CN113180286B - 一种树苔浸膏中大分子缩酚酸类的分离提纯方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种树苔浸膏中大分子缩酚酸类的分离提纯方法，根据树苔浸膏缩酚酸类化合物的分子结构中官能团的理化特性，选择特定分子结构的非质子性极性有机溶剂，将树苔浸膏中易溶解的小分子致香物质全部溶解萃取，同时使得缩酚酸类大分子物质在溶剂中由于溶解能力差而析出，达到树苔浸膏中小分子物质和大分子缩酚酸类物质分离完全的效果。分离得到的缩酚酸类固体，经合适的有机溶剂重结晶提纯，可得到色泽较浅且纯度较高的缩酚酸固体。本发明提供的分离方法能提升树苔浸膏的使用价值，扩展其应用领域。提纯后的缩酚酸固体呈颗粒状，具有松散、干燥、不粘稠、使用添加方便等特点，在传统卷烟和新型烟草中都具有较好的应用前景。

Description

一种树苔浸膏中大分子缩酚酸类的分离提纯方法
技术领域
本发明涉及树苔浸膏中大分子潜香物质的分离提纯领域，具体涉及一种树苔浸膏中大分子缩酚酸类的分离提纯方法。
背景技术
树苔浸膏是由附生于松、枞、云杉、冷杉等树干上的粉屑扁枝衣和附生于栎、麻栎树干上的丛生树花，用苯、石油醚或热酒精浸提而得。苯浸膏呈深棕色至绿棕色固体，石油醚浸膏为深棕色稠厚膏状物。有青滋香气并带有松木气味。主要成分除了有苔黑酚、苔黑酚单甲醚、苔黑酚羧酸乙酯、扁枝衣酸甲酯、柔扁枝衣酸乙酯、赤星衣酸甲酯等易溶易挥发的小分子致香成分，还有难溶性的大分子类潜香物质，主要为多种不同的缩酚酸化合物。
研究表明，缩酚酸类化合物的分子结构中存在很多与树苔浸膏中小分子香味物质结构相似的大分子化合物官能团，这些大分子化合物官能团可在一定条件下降解转化为易挥发的小分子致香物质。如果将其应用到制备烟草薄片的领域，可以提高烟草薄片的香味物质含量。然而在目前树苔浸膏的应用中，大分子缩酚酸类物质往往会在树苔净油提取过程中作为残余物被舍弃，浪费资源。因此对树苔浸膏中大分子缩酚酸类固体物质的提取和应用具有较高的经济效益。
然而树苔浸膏中组分复杂，各组分溶解性能不一，且缩酚酸类均为难溶性物质，会造成树苔浸膏的溶解性变差，使树苔浸膏溶液浑浊难以澄清，溶液静置后在底部会沉积出黏稠状固体。因此，迫切需要一种可以快速分离出树苔浸膏中的大分子缩酚酸类化合物的方法。
中国专利【CN201410404835.3】公开了一种用于分离树苔浸膏中萜烯类组分的高速逆流色谱方法。包括如下步骤：1)将正己烷、乙酸乙酯、乙醇、水按照体积比0.7-1.1：0.7-1.1：0.8-1.1：0.8-1.1进行混合，剧烈振荡、静置后将溶液分为两层，上层作为固定相，下层作为流动相；2)采用流动相分散树苔浸膏，得到待分离的样品溶液；3)采用高速逆流色谱对样品溶液进行分离，根据紫外吸收图收集相应的馏分，馏分经溶剂脱除工艺后，得到相对含量在90%以上的萜烯类组分。该方法只能分离出树苔浸膏中的小分子萜烯类组分，并不适用于树苔浸膏中的大分子缩酚酸类化合物。
中国专利【CN105838502B】公开了一种树苔浸膏功能的香精及其制备工艺。该香精由以下质量百分数的各组分配制而成：树苔浸膏的分子蒸馏第一级馏分10～30％，树苔浸膏分子蒸馏第二级馏分15～50％，树苔浸膏分子蒸馏第三级馏分10～40％，乙酸香叶酯0.2～2％，乙酸叶醇酯0.5～2.5％，乙酸薄荷酯0.4～2％，乙酸桂酯0.6～2.2％，1％的面包酮0.1～1.5％，1％的突厥酮0.8～5％，1％的2,3,5-三甲基吡嗪0.2～1.5％，1％的香叶油0.9～3％，丙二醇15～40％，食用酒精10～40％；该香精复配所用的馏分来源于树苔浸膏本身，系采用分子蒸馏技术精制而得。同样该方法只能分离出树苔浸膏中易溶易挥发的小分子致香物质，并不能将树苔浸膏中的大分子缩酚酸类化合物分离出来。