CN105132182A - 一种基于亚临界萃取制备高良姜挥发油的方法及其制得的产品 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于亚临界萃取制备高良姜挥发油的方法及其制得的产品，该方法包括1)前处理；2)初次干燥；3)再次干燥；4)亚临界萃取：在温度为30-50℃、压力为0.3-0.8MPa下通入亚临界流体丁烷进行萃取；5)分离：回收丁烷，得高良姜挥发油。本发明采用二次分级干燥的方式，有效减少高良姜挥发油中活性成分的损耗；单位质量的高良姜所需丁烷量少，丁烷的利用率高，节能环保；其萃取率高，活性成分保存完整，萃取出的高良姜挥发油具有浓郁的高良姜香味，清凉感和辣感显著且持久。

Description

一种基于亚临界萃取制备高良姜挥发油的方法及其制得的产品

技术领域

本发明涉及一种亚临界萃取方法，具体涉及一种基于亚临界萃取制备高良姜挥发油的方法及其制得的产品。

背景技术

高良姜别名高凉姜、良姜、蛮姜和佛手根等，为姜科山姜属多年生草本植物高良姜(AlpiniaofficinarumHance)的根茎。其药用历史悠久，历代本草均有记载，始载于《名医别录》，列为中品；历版《中国药典》均有收载，为“十大广药”之一。现代药理研究表明高良姜具抗氧化、抗溃疡、抗腹泻、抗肿瘤、抗菌、抗凝血、抗血栓、降血压及镇痛等作用，临床应用于胃脘疼痛及脘腹胀满之症。

高良姜含挥发油0.5％～1.5％，挥发油中主要成分为1,8-桉叶素、桂皮酸甲酯、丁香油酚、蒎烯、荜澄茄烯及辛辣成分高良姜酚等，还含黄酮类高良姜素、山柰素、山柰酚、槲皮素、异鼠李素等，以及具抗癌活性的二苯基庚烷类等。挥发油是高良姜的主要活性成分之一，具有镇痛止呕双重药理作用。其应用范围广泛，除药用外，还常作为香料添加至香水、化妆品、洗漱品等日化用品中。目前高良姜精油的获得方法常采用传统水蒸气蒸馏法，压榨法和有机溶剂萃取法等，然而传统水蒸气蒸馏方法能耗高，耗时长，热敏性和易水解活性成分损失极大；压榨法得油率极低，极易混进杂质，除杂成本高；有机溶剂萃取法易残留有毒有机溶剂，萃取废液易污染环境。由于国内缺乏高良姜精油制备等精深加工技术，因此仅能以原药材出口，严重影响和制约高良姜产业的发展。

亚临界流体萃取是以亚临界状态的流体为溶媒，低温低压状态下从天然产物中提取目标组分的一种新技术，具有效率高，活性成分不易破坏，无杂质，无溶剂残留，环保，成本低，易开展工业化生产等优点。专利CN201310301971.5公开了一种利用亚临界萃取技术从生姜中提取姜油的工艺方法，然而其萃取剂是四氯乙烷，毒性大，且所产生姜油品质较低。随着亚临界流体萃取技术的发展，萃取剂的使用朝着无毒安全方向发展。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种安全、高效的基于亚临界萃取制备高良姜挥发油的方法。

为解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种基于亚临界萃取制备高良姜挥发油的方法，包括以下步骤：

1)前处理：净选后的高良姜，刨去根皮，切片；

2)初次干燥：将经过步骤1)处理的高良姜30-40℃热风干燥至水分含量20-30％，粉碎至20-25目，得高良姜粉料；

3)再次干燥：30-35℃热风干燥至高良姜粉料水分含量≤10％，得高良姜干粉，装入萃取袋；

4)亚临界萃取：在温度为30-50℃、压力为0.3-0.8MPa下通入亚临界流体丁烷，对萃取袋中的高良姜干粉萃取1-10h；

5)分离：回收丁烷，得高良姜挥发油。

作为优选，步骤1)中，切片厚度为1-3mm。

作为优选，步骤4)中高良姜干粉与丁烷的料液比为0.5kg/L-0.25kg/L。

作为优选，步骤5)中，丁烷经减压气化再经压缩机冷凝液化回收。

作为优选，步骤5)之后还包括步骤6)：加入活性炭脱色，所述活性炭为高良姜挥发油质量的1-3％；

本发明中所指的加入活性炭脱色是指：将活性炭加入高良姜挥发油后，静置沉降12-24h，取上层清液。

本发明的另一目的在于提供上述方法制备的高良姜挥发油。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

1.本发明提供了一种基于亚临界萃取制备高良姜挥发油的方法，该方法采用二次分级干燥的方式，初次干燥采用30-40℃热风干燥，先快速除去新鲜的高良姜中大部分的水分，再将高良姜粉碎至20-25目，使高良姜具有较高的比容，30-35℃热风干燥下快速干燥，有效地减少了高良姜中活性成分的损失；

