CN107488515B - 一种提取液及采用该提取液提取茶树花精油的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提取液及采用该提取液提取茶树花精油的方法，该提取液包括纤维素酶、金属离子及乙二醇；制法为将茶树花粉碎后，加水浸泡，加入提取液，调节pH4.8～6，在40～45℃条件下水浴振荡，反应2～3h，制得酶解液，将该酶解液超声处理15～20min，经蒸馏、萃取后即可制得茶树花精油。显著优点为在茶树花纯露或精油提取液中添加纤维素酶、金属离子及乙二醇，明显提高了精油的得率，达0.85～1.01％，同时提取过程中联合超声波技术，方法简便，成本低，杂质少，可操作性强，安全环保，无污染。

Description

一种提取液及采用该提取液提取茶树花精油的方法
技术领域
本发明属于分离提取技术领域，尤其涉及一种提取液及采用该提取液提取茶树花精油的方法。
背景技术
茶树花是茶树的花朵，通常，人们只用茶树的叶子加工成茶叶饮用。而茶树花在我国的年产量约15万吨，茶树花中富含精油、氨基酸、多糖、茶多酚、茶皂素等功能性成分。但人们对此认识不足，一般将茶花弃去，造成资源的浪费。
茶树花纯露及精油，具有淡雅的茶香，气味清新自然，并具有一定的消炎、杀菌、抗衰老疗效，故在食品、药品、化妆品领域具有很高的应用价值。目前，茶树花纯露及精油的制备方法有水蒸汽蒸馏法、有机溶剂萃取法或超临界流体萃取法等。
其中，水蒸汽蒸馏法是常用的方法，是将物料粉碎后，放入蒸馏装置中，加热，精油与水蒸汽一起馏出，即得纯露，萃取分离后即提精油。该方法设备简单，容易操作，成本低，产品杂质含量少。但该法加热时间长，馏分中精油成分含量低。
有机溶剂萃取法是采用乙醇、已烷、乙醚等有机溶剂进行萃取分离，它的优点是能耗少、工艺简单、产品得率高。但是提取时耗长、溶剂使用量大、回收难，且产品中含有植物蜡、色素等杂质不易去除。
超临界流体萃取法是利用超临界流体在高于或接近其临界温度和压强条件下将物质萃取出来。它的优点是萃取温度低，物质提取、萃取效率高。但设备投资大，运行成本高。
因此，现亟需一种提取率高、提取时间短、安全环保且成本低的茶树花精油提取方法。
发明内容
发明目的：本发明的第一目的是提供一种提取率高，且安全环保、成本低的提取液；
本发明的第二目的是提供采用该提取液提取茶树花精油的方法，该方法提取的茶树花精油有效成分含量高。
发明内容：本发明的提取液，包括纤维素酶、金属离子及乙二醇，其中，所述金属离子与纤维素酶的质量比为0.001～0.004:1，乙二醇与纤维素酶的质量比为0.7～1.4:1。
本发明在提取液中添加纤维素酶，其能将细胞壁的纤维素骨架逐级降解成葡萄糖，进而破坏细胞壁骨架结构，更易于精油的提取；同时还添加金属离子及乙二醇，金属离子的加入能够有效增强纤维素酶的活性，而乙二醇不仅能够提高纤维素酶的活性，且能够促进底物和产物的扩散，防止产物在酶周围聚集，提高催化效果，此外，茶花中的茶皂素含量高，蒸馏时易产生大量的泡沫，加入乙二醇能够在后续蒸馏过程中消泡，提高蒸馏效果。采用纤维素酶、金属离子及乙二醇，三者的协同作用，不仅提高了精油的提取率，且缩短了酶解和蒸馏时间，降低了生产成本。
优选的，金属离子可包括Zn2+、Fe3+、Se2+或La3+。金属离子与纤维素酶的质量比可为0.001～0.002:1；乙二醇与纤维素酶的质量比可为0.9～1.2:1。
本发明采用提取液提取茶树花精油的方法，包括如下步骤：将茶树花粉碎后，加水浸泡，加入提取液，调节pH4.8～6，在40～45℃条件下水浴振荡，反应2～3h，制得酶解液，将该酶解液超声处理15～20min，经蒸馏、萃取后即可制得茶树花精油；其中，所述提取液中纤维素酶与茶树花的质量比为0.08～0.15:1。
优选的，提取液中纤维素酶与茶树花的质量比可为0.1～0.12:1；水可按照与茶树花的料液比1:6～10g/L加入。