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种树苔浸膏中大分子缩酚酸类的分离提纯方法，选择特定分子结构的非质子性极性有机溶剂，将树苔浸膏中易溶解的小分子致香物质全部溶解萃取，同时，大分子缩酚酸类物质在溶剂中由于溶解能力差而析出，达到树苔浸膏中小分子物质和大分子缩酚酸类物质分离的目的。通过本发明提供的方法能大幅提升树苔浸膏的使用价值，并扩展其应用领域，将其应用到制备烟草薄片的领域，可以提高烟草薄片的香味物质含量。
本发明提供的技术方案如下：一种树苔浸膏中大分子缩酚酸类的分离提纯方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、分别称取一定量的树苔浸膏液体和有机溶剂备用；
S2、将上述步骤准备的有机溶剂倒入开口容器中，使用搅拌装置搅拌，然后将树苔浸膏液体加入到开口容器中得混合溶液，继续搅拌，然后将混合溶液倒入带有真空抽吸瓶的布氏漏斗中抽吸过滤，过滤后向滤饼中加入上述步骤准备的有机溶剂进行洗涤过滤，得到缩酚酸固体粗品；
S3、取一定量极性大于6.0的有机溶剂倒入烧瓶中，将上述步骤得到的缩酚酸固体粗品加入到烧瓶中进行搅拌，然后在烧瓶上搭上冷凝回流装置，升温后继续搅拌一段时间；
S4、将上述步骤中搅拌完后的烧瓶放入室温环境冷却一晚，待树苔固体结晶析出完毕后，将溶液倒入到带有真空抽吸瓶的布氏漏斗中抽吸过滤，过滤后使用洗涤剂对滤饼进行洗涤，然后将滤饼冷冻干燥得到纯净的大分子缩酚酸类固体。
进一步的，所述步骤S1中的有机溶剂为不含羟基、羰基、酯基、羧基基团的极性非质子性溶剂。
进一步的，所述步骤S1中的有机溶剂包括乙腈、二甲基甲酰胺和二甲基亚砜中的至少一种。
进一步的，所述步骤S2中的树苔浸膏液体与有机溶剂的质量比为1: 10~40，树苔浸膏液体加入到开口容器中的方式为逐滴加入或每隔一段时间分批加入。
进一步的，所述步骤S2中搅拌装置为磁力搅拌装置或机械搅拌装置，搅拌速率为400~1200r/min，树苔浸膏液体添加完毕后，继续搅拌10~40min，布氏漏斗真空抽吸过滤的真空度为5~30kPa。
进一步的，所述步骤S3中升温至60-120℃后搅拌20-40min。
进一步的，所述步骤S3中的有机溶剂沸点高于110℃。
进一步的，所述步骤S3中有机溶剂包括乙酸、二甲基甲酰胺、乙二醇、二甲基亚砜中的至少一种。
进一步的，所述步骤S4中洗涤剂为水或易挥发的中等极性有机溶剂，布氏漏斗真空抽吸过滤的真空度为10~60kPa。
进一步的，所述步骤S4中洗涤用的易挥发的中等极性有机溶剂为乙酸乙酯、丙酮、二氯甲烷、乙醚中的至少一种。
本发明中，极性非质子性溶剂即分子中无质子，与水比较几乎无酸性，也无两性特征，但有较弱的接受质子倾向和程度不同的成氢键能力，如乙腈、二甲基甲酰胺和二甲基亚砜等。由于此类溶剂中溶剂本身不易给出质子，又有很强的溶解能力，而且树苔浸膏中小分子香味物质通常为极性物质，使得此类溶剂可以溶解树苔浸膏中小分子香味物质。同时由于此类溶剂不含羟基、羰基、酯基、羧基基团，使得大分子缩酚酸类物质不易溶解于极性非质子性溶剂中，故极性非质子性溶剂可以用于分离树苔浸膏中的小分子香味物质和大分子缩酚酸类物质。
本发明的有益效果在于：
1.本发明提供的一种树苔浸膏中大分子缩酚酸类的分离提纯方法，其中，选择特定分子结构的非质子性极性有机溶剂，将树苔浸膏中易溶解的小分子致香物质全部溶解萃取，同时，大分子缩酚酸类物质在溶剂中由于溶解能力差而析出，达到树苔浸膏中小分子物质和大分子缩酚酸类物质分离的目的。本发明使用的非质子性极性有机溶剂成本低，对树苔浸膏中小分子物质和大分子缩酚酸类物质分离的效果显著，分离后可以得到深色缩酚酸固体粗品。然后对缩酚酸固体粗品选择合适的溶剂重结晶分离过滤，可得到纯度较高的浅色缩酚酸类固体。通过本方法得到的缩酚酸为固体干燥不黏稠，方便添加、储存，后续在使用过程中可按需称量无需溶剂分散，十分方便。