2.本发明采用初次干燥后粉碎，有效地避免了高良姜水分含量少而硬度大难以粉碎的问题，也有效地减少了水分含量多时粉碎再干燥引起的风味物质损失；

3.本发明采用亚临界丁烷萃取的方式，丁烷在萃取袋内反复气化液化，单位质量的高良姜所需的丁烷液体量较小，即料烷比大，节能环保；

4.本发明采用亚临界流体逆流萃取，萃取收率高，高良姜中活性成分得到充分萃取，保存更为完整。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

附图说明

图1为实施例1制备的高良姜挥发油的GC-MS离子流图；

图2为对比例1制备的高良姜挥发油的GC-MS离子流图。

具体实施方式

实施例1-5所用的高良姜为同一批次。

本发明提供一种基于亚临界萃取制备高良姜挥发油的方法，包括以下步骤：

1)前处理：净选后的高良姜，刨去根皮；

2)初次干燥：将经过步骤1)处理的高良姜30-40℃热风干燥至水分含量20-30％，粉碎至20-25目，得高良姜粉料；

3)再次干燥：30-35℃热风干燥至高良姜粉料水分含量≤10％，得高良姜干粉，装入萃取袋；

步骤2)与步骤3)中采用两次分级干燥的方式，快速除水的同时也保护有高良姜中易挥发的成分、敏感性的成分，有效地减少了高良姜中活性成分的损失；步骤3)中，萃取袋为聚丙烯或聚酯类无纺布袋；

4)亚临界萃取：在温度为30-50℃、压力为0.3-0.8MPa下通入亚临界流体丁烷，对萃取袋中的高良姜干粉萃取1-10h；亚临界流体丁烷有在萃取袋内反复液化-气化，逆向萃取，以达到较高的萃取效率，因此，采用较少量的亚临界流体就可达到较高的萃取率；