进一步说，本发明采用的超声功率为300～500W。蒸馏时加入与茶树花质量比为0.04～0.06:1的NaCl，蒸馏1～2h。
有益效果：与现有技术相比，本发明的显著优点为：在茶树花精油提取液中添加纤维素酶、金属离子及乙二醇，三者协同作用，明显提高了精油的得率，达0.85～1.01％，而传统的蒸馏法精油提取率为0.5～0.8％；同时提取时联合超声波技术，方法简便、成本低、杂质少、可操作性强、安全环保、无污染。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步详细说明。
实施例1
提取液组分：纤维素酶10.0g，ZnCl2 0.042g，乙二醇10.0g。
提取茶树花精油的方法包括如下步骤：
(1)将茶树花放入40°烘箱烘干，粉碎机粉碎后备用；
(2)称取100g茶树花粉，按1:8的料液比添加纯水，浸泡30min；
(3)加入纤维素酶、ZnCl2及乙二醇，调节pH 4.8左右，在45℃条件下，水浴振荡，反应2.5h，制得酶解液；
(4)将上述酶解液放入超声波发生器中，调节功率400W，反应15min，进行超声处理；
(5)将经过超声处理后的酶解液加入4.0g NaCl，用水蒸汽蒸馏法蒸馏2h，制得无色透明的茶香馏液，即茶树花纯露；
(6)将上述馏液合并，用乙醚萃取，制得无色透明的油状液体，即茶树花精油。
该实施例中的Zn2+同样能够采用Fe3+、Se2+或La3+替换。
实施例2
提取液组分：纤维素酶9g，ZnCl2 0.0194g，乙二醇10.8g。
提取茶树花精油的方法包括如下步骤：
(1)将茶树花放入40°烘箱烘干，粉碎机粉碎后备用；
(2)称取80g茶树花粉，按1:10的料液比添加纯水，浸泡30min；
(3)加入纤维素酶、ZnCl2及乙二醇，调节pH 6左右，在40℃条件下，水浴振荡，3小时，制得酶解液；
(4)将上述酶解液放入超声波发生器中，调节功率450W，反应15min，进行超声处理；
(5)将经过超声处理后的酶解液加入4.0g NaCl，用水蒸汽蒸馏法蒸馏2h，制得无色透明的茶香馏液，即茶树花纯露；
(6)将上述馏液合并，用乙醚萃取，制得无色透明的油状液体，即茶树花精油。
将实施例1、2提取的茶树精油进行检测，获得的结果如表1所示。
表1实施例1和2的提取率
Figure BDA0001425885470000041
通过表1可知，采用本发明的提取液及提取方法的提取率能够达到0.95％，大大提高了茶树花精油的提取率。
对比例1
基本步骤与实施例1相同，不同之处在于提取液中不加入金属离子。具体如下所示：
提取液组分：纤维素酶10.0g，乙二醇10.0g。
提取茶树花精油的方法包括如下步骤：
(1)将茶树花放入40°烘箱烘干，粉碎机粉碎后备用；
(2)称取100g茶树花粉，按1:8的料液比添加纯水，浸泡30min；
(3)加入纤维素酶及乙二醇，调节pH 4.8左右，在45℃条件下，水浴振荡，反应2.5h，制得酶解液；
(4)将上述酶解液放入超声波发生器中，调节功率400W，反应15min，进行超声处理；
(5)将经过超声处理后的酶解液加入4.0g NaCl，用水蒸汽蒸馏法蒸馏2h，制得无色透明的茶香馏液，即茶树花纯露；
(6)将上述馏液合并，用乙醚萃取，制得无色透明的油状液体，即茶树花精油。
将对比例1提取的茶树精油有效成分检测，获得的结果如表2所示。
表2实施例1及对比例1的提取率
Figure BDA0001425885470000042
通过表2可知，在物料中添加纤维素酶、金属离子及乙二醇，能够获得高提取率的茶树精油，而不添加金属离子，其茶树精油提取率明显降低，这是由于金属离子Zn2+是纤维素酶的激活剂，能提高纤维素酶的酶活力，更易降解茶树花细胞壁纤维素，破坏细胞壁骨架结构，精油更易提取。
