乙醇，调节温度至90℃，回流6h，得回流液。

4.浓缩：将所得回流液进行旋转蒸发，得到粗脂肪。旋转蒸发的压力为0.07MPa，温度为45℃。

5.水蒸气蒸馏：在所得粗脂肪中，按料液比（g:mL）1:11的比例加入蒸馏水（即浓度为0%的NaCl溶液），连接水蒸气法挥发油提取装置，提取9h，得到粗产品。

6.脱水：将所得粗产品放置在4℃常压干燥箱中过夜，除去水分，即得纯的杭白菊精油。

本实施例中所制备的杭白菊精油为常温下浅绿色的油状透明液体，具有浓郁的菊花香气。本实施例中，以1000g杭白菊干花为原料，所制备的纯的杭白菊精油的体积为5.05mL。

实施例4

1.原料预处理：将杭白菊干花粉碎，样品粒度控制在20~50目。

2.超声处理：称取杭白菊粉末放入纸筒，并将装有杭白菊粉末的纸筒浸入装有无水乙醇的容器中，超声处理45min。

3.索氏回流提取：将超声处理后装有菊花粉末的纸筒，放入索氏提取装置内，按菊花粉末与无水乙醇比例（g:mL）1:9向索氏提取装置中加入无水乙醇，调节温度至75℃，回流8h，得回流液。

4.浓缩：将所得回流液进行旋转蒸发，得到粗脂肪。旋转蒸发的压力为0.06MPa，温度为50℃。

5.水蒸气蒸馏：在所得粗脂肪中，按料液比（g:mL）1:12的比例加入质量浓度为10%的NaCl水溶液，连接水蒸气法挥发油提取装置，提取10h，得到杭白菊精油粗产品（其中含有部分水分）。

6.脱水：将所得粗产品放置在2℃常压的干燥箱内过夜，除去水分，即得纯的杭白菊精油。

本实施例中所制备的杭白菊精油为常温下浅绿色的油状透明液体，具有浓郁的菊花香气。本实施例中，以1000g杭白菊干花为原料，所制备的纯的杭白菊精油的体积为4.83mL。

实施例5

1.原料预处理：将杭白菊干花粉碎，样品粒度控制在50~80目。

2.超声处理：称取一定质量的杭白菊粉末放入纸筒，浸入装有石油醚的容器中，超声处理25min。石油醚的沸程为30~60℃。

3.索氏回流提取：将超声处理后装有菊花粉末的纸筒，放入索氏提取装置内，按菊花粉末与石油醚比例（g:mL）1:8向索氏提取装置加入石油醚，调节温度至50℃，回流5h，得回流液。

4.浓缩：将所得回流液进行旋转蒸发，得到粗脂肪。旋转蒸发的压力为0.08MPa，温度为35℃。

5.水蒸气蒸馏：在所得粗脂肪中，按料液比（g:mL）1:15的比例加入质量浓度为10%的NaCl水溶液，连接水蒸气法挥发油提取装置，提取7h，得到粗产品。

6.脱水：将所得粗产品放置在0℃常压的干燥箱内过夜，除去水分，即得纯的杭白菊精油。

本实施例中所制备的杭白菊精油为常温下浅绿色的油状透明液体，具有浓郁的菊花香气。本实施例中，以1000g杭白菊干花为原料，所制备的纯的杭白菊精油的体积为4.96mL。

本发明所述方法提取得到的杭白菊精油为常温下为浅绿色油状透明液体，具有浓郁的菊花香气。通过本发明后续实验研究表明，本发明所述方法提取的杭白菊精油具有很好的抑菌作用，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、铜绿假单胞菌和枯草芽孢杆菌具有明显的抑制作用。本发明所述方法提取的杭白菊精油可以作为食品添加剂直接加入到食品中，可以起到延长食品保质期的作用；也可以直接加入到化妆品或者日用化工产品中，可以起到增香、调香的作用，增加产品的市场竞争力。

同时，申请人还采用黄山贡菊、昆仑雪菊等进行了实验，均得到了较高的精油提取率。本发明所述的方法并不局限于杭白菊，亦适用于菊科菊属的其他种菊花。虽然具体实施方式对本发明的方法进行了详细的描述，但是未能完全包含本发明方法的等效改变。需要指出的是，我们可以依据本发明的构想对上述实施方式进行各种等效改变和修改，其所产生的功能作用仍未超出说明书所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (10)

1.一种菊花精油的提取方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）预处理：将菊花干花粉碎，粉碎后干花的粒度为20~100目；

（2）超声处理：取步骤1中粉碎后的干花，将其浸入装有有机溶剂的容器中，超声处理15~45min；

（3）索氏回流提取：将步骤2处理后的干花放入索氏回流装置中，并向索氏回流装置中加入有机溶剂，调节温度至30~90℃，回流提取4~8h，得回流液；

（4）浓缩：将步骤3中所得的回流液进行减压旋转蒸发，压力为0.06~0.08MPa，温度为30℃~50℃，得到粗提物；

（5）水蒸气蒸馏：向步骤4所得的粗提物中加入质量百分比为0%~20%的NaCl水溶液，并采用水蒸气提取装置进行提取，提取时间为6~10h，得到粗产品；

所述步骤3中，以菊花干花的质量计，1g菊花干花使用的有机溶剂的体积为8-10mL；

所述有机溶剂为无水乙醇或石油醚中的一种；

所述步骤5中，以粗提物的质量计，1g粗提物加入的NaCl水溶液的体积为8-15mL。

2.根据权利要求1所述菊花精油的提取方法，其特征在于，所述步骤1中，以菊花鲜花为原料，菊花鲜花经低温干燥后，得菊花干花，再将菊花干花粉碎，其中，干燥的温度为40-50℃。

3.根据权利要求1所述菊花精油的提取方法，其特征在于，所述步骤1中，粉碎后干花的粒度为80~100目。

4.根据权利要求1所述菊花精油的提取方法，其特征在于，所述石油醚的沸程为30℃~60℃。

5.根据权利要求1所述菊花精油的提取方法，其特征在于，所述步骤2中，超声处理时间为30min。

6.根据权利要求1-5任一项所述菊花精油的提取方法，其特征在于，所述步骤3中，向索氏回流装置中加入无水乙醇，调节温度至85℃，回流提取6h，得回流液；或向索氏回流装置中加入石油醚，调节温度至45℃，回流提取6h，得回流液。

7.根据权利要求1-6任一项所述菊花精油的提取方法，其特征在于，所述步骤4中，将步骤3中所得的回流液进行减压旋转蒸发，得到粗提物，其中，步骤3采用的有机溶剂为无水乙醇时，压力为0.07MPa，温度为45℃，步骤3采用的有机溶剂为石油醚时，压力为0.07MPa，温度为30℃；

所述步骤5中，向步骤4所得的粗提物中加入质量百分比为15%的NaCl水溶液，并采用水蒸气提取装置进行提取，提取时间为9h，得到粗产品，其中，1g粗提物加入的NaCl水溶液的体积为11mL。

8.根据权利要求1-7任一项所述菊花精油的提取方法，其特征在于，所述步骤5中，将得到的粗产品进行低温、常压干燥，去除水分后，即得菊花精油。

9.根据权利要求1-8任一项所述菊花精油的提取方法，其特征在于，所述步骤1中，菊花为杭白菊。

10.采用权利要求1-9任一项所述提取方法所提取的精油。