步骤4)中，亚临界流体丁烷的通入方式优选为负压吸入式。

5)分离：回收丁烷，得高良姜挥发油；

步骤5)中，通过减压将丁烷分离后，得到高良姜挥发油；

步骤5)后，加入活性炭脱色，所述活性炭为高良姜挥发油质的重量的1-3％。

实施例1

一种基于亚临界萃取制备高良姜挥发油的方法，包括以下步骤：

1)前处理：取净选后的高良姜，刨去根皮；

2)初次干燥：将经过步骤1)处理的高良姜40℃热风干燥24h，此时高良姜薄片的水分含量为20-30％，粉碎至20目，得高良姜粉料；

3)再次干燥：将高良姜粉料铺平在35℃热风干燥6h至水分含量≤10％，得高良姜干粉，取1kg高良姜干粉装入无纺布萃取袋；

4)亚临界萃取：在温度为35℃、压力为0.5MPa下通入3L亚临界流体丁烷，对萃取袋中的高良姜干粉萃取2h；

5)分离：减压回收丁烷，收集得到16.23mL高良姜挥发油。

实施例2

一种基于亚临界萃取制备高良姜挥发油的方法，包括以下步骤：

1)前处理：取净选后的高良姜，刨去根皮；

2)初次干燥：将经过步骤1)处理的高良姜30℃热风干燥48h，此时高良姜薄片的水分含量为20-30％，粉碎至25目，得高良姜粉料；

3)再次干燥：将高良姜粉料铺平在30℃热风干燥12h得高良姜干粉，取1kg高良姜干粉装入无纺布萃取袋；

4)亚临界萃取：在温度为30℃、压力为0.8MPa下通入2L亚临界流体丁烷，对萃取袋中的高良姜干粉萃取10h；

5)分离：减压回收丁烷，收集得到15.41mL高良姜挥发油。

实施例3

一种基于亚临界萃取制备高良姜挥发油的方法，包括以下步骤：

1)前处理：取净选后的高良姜，刨去根皮，切成1-3mm的薄片；

2)初次干燥：将经过步骤1)处理的高良姜35℃热风干燥36h，此时高良姜薄片的水分含量为20-30％，粉碎至20目，得高良姜粉料；

3)再次干燥：将粉料铺平在30℃热风干燥6h得高良姜干粉，取1kg高良姜干粉装入无纺布萃取袋；

4)亚临界萃取：在温度为50℃、压力为0.8MPa下通入4L亚临界流体丁烷，对萃取袋中的高良姜干粉萃取10h；

5)分离：减压回收丁烷，收集得到13.28mL高良姜挥发油。

实施例4

一种基于亚临界萃取制备高良姜挥发油的方法，包括以下步骤：

1)前处理：取净选后的高良姜，刨去根皮；

2)初次干燥：将经过步骤1)处理的高良姜35℃热风干燥36h，此时高良姜薄片的水分含量为20-30％，粉碎至25目，得高良姜粉料；

3)再次干燥：将高良姜粉料铺平在30℃热风干燥6h得高良姜干粉，取1kg高良姜干粉装入无纺布萃取袋；

4)亚临界萃取：在温度为30℃、压力为0.3MPa下通入4L亚临界流体丁烷，对萃取袋中的高良姜干粉萃取6h；

5)分离：减压回收丁烷，收集得到16.45mL高良姜挥发油。

实施例1-4公开的方法制备得到的高良姜挥发油，最终产品呈红棕色稠油状，浓郁的高良姜香味，清凉感和辣感显著持久。

对比例1

一种高良姜挥发油的水蒸气蒸馏方法，包括以下步骤：

1)前处理：取净选后的高良姜，刨去根皮，切成1-3mm的薄片；

2)干燥：将经过步骤1)处理的高良姜35℃热风干燥至水分含量为≤10％，粉碎至20目，得高良姜干粉；

3)水蒸汽蒸馏：取1kg干粉，进行水蒸气蒸馏，收集得到1.57mL高良姜挥发油。

对比例1蒸馏得到的高良姜挥发油，最终产品浅黄色清油状，具有高良姜香味、清凉感，无辣感。

成分检测

实施例1-3以及对比例1获得的高良姜挥发油，取1mL高良姜挥发油溶于1mL的正己烷，加0.2mg的活性炭进行脱色，沉降，取上层清液，使用日本岛津公司的SHIMADZUQP-20110Plus气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)进行定性及定量分析；

其中GC-MS分析条件如下：

色谱柱：-5ms毛细管色谱柱(30m×0.25mm×0.25μm，日本岛津公司)；程序升温：起始温度60℃，保持6min，以10℃/min的速度升至160℃，保持5min，以20℃/min的速度升至240℃，保持5min；载气(He)流速1.6mL/min；压力100.0kPa；分流比30:1；进样量1μL；进样口温度250℃；质谱采用电子轰击(EI)离子源，离子源温度230℃；接口温度250℃；溶剂延迟1min；数据采集方式：全扫描，质量扫描范围40-450m/z。

采用质谱法定性，气相色谱进行相对定量(面积归一化法)。质谱检索采用NISTChemicalStructures(美国国家标准研究所，第八版)库和WileyLibrary(威廉图谱库，第九版)库，结合相关资料进行组分定性。图1为实施例1制备的高良姜挥发油的GC-MS离子流图，图2为对比例1制备的高良姜挥发油的GC-MS离子流图，图1中保留时间为9.353min的峰以及图2中保留时间为9.328的峰为1,8-桉叶素组分峰；实施例1-4以及对比例1的提取率、指标成分1,8-桉叶素的含量的结果见表1所示，

表1提取率、1,8-桉叶素含量结果

注a)：采用内标法。

由表1可知，实施例1-4提供的方法制备的高良姜挥发油，提取率远高于采用水蒸气蒸馏法，高达13-16mL/kg；由表1和图1可知，基于亚临界萃取制备高良姜挥发油具有更完整的活性成分，从图1和图2的比较可知，采用亚临界流体丁烷萃取得到的高良姜挥发油中指标成分1,8-桉叶素在有机组分中的成分占比虽低于采用水蒸气蒸馏获得的高良姜挥发油，但从表1可知，1,8-桉叶素的含量为水蒸气蒸馏的近2.5倍。本发明提供的基于亚临界萃取制备高良姜挥发油的方法，除了1,8-桉叶素外，还提取并完整地保存了更多水蒸气蒸馏难以提取出来的活性成分；如图1中，保留时间为19.3min附近的组分峰为抗癌活性成分二苯基庚烷类物质之一5-羟基-1,7-二苯基-3-庚酮，而在图2中，保留时间为19-20min内无相对应的组分峰，即采用水蒸气蒸馏法，因为温度过高，煎煮时间过长难以保留高良姜挥发油中部分具有生理活性的热敏性成分。

本发明提供的高良姜挥发油，活性炭脱色过程可根据需要选择合适的溶剂，如乙醇、丙二醇、正己烷等溶剂，从高良姜挥发油中萃取出活性成分，所述活性炭的加入量为高良姜挥发油质量的1-3％。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (6)

1.一种基于亚临界萃取制备高良姜挥发油的方法，包括以下步骤：

1)前处理：净选后的高良姜，刨去根皮；

2)初次干燥：将经过步骤1)处理的高良姜30-40℃热风干燥至水分含量20-30％，粉碎至20-25目，得高良姜粉料；

3)再次干燥：30-35℃热风干燥至高良姜粉料水分含量≤10％，得高良姜干粉，装入萃取袋；

4)亚临界萃取：在温度为30-50℃、压力为0.3-0.8MPa下通入亚临界流体丁烷，对萃取袋中的高良姜干粉萃取1-10h；

5)分离：回收丁烷，得高良姜挥发油。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)中，刨去根皮后，切成厚度为1-3mm薄片。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4)中高良姜干粉与丁烷的料液比为0.5kg/L-0.25kg/L。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4)中，丁烷经减压气化再经压缩机冷凝液化回收。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤5)之后还包括步骤6)：加入活性炭脱色，所述活性炭为高良姜挥发油质量的1-3％。

6.如权利要求1-5任一项方法制备的高良姜挥发油。