2. 本发明提供的一种树苔浸膏中大分子缩酚酸类的分离提纯方法，通过本发明提供的方法能大幅提升树苔浸膏的使用价值，并扩展其应用领域，将其应用到制备烟草薄片的领域，可以提高烟草薄片的香味物质含量。
附图说明
图1是本发明实施例中一种树苔浸膏中大分子缩酚酸类的分离提纯方法的流程图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例和现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。
显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式，本发明并不限制于该实施例。
本发明具体实施例如下：
实施例1
S1、称取20g乙腈溶剂倒入大烧杯中，使用磁力搅拌器进行搅拌，搅拌速度为400r/min，称取2g树苔浸膏液体于小烧杯中，然后使用滴管将小烧杯内的树苔浸膏液体逐滴加入到大烧杯中得混合溶液，添加完毕后，继续搅拌40min，然后将混合溶液倒入带有真空抽吸瓶的布氏漏斗中抽吸过滤，控制其真空度为5kPa，过滤后向滤饼中加入乙腈溶剂进行洗涤过滤，得到0.91 g褐色缩酚酸固体粗品；
S2、取30mL乙二醇溶剂倒入圆底烧瓶中，将0.91g褐色缩酚酸固体粗品加入到圆底烧瓶中进行搅拌，然后在烧瓶上搭上冷凝回流装置，升温到120 ℃，搅拌20 min；
S3、待褐色缩酚酸固体溶解后，停止加热，让含有缩酚酸的乙二醇溶液冷却下来，然后放入室温环境冷却一晚，待树苔固体结晶析出完毕后，将溶液倒入到带有真空抽吸瓶的布氏漏斗中抽滤，控制真空度为10kPa，抽滤后加入少量蒸馏水清洗滤饼，然后将滤饼冷冻干燥得到0.85g浅灰色缩酚酸固体纯品。
实施例2
S1、称取40g二甲基甲酰胺溶剂倒入大烧杯中，使用磁力搅拌器进行搅拌，搅拌速度为600 r/min，称取3g树苔浸膏液体于小烧杯中，然后使用滴管将树苔浸膏液体逐滴加入到大烧杯中得混合溶液，添加完毕后，继续搅拌30min，然后将混合溶液倒入带有真空抽吸瓶的布氏漏斗中抽吸过滤，控制其真空度为10kPa，过滤后向滤饼中加入二甲基甲酰胺溶剂进行洗涤过滤，得到1.35 g褐色缩酚酸固体粗品；
S2、取30mL乙酸溶剂倒入圆底烧瓶中，将1.35 g褐色缩酚酸固体粗品加入到圆底烧瓶中进行搅拌，然后在烧瓶上搭上冷凝回流装置，升温到100 ℃，搅拌30 min；
S3、待褐色缩酚酸固体溶解后，停止加热，让含有缩酚酸的乙酸溶液冷却下来，然后放入室温环境冷却一晚，待树苔固体结晶析出完毕后，将溶液倒入到带有真空抽吸瓶的布氏漏斗中抽滤，控制真空度为20kPa，抽滤后加入少量乙酸乙酯清洗滤饼，然后将滤饼冷冻干燥得到1.21g浅灰色缩酚酸固体纯品。
实施例3
S1、称取60g二甲基亚砜溶剂倒入大烧杯中，使用磁力搅拌器进行搅拌，搅拌速度为800 r/min，称取2g树苔浸膏液体于小烧杯中，然后使用滴管将树苔浸膏液体逐滴加入到大烧杯中得混合溶液，添加完毕后，继续搅拌20min，然后将混合溶液倒入带有真空抽吸瓶的布氏漏斗中抽吸过滤，控制其真空度为20kPa，过滤后向滤饼中加入二甲基亚砜溶剂进行洗涤过滤，得到0.92 g褐色缩酚酸固体粗品；
S2、取30mL二甲基甲酰胺溶剂倒入圆底烧瓶中，将0.92 g褐色缩酚酸固体粗品加入到圆底烧瓶中进行搅拌，然后在烧瓶上搭上冷凝回流装置，升温到80 ℃，搅拌40 min；
