CN117987209A - 一种含有高浓度山椒素的花椒精油树脂的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种含有高浓度山椒素含量的花椒精油树脂制备方法，属于天然产物分离纯化技术领域，这里的山椒素是羟基‑α‑山椒素。具体包括S1：取花椒果皮粉碎；S2：将花椒粉末加入超临界萃取釜内进行萃取，分离收集萃取物得花椒挥发油，花椒挥发油另作它用；S3：在花椒挥发油分离后，超临界萃取并分离收集萃取物得花椒酰胺初提物；S4：对花椒渣二次浸提；S5：将花椒提取液与步骤S3中分离得到的花椒酰胺初提物以及萃取剂混合进行萃取，得到初提花椒精油树脂；S6：取步骤S5所得初提花椒精油树脂，进行柱层析分离得到高浓度羟基‑α‑山椒素含量的花椒精油树脂。本发明能有效解决了现有技术存在的无法有效的针对性提高羟基‑α‑山椒素在产品中的含量的技术问题。

Description

一种含有高浓度山椒素的花椒精油树脂的制备方法

技术领域

本发明涉及天然产物分离纯化技术领域，具体是高浓度山椒素，尤其是高浓度羟基-α-山椒素的花椒精油树脂的制备方法。

背景技术

花椒是我国传统的药食两用调味料，为“八大味”之一，其主要成味物质为花椒麻素。花椒麻素是一种有机化合物，指一系列不饱和酰胺类物质，主要包括羟基-ε-山椒素、羟基-α-山椒素、羟基-β-山椒素和羟基-γ-山椒素，该四种成分的含量能够占据花椒麻素总含量的98％以上。其中，羟基-α-山椒素，化学式为C16H25NO2，特定温度环境下易溶于乙醇，甲醇，二氯甲烷、石油醚等有机溶剂。

花椒中不饱和脂肪酰胺类化合物是花椒辛麻味的主要来源。这些物质主要包括α-山椒素、β-山椒素、γ-山椒素、羟基-α-山椒素、羟基-β-山椒素、羟基-γ-山椒素和羟基-ε-山椒素等三十余种。其中以羟基-α-山椒素和羟基-β-山椒素含量最高，是花椒属植物中特异性含有的活性成分。其中，羟基-α-山椒素含量大于羟基-β-山椒素含量，且具有强烈的麻刺感和麻木感，是花椒产生麻味作用机制最主要的活性化合物，而含有高浓度羟基-α-山椒素的花椒精油树脂具有抗炎、抗氧化、抗肿瘤和抗菌等活性，被广泛应用于制药、化妆品、食品添加剂和香料等领域。

为了提高羟基-α-山椒素在花椒精油树脂中的含量，生产厂家开始思考如何在提取过程中选择性的提高花椒中羟基-α-山椒素的含量。但是,制备花椒油或者花椒树脂通常采用机械压榨或者超临界萃取，这两种制备方法均无法有效的针对性提高羟基-α-山椒素在产品中的含量。因此，研究一种含有高浓度羟基-α-山椒素含量的花椒精油树脂的制备方法便运营而生。

发明内容

本发明意在提供一种含有高浓度山椒素的花椒精油树脂的制备方法，主要用于解决现有技术中存在的无法有效提高羟基-α-山椒素在产品中的含量的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种含有高浓度山椒素的花椒精油树脂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：制备花椒粉末：将干花椒果皮粉碎，过30-50目的筛，得到花椒粉末；

S2：分离花椒挥发油：将花椒粉末加入超临界萃取釜内，并加入萃取剂，控制超临界萃取釜内的压力为10-25MPa，温度为50-70℃进行第一次萃取，萃取2-4小时后进入分离罐，并控制分离罐的压力为8-10MPa，温度为40-55℃下进行第一次分离，将花椒挥发油进行分离出来；

S3：提取花椒酰胺初提物：花椒挥发油分离后，调整超临界萃取釜压力至30-35MPa，温度为40-60℃，进行第二次萃取，萃取时间为4-8小时后进入分离罐，调整分离罐的压力为6-9MPa，温度为45-55℃下进行第二次分离，收集分离物得花椒酰胺初提物，分离罐中的花椒渣备用；

