一种亚临界二甲醚流体萃取青花椒油树脂的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于青花椒油树脂深加工领域，尤其是涉及一种亚临界二甲醚流体萃取青花椒油树脂的方法。
【背景技术】
[0002]青花椒可以用作调味料，烹饪时有提香、除腥的作用，另外还具有温中止痛，杀虫止痒的功能，可用于腕腹冷痛、呕吐泄泻、虫积腹痛等症状的治疗。提取青花椒油树脂是指采用合适的流体或溶剂从青花椒原料中将其香气和麻味成分尽可能提取出来，再将流体或溶剂分离回收而制得的稠状、含有精油的树脂性产品；青花椒油树脂的主要成分有精油、色素、树脂一些非挥发性的油脂、酰胺类和多糖类化合物。青花椒油树脂不仅口感饱满，而且具有抗菌、抗氧化等功能，因此在食品、医药、化工等领域中发挥越来越重要的作用。
[0003]目前萃取青花椒油树脂主要采用有机溶剂萃取法、超临界C(V流体法以及亚临界流体法。有机溶剂法主要采用乙醚、甲醇、乙醇等溶剂在一定的萃取条件下，在特定的萃取器中萃取青花椒中的油树脂，再经浓缩、脱溶等工艺环节得到青花椒油树脂粗产品。有机溶剂法的缺陷是萃取时间长、出油率低，而且产品中往往含有大量溶剂残留，影响产品的整体风味。超临界C(V流体法萃取的青花椒油树脂得到了市场的认可，该方法得到的产品状态均一、无溶剂残留、应用效果较好；但是超临界C(V流体法的缺陷是设备昂贵，一次性投资大，萃取压力高，有安全隐患，而且生产成本比较高，不利于工业化大规模生产。亚临界流体萃取技术是以亚临界流体为溶媒，通过与溶质物料在系统内相继经过萃取、蒸发脱溶、压缩冷凝、回收循环等过程，从天然产物中提取目标组分的新技术。该方法目前已在诸多领域得到广泛应用，比如中国专利CN102850350A公开了一种利用亚临界流体萃取吴茱萸碱的方法，方法步骤如下:取吴茱萸药材粉碎，加入亚临界萃取釜，通入非极性有机试剂，在温度30~80°C、压力l~10MPa的状态下，动态萃取30~60min，再向萃取罐通入极性有机试剂，在温度80~120°C、压力0.3~3MPa的状态下，动态萃取30~80min，萃取液降温，过活性炭和硅藻土树脂柱，过柱液减压浓缩结晶，结晶物再用丙酮溶液重结晶，即得吴茱萸碱；本发明的萃取过程中萃取物和萃取液分离比较困难，会影响最终的萃取率。中国专利CN 102876456A公开了一种利用亚临界流体从花椒中萃取挥发油和生物碱的方法，方法步骤如下:取花椒原料粉碎，加入亚临界萃取釜中，通入非极性有机试剂，在温度30?80°C、压力1?lOMPa状态下，动态萃取30?60min，萃取液减压回收试剂，再加入活性白土脱色，过滤即得挥发油；上述萃取后的料渣中，通入极性有机试剂，在温度100?120°C、压力0.2?5MPa状态下，动态萃取30?60min，萃取液减压回收试剂，浓缩液调节pH8?10，再用氯仿溶液萃取2?3次，收集氯仿层浓缩结晶，结晶物干燥得生物碱；该发明采用非极性有机试剂和极性有机试剂分别萃取挥发油和生物碱，大大增加了萃取成本和萃取时间，进而增加了萃取成本。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种亚临界二甲醚流体萃取青花椒油树脂的方法，工艺简单，萃取率高。
[0005]为达到上述目的，本发明采用以下技术方案:
一种亚临界二甲醚流体萃取青花椒油树脂的方法，包括以下步骤:
(1)原料预处理:将青花椒在20?30°C粉碎至20?30目，得到青花椒粉，然后将青花椒粉装入料袋中；
(2)萃取:将步骤(1)中装有青花椒粉的料袋放入萃取罐中，控制萃取罐的压力为一0.08MPa?一 0.1MPa，利用压力差将溶剂罐中的二甲醚注入萃取罐，在温度为50?55°C、萃取压力为0.8MPa?1.0MPa的条件下，萃取50?60min后，萃取液从萃取罐进入分离罐中；
(3)脱溶分离:控制分离罐内温度为55?60°C，启动压缩机，待分离罐压力降至0.1MPa?0.2MPa后，启动真空栗，待压力降至一 0.08MPa?一 0.1MPa时，脱溶分离2?5min后，得到气态二甲醚和青花椒油树脂，气态二甲醚通过压缩机、冷凝器冷凝成液态，经净化进入溶剂罐，青花椒油树脂从分离罐取出；