S3、待褐色缩酚酸固体溶解后，停止加热，让含有缩酚酸的二甲基甲酰胺溶液冷却下来，然后放入室温环境冷却一晚，待树苔固体结晶析出完毕后，将溶液倒入到带有真空抽吸瓶的布氏漏斗中抽滤，控制真空度为30kPa，抽滤后加入少量丙酮清洗滤饼，然后将滤饼冷冻干燥得到0.84g浅灰色缩酚酸固体纯品。
实施例4
S1、称取40g乙腈溶剂和40g二甲基亚砜溶剂倒入大烧杯中，使用磁力搅拌器进行搅拌，搅拌速度为1200r/min，称取3g树苔浸膏液体于小烧杯中，然后使用滴管将树苔浸膏液体逐滴加入到大烧杯中得混合溶液，添加完毕后，继续搅拌10min，然后将混合溶液倒入带有真空抽吸瓶的布氏漏斗中抽吸过滤，控制其真空度为30kPa，过滤后向滤饼中加入乙腈溶剂进行洗涤过滤，得到1.36 g褐色缩酚酸固体粗品；
S2、取30mL二甲基亚砜溶剂倒入圆底烧瓶中，将1.36g褐色缩酚酸固体粗品加入到圆底烧瓶中进行搅拌，然后在烧瓶上搭上冷凝回流装置，升温到60 ℃，搅拌40 min；
S3、待褐色缩酚酸固体溶解后，停止加热，让含有缩酚酸的二甲基亚砜溶液冷却下来，然后放入室温环境冷却一晚，待树苔固体结晶析出完毕后，将溶液倒入到带有真空抽吸瓶的布氏漏斗中抽滤，控制真空度为60kPa，抽滤后加入少量二氯甲烷清洗滤饼，然后将滤饼冷冻干燥得到1.22g浅灰色缩酚酸固体纯品。
实施例5
S1、称取50g乙腈溶剂倒入大烧杯中，使用机械搅拌装置进行搅拌，搅拌速度为600r/min，称取4g树苔浸膏液体于小烧杯中，然后使用滴管将树苔浸膏液体逐滴加入到大烧杯中得混合溶液，添加完毕后，继续搅拌15min，然后将混合溶液倒入带有真空抽吸瓶的布氏漏斗中抽吸过滤，控制其真空度为15kPa，过滤后向滤饼中加入乙腈溶剂进行洗涤过滤，得到1.9 g褐色缩酚酸固体粗品；
S2、取40mL二甲基甲酰胺溶剂倒入圆底烧瓶中，将1.9 g褐色缩酚酸固体粗品加入到圆底烧瓶中进行搅拌，然后在烧瓶上搭上冷凝回流装置，升温到80 ℃，搅拌20 min；
S3、待褐色缩酚酸固体溶解后，停止加热，让含有缩酚酸的二甲基甲酰胺溶液冷却下来，然后放入室温环境冷却一晚，待树苔固体结晶析出完毕后，将溶液倒入到带有真空抽吸瓶的布氏漏斗中抽滤，控制真空度为50kPa，抽滤后加入少量乙醚清洗滤饼，然后将滤饼冷冻干燥得到1.7 g浅灰色缩酚酸固体纯品。
将实施例1-5制备的浅灰色缩酚酸固体纯品研磨成细粉后，分别称取0.1 g添加到五组传统卷烟的成品烟丝中，并抖动摇晃烟支，使缩酚酸固体颗粒物能均匀分散在烟丝中，然后将烟丝填充到加热卷烟空烟支中，制作成加热卷烟，点燃烟支并对实施例1-5对应的各组卷烟进行感官抽吸评价。本发明实施例中还设置有一组空白对照组，即对未添加缩酚酸固体颗粒物的卷烟进行抽吸评价。对卷烟香气、烟雾量指标进行评分，每项指标的评分范围为1-10，得分越高，表明感官抽吸质量越好。结果如表1所示。
Figure 291256DEST_PATH_IMAGE002
表1-实施例1-5与空白组对应的卷烟抽吸质量评分
添加了缩酚酸固体的卷烟具有香气丰富饱满有层次，扩散透发性好，清香风格特征比较明显，与烟草本香相协调的特点，同时在抽吸舒适度方面具有杂气小，余味干净，口腔滋润生津的特点。由表1可知，未添加缩酚酸固体的卷烟香气量明显少于添加了缩酚酸固体的香气量，说明本发明实施例1-5制备的浅灰色固体中含有大量致香物质。
本发明实施例中使用的不含羟基、羰基、酯基、羧基基团的极性非质子性溶剂可以将树苔浸膏中易溶解的小分子致香物质全部溶解萃取，同时，大分子缩酚酸类物质在溶剂中由于溶解能力差而析出，得到深色缩酚酸固体粗品。然后对分离后的深色缩酚酸固体选择合适溶剂重结晶分离过滤，可得到纯度较高的浅色缩酚酸类固体。
本发明提供的方法制备的缩酚酸为固体颗粒物干燥不黏稠，将其添加到烟丝中十分容易，而且添加了缩酚酸固体的卷烟香气浓郁、丰富饱满，持久性好，同时卷烟的杂气较小，余味干净回甜，口腔舒适度好。在逐口抽吸中，苔清香香气特征较为一致，无明显衰减，香气与烟草本香相协调。