S4：制备花椒提取液：将分离罐中的花椒渣取出，并将花椒渣使用体积分数为50％的乙醇对花椒渣进行浸提，将浸提得到的提取液进行减压浓缩，得到花椒提取液；

S5：制备初提花椒精油树脂：将花椒提取液与花椒酰胺初提物以及萃取剂混合萃取，然后将萃取剂进行减压浓缩分离，得到初提花椒精油树脂；

S6：制备含有高浓度山椒素的花椒精油树脂：取步骤S5所得初提花椒精油树脂，加入无水乙醇溶解，溶解后减压浓缩去除无水乙醇，将处理后的初提花椒精油树脂干法上柱于聚酰胺树脂柱中进行柱层析分离，连续收集4-6h收集液，减压浓缩后得到含有高浓度山椒素的花椒精油树脂，这里的山椒素为羟基-α-山椒素。

优选的，所述步骤S1中，将花椒果皮粉碎前需将生花椒果皮放入烘箱，在50-75℃下进行烘干8-12h或者将花椒果皮放置在太阳底下自然晾干3-5天得到的干花椒果皮，才对干花椒果皮进行粉碎处理。

优选的，所述步骤S3中，将花椒酰胺初提物需装入棕色玻璃瓶中避光暂存。

优选的，所述步骤S4中，花椒渣与乙醇的添加比为1:20(g/mL)，25℃下对花椒渣进行3次浸提，单次浸提时间为1h，然后合并3次的提取液，50℃下将提取液减压浓缩5分钟，得到花椒提取液。

优选的，所述步骤S5中，所述萃取剂为石油醚，具体萃取过程如下：

S501：将花椒提取液与花椒酰胺初提物在70-90℃下水浴混合，得到混合液；

S502：混合液中不断加入石油醚进行搅拌混合1h，搅拌混合结束后静置0.5h，待溶液分层后分离出石油醚提取液，剩下的溶液待用；

S503：将石油醚提取液分离后剩下的溶液再用石油醚重复步骤S502萃取3次，合并萃取所得3次分离得到的石油醚提取液，并于30℃下减压浓缩，得到初提花椒精油树脂。

优选的，所述步骤S502中，花椒提取液与花椒酰胺初提物以及萃取剂按照体积比为1:1:1.4-1:1:1.5进行混合。

优选的，所述步骤S5中，所述萃取剂为乙酸乙酯，所述萃取过程如下：

S511：将花椒提取液与花椒酰胺初提物在25℃氏度下水浴混合，得到混合液；

S512：花椒提取液与花椒酰胺初提物混合过程中不断加入乙酸乙酯进行搅拌混合1h，乙酸乙酯与混合液的体积比为1.4:1，搅拌混合结束后静置2h，待溶液分层后分离出乙酸乙酯提取液；

S513：将分离剩下的溶液再重复用乙酸乙酯重复步骤S512萃取3次，合并萃取所得3次分离得到的石油醚提取液，并于35℃下减压浓缩，得到初提花椒精油树脂。

优选的，所述步骤S6中，初提花椒精油树脂与无水乙醇的添加比为1：10(g/ml)，25℃下减压除去无水乙醇。

优选的，所述步骤S6中，花椒精油树脂与聚酰胺树脂的质量比为1：15，并用20％乙醇水溶液进行洗脱。

优选的，根据权利要求9所述的含有高浓度山椒素的花椒精油树脂的制备方法，其特征在于：所述步骤S6中，收集液需在50℃下减压浓缩处理，然后进行两次重结晶，可得到高浓度羟基-α-山椒素含量的花椒精油树脂。