对比例2
基本步骤与实施例1相同，不同之处在于提取液中不添加乙二醇。具体如下所示：
提取液组分：纤维素酶10.0g，ZnCl2 0.042g。
提取茶树花精油的方法包括如下步骤：
(1)将茶树花放入40°烘箱烘干，粉碎机粉碎后备用；
(2)称取100g茶树花粉，按1:8的料液比添加纯水，浸泡30min；
(3)加入纤维素酶及ZnCl2，调节pH 4.8左右，在45℃条件下，水浴振荡，反应2.5h，制得酶解液；
(4)将上述酶解液放入超声波发生器中，调节功率400W，反应15min，进行超声处理；
(5)将经过超声处理后的酶解液加入4.0g NaCl，用水蒸汽蒸馏法蒸馏3h，制得无色透明的茶香馏液，即茶树花纯露；
(6)将上述馏液合并，用乙醚萃取，制得无色透明的油状液体，即茶树花精油。
将对比例2提取的茶树精油有效成分检测，获得的结果如表3所示。
表3实施例1及对比例2的提取率
Figure BDA0001425885470000051
通过表3可知，在原料中同时添加纤维素酶、金属离子及乙二醇，能够获得高提取率的茶树精油，而不添加乙二醇，其茶树精油提取率降低，且蒸馏时间加长1h，这是由于纤维素酶降解纤维素时其产物葡萄糖易聚集在酶周围，降低酶活性，乙二醇能促进纤维素和葡萄糖的扩散，防止葡萄糖在酶周围聚集，从而提高纤维素酶破坏茶树花细胞壁的效果，利于精油的提取；同时，乙二醇在蒸馏时还能够稳定溶液，从而提高蒸馏效果。
实施例3
设计6组平行试验，基本步骤与实施例1相同，不同之处在于金属离子与纤维素酶的质量比，具体为：(0.0005:1)、(0.001:1)、(0.002:1)、(0.003:1)、(0.004:1)、(0.005:1)，将该实施例提取的精油进行检测，获得的结果如表4所示。
表4不同金属离子与纤维素酶的质量比获得的提取率
Figure BDA0001425885470000061
通过表4可知，采用本发明范围内的金属离子与纤维素酶的质量比，即2-5组的0.001～0.004:1范围，其提取率均能到达0.9％以上，尤其以第2-3组的提取率较高，达到1.0％。由此可知，采用本发明范围内的质量比，能够充分的提取，而当金属离子与纤维素酶的质量比低于0.001:1或高于0.004:1时，即第1组和第6组实验，提取率反而降低，这是由于低浓度的金属离子对纤维素酶的激活能力弱，随着浓度的增加，纤维素酶活力逐渐增强，而高浓度的金属离子对纤维素酶渐却有抑制作用。
实施例4
设计6组平行试验，基本步骤与实施例1相同，不同之处在于乙二醇与纤维素酶的质量比，具体为：(0.6:1)、(0.7:1)、(0.9:1)、(1.2:1)、(1.4:1)、(1.5:1)，将该实施例提取的精油进行检测，获得的结果如表5所示。
表5不同乙二醇与纤维素酶的质量比获得的提取率
Figure BDA0001425885470000062
通过表5可知采用本发明范围内的乙二醇与纤维素酶的质量比，即2-5组的0.7～1.4:1范围，其提取率均能到达0.9％以上，尤其以第3-4组的提取率较高，达到0.98％。由此可知，采用本发明范围内的质量比，能够充分的提取，而当乙二醇与纤维素酶的质量比低于0.7:1或高于1.4:1时，即第1组和第6组实验，反而提取率却降低，这是由于乙二醇浓度低对底物和产物的扩散作用弱，而高浓度乙二醇容易使纤维素酶变性，从而降低酶活力。
实施例5
设计6组平行试验，基本步骤与实施例1相同，不同之处在于纤维素酶与茶树花的质量比，具体为：(0.07:1)、(0.08:1)、(0.1:1)、(0.12:1)、(0.15:1)、(0.16:1)，将该实施例提取的精油进行分析，获得的结果如表6所示。
表6不同维素酶与茶树花的质量比获得的提取率
Figure BDA0001425885470000071