(4)回收残料:将萃取罐内的青花椒残料在温度为40?50°C、压力为一0.08MPa?一0.1MPa的条件下，减压脱溶2?5min，得到青花椒残料。
[0006]优选的，所述步骤(1)中青花椒的水分含量< 13%，固有杂质含量< 2.5%，花椒籽含量彡7%，闭眼椒含量彡35%，外来杂质含量彡0.5%，挥发油含量彡10.5mL/100go
[0007]优选的，所述步骤(1)中的料袋为250?350目的网状袋。
[0008]优选的，所述步骤(2)中青花椒与二甲醚的料液比为lkg:3 L?4L，二甲醚的量高出浸没其中的料袋上方5?10cm处。
[0009]优选的，重复步骤(2)萃取1?3次。
[0010]本发明的有益效果是:
(1)在原料预处理过程中，采用低温粉碎的方法对青花椒进行粉碎处理，低温粉碎的温度为20?30°C，花椒的香味成分主要是挥发油，麻味成分主要是酰胺类物质，低温粉碎能够更好最大限度的保留青花椒预处理过程中青花椒油树脂中的活性成分不被破坏，增加青花椒油树脂的萃取率。
[0011](2)本发明在萃取青花椒油树脂时，将青花椒粉碎后装入料袋中，然后将料袋放入萃取罐中进行萃取，能够使萃取后的青花椒残料与萃取液更好的分离，而且方便清理青花椒残料，减少萃取过程中青花椒油树脂的损失量。
[0012](3)本发明中使用的萃取剂为二甲醚，相比较其他有机溶剂，二甲醚的化学性质稳定、低毒、对极性与非极性物质均有较高溶解性，二甲醚以亚临界状态存在时分子扩散性能和传质速度会得到进一步加强，对青花椒油树脂具有很强的溶解性，能够提高青花椒油树脂的萃取率，使用亚临界二甲醚萃取后的青花椒油树脂不需要经过特殊处理，即可作为调味料使用。
[0013](4)在脱溶分离的过程中，先启动压缩机，待分离罐压力降至0.1MPa?0.2MPa后，再启动真空栗，待压力降至一 0.08MPa?一 0.1MPa时，进行减压脱溶分离，采用真空栗与压缩机联动减压的方式，能够将加快脱溶分离速度，使溶剂与青花椒油树脂分离的更彻底。
[0014](5)萃取完成后，将萃取罐内的萃取过青花椒油树脂的青花椒残料在一定的温度和压力下减压脱溶，将青花椒残料中残存的二甲醚彻底分离干净，经检测青花椒残料中的二甲醚的残留量小于50ppm，可以直接作为饲料使用。
[0015]本发明采用亚临界二甲醚流体萃取青花椒油树脂，设备制作成本低，设备投入小，耗能小，总体上生产成本仅为超临界C(V流体法的四分之一，生产全过程为低压真空密闭环境，生产安全性高；萃取过程环保无污染，由于萃取的温度比较低，且采用低温粉碎，更完整地保留青花椒的特征风味物质和麻素成分。萃取后的青花椒油树脂可直接应用于食品行业，而萃取后的青花椒残料经过再一次的脱溶处理，可直接作为饲料使用。本发明经过多次的实验，确定出亚临界二甲醚流体萃取青花椒油树脂的最佳的工艺参数，而且为了进一步提高萃取率，制备出优质的高纯度的青花椒油树脂，本发明对青花椒的原材料质量进行管控，其中青花椒的水分含量< 13% ;固有杂质含量< 2.5% ;花椒籽含量< 7%，闭眼椒含量彡35%，外来杂质含量彡0.5%，挥发油含量彡10.5mL/100g ;采用本发明确定的工艺参数萃取青花椒油树脂的净萃取率达到20%?23%，青花椒油树脂中花椒麻素的含量为120?130mg/g，挥发油的含量为55?60 mL/100g，而对比例中采用超临界C(V流体萃取青花椒油树脂的净萃取率为15%?18%，青花椒油树脂中花椒麻素的含量为120?130mg/g，挥发油的含量为45?50 mL/100g，因此采用本发明的制备方法，青花椒油树脂的萃取率比采用超临界C(V流体萃取的萃取率提高了 3?5个百分点，青花椒油树脂中挥发油的含量提高了5?10个百分点。
【具体实施方式】
[0016]下面结合实施例对本发明作进一步描述。
[0017]实施例1
(1)原料预处理:挑选20kg青花椒，其中青花椒的水分含量<10%，固有杂质含量< 2.5%，花椒籽含量<