本发明的有益效果如下：

1.超临界萃取是一种简单方便且高效的萃取方法，常应用于植物油的萃取中，本方案中，对超临界萃取花椒油的工艺进行了升级，主要是采用分段萃取工艺，使得萃取出来的花椒油中，酰胺类物质含量更高，具体为，优先使用超临界提取工艺对花椒进行两段提取，并将第一段提取的酰胺物质含量较少的发油去除，避免发油与第二段提取的花椒酰胺初提物混合，降低二段提取物中酰胺类物质的含量；

然后，对二段提取后剩余的花椒渣进行浸提，浸提液与花椒酰胺初提物混合后一并使用石油醚进行萃取，萃取后得到山椒素含量更高的初提花椒精油树脂，且该初提花椒精油树脂中主要含有羟基-α-山椒素和羟基-β-山椒素，该方案中进一步去除了提取物中除了羟基-α-山椒素和羟基-β-山椒素以外的杂质，然后使用柱层析法将羟基-α-山椒素和羟基-β-山椒素进行柱层析分离，分离得到高浓度羟基-α-山椒素含量的花椒精油树脂。

本方案中，超临界分段提取对花椒中进行一次提纯，提高了提取物中酰胺类物质的含量，且通常经过超临界萃取后的花椒渣通常丢弃，而本方案结合对花椒渣的二次提取，更大程度的分离处花椒中的酰胺类物质，避免原材料的浪费；

且本方案中，后续将超临界提取的花椒酰胺初提物与花椒渣浸提后浓缩的提取液混合，并对混合后的物质进行多次分离，纯化分离出含有更高浓度的羟基-α-山椒素的花椒精油树脂，突破了传统的花椒精油树脂制备过程中羟基-α-山椒素含量较低，很难进一步提高羟基-α-山椒素含量的问题；同时，按照本方案制备得到的花椒精油树脂含有高浓度山椒素，其中羟基-α-山椒素含量可达到99％以上，该效果由本方案中所有步骤、试剂选择、比例及参数调整综合得到的效果，脱离本方案的实际实验环境，将所使用的步骤单独拆分开来与其他现有方法进行组合，均难以得到本方案中的技术效果。

2.因为山椒素高温状态易溶于石油醚，常温下易溶于醇类物质，所以，浸提过程中为了增大山椒素在乙醇中的溶解度，所以选择常温(25℃)浸提，进一步榨取花椒渣中酰胺类物质，且多次浸提后，再减压浓缩去除乙醇，得到山椒素含量更高的花椒提取液，然后将减压浓缩后的提取液与二段提取的得到的花椒酰胺初提物混合，一并使用石油醚进行高温(80℃)萃取，增大山椒素在石油醚中的溶解度，提高萃取的效率，且反复萃取后，再将萃取得到的溶液进行减压浓缩，去除石油醚；本方案中，通过对不同纯化阶段的温度控制，更好的将羟基-α-山椒素与其他杂质进行分离；

3.超临界提取花椒精油树脂的工艺中，花椒的含水率与所提取的精油树脂质量息息相关，当花椒的含水率较大时，花椒内树脂胶体和糖分也相对较高，一方面导致提取的花椒酰胺初提物内苦味物质较多，同时，因为花椒含水率较高，也降低了花椒酰胺初提物的单位时间内的提取量，因此，对花椒进行粉碎前，先对花椒进行烘干处理，可降低花椒中的含水量，避免上述情况；

4.因为羟基-α-山椒素受光易分解，因此S3与S6中得到的初提花椒精油树脂与高浓度羟基-α-山椒素含量的花椒精油树脂均需要在深色(如棕色)的玻璃瓶中避光保存，防止山椒素含量降低。

附图说明

图1为本发明专利的羟基-α-山椒素含量检测图表。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

一种含有高浓度山椒素的花椒精油树脂的制备方法，包括如下步骤：

S1：粉碎：取50g花椒果皮放入烘箱，在65℃下烘干8h，然后对烘干后的花椒果皮进行粉碎，过筛，筛分出30-50目的花椒粉末；

S2：将花椒粉末加入超临界萃取釜内，调整萃取釜内萃取剂的流速使得萃取压力为20MPa，萃取温度为60℃的条件下进行第一次萃取，萃取3小时后进入分离罐，调整分离罐的压力为10MPa，温度为50℃进行第一次分离，分离收集萃取物得花椒挥发油，花椒挥发油另作它用；