通过表6可知，采用本发明范围内的维素酶与茶树花的质量比，即2-5组的0.08～0.15:1范围，其提取率均能到达0.88％以上，尤其以第3-4组的提取率较高，达到1.01％。由此可知，采用本发明范围内的质量比，能够充分的提取，而当维素酶与茶树花的质量比低于0.08:1反而提取率却降低，这是由于维素酶与茶树花的质量比低于0.7:1酶解效果差；而高于1.4:1时精油提取效果相同，但纤维素酶的用量多，成本增加。
实施例6
提取液组分：纤维素酶10.0g，ZnCl2 0.025g，乙二醇8g。
提取茶树花精油的方法包括如下步骤：
(1)将茶树花放入40°烘箱烘干，粉碎机粉碎后备用；
(2)称取125g茶树花粉，按1:6的料液比添加纯水，浸泡30min；
(3)加入纤维素酶、ZnCl2及乙二醇，调节pH 6左右，在40℃条件下，水浴振荡，反应2h，制得酶解液；
(4)将上述酶解液放入超声波发生器中，调节功率300W，反应20min，进行超声处理；
(5)将经过超声处理后的酶解液加入7.5g NaCl，用水蒸汽蒸馏法蒸馏1h，制得无色透明的茶香馏液，即茶树花纯露；
(6)将上述馏液合并，用乙醚萃取，制得无色透明的油状液体，即茶树花精油。
实施例7
提取液组分：纤维素酶10.0g，ZnCl2 0.035g，乙二醇13g。
提取茶树花精油的方法包括如下步骤：
(1)将茶树花放入40°烘箱烘干，粉碎机粉碎后备用；
(2)称取72g茶树花粉，按1:10的料液比添加纯水，浸泡30min；
(3)加入纤维素酶、ZnCl2及乙二醇，调节pH 6左右，在45℃条件下，水浴振荡，反应3h，制得酶解液；
(4)将上述酶解液放入超声波发生器中，调节功率500W，反应15min，进行超声处理；
(5)将经过超声处理后的酶解液加入3.6g NaCl，用水蒸汽蒸馏法蒸馏1h，制得无色透明的茶香馏液，即茶树花纯露；
(6)将上述馏液合并，用乙醚萃取，制得无色透明的油状液体，即茶树花精油。
将实施例6和7提取的茶树精油进行检测，获得的结果如表7所示。
表7实施例6和7的提取率
Figure BDA0001425885470000081
通过表7可知，采用本发明的提取液及提取方法获得茶树花精油提取率能够达到0.85％以上，大大提高了茶树花精油的提取率。

Claims (8)

1.一种提取液，其特征在于：包括纤维素酶、金属离子及乙二醇，其中，所述金属离子与纤维素酶的质量比为0.001～0.004:1，乙二醇与纤维素酶的质量比为0.7～1.4:1；所述金属离子为Zn2+、Fe3+、Se2+或La3+。
2.根据权利要求1所述的提取液，其特征在于：所述金属离子与纤维素酶的质量比为0.001～0.002:1
3.根据权利要求1所述的提取液，其特征在于：乙二醇与纤维素酶的质量比为0.9～1.2:1。
4.一种采用权利要求1所述的提取液提取茶树花精油的方法，其特征在于包括如下步骤：将茶树花粉碎后，加水浸泡，加入提取液，调节pH4.8～6，在40～45℃条件下水浴振荡，反应2～3h，制得酶解液，将该酶解液超声处理15～20min，经蒸馏、萃取后即可制得茶树花精油；其中，所述提取液中纤维素酶与茶树花的质量比为0.08～0.15:1。
5.根据权利要求4所述的采用提取液提取茶树花精油的方法，其特征在于：所述水按照与茶树花的料液比1:6～10g/L加入。
6.根据权利要求4所述的采用提取液提取茶树花精油的方法，其特征在于：所述提取液中纤维素酶与茶树花的质量比为0.1～0.12:1。
7.根据权利要求4所述的采用提取液提取茶树花精油的方法，其特征在于：所述超声的功率为300～500W。
8.根据权利要求4所述的采用提取液提取茶树花精油的方法，其特征在于：所述蒸馏时加入与茶树花质量比为0.04～0.06:1的NaCl，蒸馏1～2h。
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