本发明提供的方法大大拓宽了缩酚酸类固体的研究应用范围，提升了树苔浸膏的整体使用价值，具有较高的经济效益，避免了大分子缩酚酸类物质作为残余物被舍弃，浪费资源。
上面描述的内容可以单独地或者以各种方式组合起来实施，而这些变型方式都在本发明的保护范围之内。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包含一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个…”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施例只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种树苔浸膏中大分子缩酚酸类的分离提纯方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、分别称取一定量的树苔浸膏液体和有机溶剂备用；
S2、将上述步骤准备的有机溶剂倒入开口容器中，使用搅拌装置搅拌，然后将树苔浸膏液体加入到开口容器中得混合溶液，继续搅拌，然后将混合溶液倒入带有真空抽吸瓶的布氏漏斗中抽吸过滤，过滤后向滤饼中加入上述步骤准备的有机溶剂进行洗涤过滤，得到缩酚酸固体粗品；
S3、取一定量极性大于6.0的有机溶剂倒入烧瓶中，将上述步骤得到的缩酚酸固体粗品加入到烧瓶中进行搅拌，然后在烧瓶上搭上冷凝回流装置，升温后继续搅拌一段时间；
S4、将上述步骤中搅拌完后的烧瓶放入室温环境冷却一晚，待树苔固体结晶析出完毕后，将溶液倒入到带有真空抽吸瓶的布氏漏斗中抽吸过滤，过滤后使用洗涤剂对滤饼进行洗涤，然后将滤饼冷冻干燥得到纯净的大分子缩酚酸类固体；
所述步骤S1中的有机溶剂为不含羟基、羰基、酯基、羧基基团的极性非质子性溶剂，极性非质子性溶剂即分子中无质子，与水比较无酸性，也无两性特征，但有较弱的接受质子倾向和程度不同的成氢键能力；
所述步骤S1中的有机溶剂包括乙腈、二甲基甲酰胺和二甲基亚砜中的至少一种；
所述步骤S3中有机溶剂包括乙酸、二甲基甲酰胺、乙二醇、二甲亚砜中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的一种树苔浸膏中大分子缩酚酸类的分离提纯方法，其特征在于，所述步骤S2中的树苔浸膏液体与有机溶剂的质量比为1: 10~40，树苔浸膏液体加入到开口容器中的方式为逐滴加入或每隔一段时间分批加入。
3.根据权利要求1所述的一种树苔浸膏中大分子缩酚酸类的分离提纯方法，其特征在于，所述步骤S2中搅拌装置为磁力搅拌装置或机械搅拌装置，搅拌速率为400~1200r/min，树苔浸膏液体添加完毕后，继续搅拌10~40min，布氏漏斗真空抽吸过滤的真空度为5~30kPa。
4.根据权利要求1所述的一种树苔浸膏中大分子缩酚酸类的分离提纯方法，其特征在于，所述步骤S3中在烧瓶上搭上冷凝回流装置后升温至60~120℃后搅拌20~40min。
5.根据权利要求1所述的一种树苔浸膏中大分子缩酚酸类的分离提纯方法，其特征在于，所述步骤S3中的有机溶剂沸点高于110℃。
6.根据权利要求1所述的一种树苔浸膏中大分子缩酚酸类的分离提纯方法，其特征在于，所述步骤S4中洗涤剂为水或易挥发的中等极性有机溶剂，布氏漏斗真空抽吸过滤的真空度为10~60kPa。
7.根据权利要求6所述的一种树苔浸膏中大分子缩酚酸类的分离提纯方法，其特征在于，所述步骤S4中洗涤用的易挥发的中等极性有机溶剂为乙酸乙酯、丙酮、二氯甲烷、乙醚中的至少一种。
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