S3：花椒酰胺类物质提取：在花椒挥发油分离后，调整超临界萃取釜压力至30MPa，萃取温度为50℃下进行第二次萃取，进行萃取6小时得到花椒酰胺初提物，然后进入分离罐，调整分离罐的压力为7MPa，温度为50℃进行第二次分离；分离收集萃取物得花椒酰胺初提物，且将花椒酰胺初提物装入棕色玻璃瓶中避光暂存；

S4：制备花椒提取液：将分离罐中的花椒渣取出，并将残渣使用体积分数为50％的乙醇对花椒渣进行浸提1h，花椒渣:乙醇的料液比为1:20(g/mL)，25℃下提取依次3次，然后合并3次的提取液，50℃下将提取液减压浓缩5分钟去除大部分乙醇，得到花椒提取液；

S5：制备初提花椒精油树脂：将花椒提取液与步骤S3中分离得到的花椒酰胺初提物在80℃下水浴混合得到混合液，混合过程中不断加入石油醚进行搅拌混合1h，花椒提取液与花椒酰胺初提物以及萃取剂按照体积比为1:1:1.4-1:1:1.5进行混合，搅拌混合结束后静置0.5h，待溶液分层后分离出石油醚提取液，剩下的溶液再重复用石油醚重复萃取3次，合并萃取所得3次分离得到的石油醚提取液，并于30℃下减压浓缩，得到初提花椒精油树脂；

S6：制备含有高浓度山椒素的花椒精油树脂：取步骤S5所得初提花椒精油树脂，加入无水乙醇溶解，初提花椒精油树脂与无水乙醇的添加比为1：10(g/ml)；

溶解后，25℃下减压除去无水乙醇，将处理后的初提花椒精油树脂干法上柱于聚酰胺树脂柱进行柱层析分离，初提花椒精油树脂与聚酰胺树脂质量比为1：15，用20％乙醇水溶液以0.5mL/min流速洗脱，然后连续收集4.5h收集液，然后在50℃下减压浓缩得到高浓度羟基-α-山椒素含量的花椒精油树脂，并存放棕色玻璃瓶中避光保存。

实施例2：

与实施例1所述方案不同的是，所述步骤S5中，所述萃取剂为乙酸乙酯，所述萃取过程如下：

S511：将花椒提取液与花椒酰胺初提物在25℃氏度下水浴混合，得到混合液；

S512：花椒提取液与花椒酰胺初提物混合过程中不断加入乙酸乙酯进行搅拌混合1h，乙酸乙酯与混合液的体积比为1.4:1，搅拌混合结束后静置2h，待溶液分层后分离出乙酸乙酯提取液；

S513：将分离剩下的溶液再重复用乙酸乙酯重复步骤S512萃取3次，合并萃取所得3次分离得到的石油醚提取液，并于35℃下减压浓缩，得到初提花椒精油树脂。

对比例1-3：

与实施例1不同的是，所述步骤S4不同，具体如下：

S4：将分离罐中的花椒渣取出，并将残渣使用体积分数为30％的乙醇对花椒渣进行浸提1h，料液比为1:15(g/mL)，30/35/40℃下提取依次3次，然后合并3次的提取液，50℃下将提取液减压浓缩5分钟去除大部分乙醇，得到花椒提取液；

对比例4-6：

与实施例1不同的是，所述步骤S5不同，具体如下：

S5：将花椒提取液与花椒酰胺初提物在65/70/75℃下水浴混合得到混合液，混合过程中不断加入石油醚进行搅拌混合1h，石油醚与混合液的体积比为1.5:1，搅拌混合结束后静置0.5h，待溶液分层后分离出石油醚提取液，剩下的溶液再重复用石油醚重复萃取3次，合并萃取所得3次分离得到的石油醚提取液，并于30℃下减压浓缩，得到初提花椒精油树脂。

对比例7：

与实施例1不同的是，一种含有高浓度山椒素的花椒精油树脂的制备方法，包括如下步骤：

S1：粉碎：取50g花椒果皮放入烘箱，在65℃下烘干8h，然后对烘干后的花椒果皮进行粉碎，过筛，筛分出30-50目的花椒粉末；

S2：将花椒粉末加入超临界萃取釜内，调整萃取釜内萃取剂的流速使得萃取压力为20MPa，萃取温度为60℃的条件下进行萃取，萃取3小时后，调整分离罐的压力为10MPa，温度为50℃，分离收集萃取物得花椒挥发油，花椒挥发油另作它用；

S3：花椒酰胺类物质提取：在花椒挥发油分离后，调整超临界萃取釜压力至30MPa，萃取温度为50℃，进行萃取6小时得到花椒酰胺初提物，调整分离罐的压力为7MPa，温度为50℃，分离收集萃取物得花椒酰胺初提物，且将花椒酰胺初提物装入棕色玻璃瓶中避光保存。

使用高效液相色谱(HPLC)对所有实施例及所有对比例的终产品高浓度羟基-α-山椒素含量的花椒精油树脂中的羟基-α-山椒素含量进行检测。检测色谱条件为：流动相组成为乙腈-水45:55(v/v)，色谱柱型号YMC-Pack C18色谱柱(4.6mm×250mm，5μm)；流速1.0mL/min；柱温：室温；检测波长263nm。同时，本发明具体实施方式中使用的原料、设备均为已知产品，通过购买市售产品获得。

检测结果如图1所示。

由图1可知：

1.实施例1与实施例2中使用了不同的萃取剂，提取得到的高浓度羟基-α-山椒素含量的花椒精油树脂中羟基-α-山椒素含量均较高，且实施例1中羟基-α-山椒素含量略高于实施例2，推测是因为实施例使用的萃取剂为石油醚，且配合萃取温度的控制，使得山椒素在石油醚中的溶解度大大提高，所以提高了终产品中羟基-α-山椒素的含量；

2.由对比例1-3可以看出，随着浸提温度的升高，终产品中羟基-α-山椒素的含量逐渐降低，证明，以乙醇作为浸提剂的前提下，提高浸提温度会使得羟基-α-山椒素在乙醇中的溶解度降低；

由对比例4-6中可以看出，随着萃取温度的降低，终产品中羟基-α-山椒素的含量逐渐降低，证明，以石油醚作为萃取剂的前提下，降低萃取温度会使得羟基-α-山椒素在石油醚的溶解度降低；综上，合理的控制浸提温度与萃取温度可以有效提升高浓度羟基-α-山椒素含量的花椒精油树脂中羟基-α-山椒素的含量；

3.相比起实施例1、2，对比例7仅仅使用超临界二氧化碳对酰胺类物质进行萃取，未作二次纯化，因此提取物中羟基-α-山椒素较低。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种含有高浓度山椒素的花椒精油树脂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：制备花椒粉末：将干花椒果皮粉碎，过30-50目的筛，得到花椒粉末；

S2：分离花椒挥发油：将花椒粉末加入超临界萃取釜内，并加入萃取剂，控制超临界萃取釜内的压力为10-25MPa，温度为50-70℃进行第一次萃取，萃取2-4小时后进入分离罐，并控制分离罐的压力为8-10MPa，温度为40-55℃下进行第一次分离，将花椒挥发油进行分离出来；

S3：提取花椒酰胺初提物：花椒挥发油分离后，调整超临界萃取釜压力至30-35MPa，温度为40-60℃，进行第二次萃取，萃取时间为4-8小时后进入分离罐，调整分离罐的压力为6-9MPa，温度为45-55℃下进行第二次分离，收集分离物得花椒酰胺初提物，分离罐中的花椒渣备用；

S4：制备花椒提取液：将分离罐中的花椒渣取出，并将花椒渣使用体积分数为50％的乙醇对花椒渣进行浸提，将浸提得到的提取液进行减压浓缩，得到花椒提取液；

S5：制备初提花椒精油树脂：将花椒提取液与花椒酰胺初提物以及萃取剂混合萃取，然后将萃取剂进行减压浓缩分离，得到初提花椒精油树脂；

S6：制备含有高浓度山椒素的花椒精油树脂：取步骤S5所得初提花椒精油树脂，加入无水乙醇溶解，溶解后减压浓缩去除无水乙醇，将处理后的初提花椒精油树脂干法上柱于聚酰胺树脂柱中进行柱层析分离，连续收集3-6h收集液，减压浓缩后得到含有高浓度山椒素的花椒精油树脂，这里的山椒素为羟基-α-山椒素。

2.根据权利要求1所述的含有高浓度山椒素的花椒精油树脂的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，将花椒果皮粉碎前需将生花椒果皮放入烘箱，在50-75℃下进行烘干8-12h或者将花椒果皮放置在太阳底下自然晾干3-5天得到的干花椒果皮，才对干花椒果皮进行粉碎处理。

3.根据权利要求1所述的含有高浓度山椒素的花椒精油树脂的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中，将花椒酰胺初提物需装入棕色玻璃瓶中避光暂存。

4.根据权利要求1所述的含有高浓度山椒素的花椒精油树脂的制备方法，其特征在于：所述步骤S4中，花椒渣与乙醇的添加比为1:20(g/mL)，25℃下对花椒渣进行3次浸提，单次浸提时间为1h，然后合并3次的提取液，50℃下将提取液减压浓缩5分钟，得到花椒提取液。

5.根据权利要求1所述的含有高浓度山椒素的花椒精油树脂的制备方法，其特征在于：所述步骤S5中，所述萃取剂为石油醚，具体萃取过程如下：

S501：将花椒提取液与花椒酰胺初提物在70-90℃下水浴混合，得到混合液；

S502：混合液中不断加入石油醚进行搅拌混合1h，搅拌混合结束后静置0.5h，待溶液分层后分离出石油醚提取液，剩下的溶液待用；

S503：将石油醚提取液分离后剩下的溶液再用石油醚重复步骤S502萃取3次，合并萃取所得3次分离得到的石油醚提取液，并于30℃下减压浓缩，得到初提花椒精油树脂。

6.根据权利要求5所述的含有高浓度山椒素的花椒精油树脂的制备方法，其特征在于：所述步骤S502中，花椒提取液与花椒酰胺初提物以及萃取剂按照体积比为1:1:1.4-1:1:1.5进行混合。

7.根据权利要求1所述的含有高浓度山椒素的花椒精油树脂的制备方法，其特征在于：所述步骤S5中，所述萃取剂为乙酸乙酯，所述萃取过程如下：

S511：将花椒提取液与花椒酰胺初提物在25℃氏度下水浴混合，得到混合液；

S512：花椒提取液与花椒酰胺初提物混合过程中不断加入乙酸乙酯进行搅拌混合1h，乙酸乙酯与混合液的体积比为1.4:1，搅拌混合结束后静置2h，待溶液分层后分离出乙酸乙酯提取液；

S513：将分离剩下的溶液再重复用乙酸乙酯重复步骤S512萃取3次，合并萃取所得3次分离得到的石油醚提取液，并于35℃下减压浓缩，得到初提花椒精油树脂。

8.根据权利要求1所述的含有高浓度山椒素的花椒精油树脂的制备方法，其特征在于：所述步骤S6中，初提花椒精油树脂与无水乙醇的添加比为1：10(g/ml)，25℃下减压除去无水乙醇。

9.根据权利要求8所述的含有高浓度山椒素的花椒精油树脂的制备方法，其特征在于：所述步骤S6中，花椒精油树脂与聚酰胺树脂的质量比为1：15，并用20％乙醇水溶液进行洗脱。

10.根据权利要求9所述的含有高浓度山椒素的花椒精油树脂的制备方法，其特征在于：所述步骤S6中，收集液需在50℃下减压浓缩处理，然后进行两次重结晶，可得到高浓度羟基-α-山椒素含量的花椒精油树脂。