一种双水相体系及其富集痕量香木兰烯的应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于食品与生物技术和分析化学的工艺技术领域，具体涉及一种双水相体 系及其富集痕量香木兰烯的应用。
【背景技术】
[0002] 花椒是一种主要的辛香调味料，它的使用形式为整粒和花椒粉，影响食品的感官 质量，花椒易氧化和霉变，储藏有困难，同时在食品将供过程中难以计量，因此严重影响我 国的食品质量。目前，我国出口酱菜如涪陵榨菜等已采用花椒油树脂为调味料。花椒油树 脂的主要成分是香木兰烯，它尤使油树脂具有更强的香味逼真效果。香木兰烯是一种值生 萜烯,存在于桉树科植物的香精油(桉叶油）中，可用于调配丁香、胡椒、肉豆蔻、柑橘、药草 等食用香精。含香木兰烯的油树脂还具有有效浓度高、体积小、使用方便、易储藏运输、微生 物不易生长、有利于食品风味的一致性等优点。对含有香木兰烯的辛香料油树脂的研究于 20世纪70年代，经过近30年的不断深入研究和应用，含有香木兰烯辛香料油树脂的提取和 应用成为想了解关注的热点。
[0003] 花椒油树脂的香木兰烯的提取方法有蒸汽扩散法，超临界C02萃取法、分离蒸馏法 等方法，然而对于辛香料油树脂的提取仍存在许多的问题与不易。在分析仪器、检测仪器、 检测方法、分离测定、数据处理和质量控制等方面很难做到精准。面临着操作复杂，样品中 香木兰烯的残留量低，检出困难，分析方法误差大，样品基质及提取过程对香木兰烯的测定 纯在干扰等困难。
[0004] 因此，建立设备简单，操作易行高效的香木兰烯检测方法对人们的生产生活是至 关重要的。现阶段，对于香木兰烯的检测手段主要有高效液相色谱法、气相色谱法、紫外分 光光度法等定量分析测定方法。基于检测样品中，残留量低、检测出现困难等特点，在痕量 香木兰烯的检测和分析过程中，样品的预处理发挥着很重要的作用。因此，建立高通量的样 品预处理技术、在环境分析中应用的新分离技术以及富集与检测联用的方法和技术，将是 香木兰烯分析和检测与处理方法发展的一个趋势。
[0005] 离子液体作为一种环境友好的反应介质，具有恪点低、蒸汽压小、电化学窗口大、 酸性可调及良好的溶解度、黏度和表面张力等特点。双水相萃取与传统的萃取及其他分离 技术相比，具有操作条件温和、处理量大、易于连续操作等优点。作为一种高效而温和的新 型绿色分离体系，离子液体双水相体系结合离子液体和双水相的优点，萃取过程中在保持 生物物质的活性及构象等方面有明显的技术优势。离子液体双水相的研究取得了一些阶段 性的成果，越来越受到关注。但到目前为止，以离子液体和有机溶剂所形成的双水相体系分 离香木兰烯的数据资料还未见报道，因此对该类体系的研究探讨具有重要的理论意义和现 实意义。
【发明内容】
[0006] 针对现有的香木兰烯检测方法中所存在的操作复杂，样品中香木兰烯的残留量 低，检出困难，分析方法误差大，样品基质及提取过程对香木兰烯的测定纯在干扰等困难， 本发明的目的在于，提供一种咪唑类离子液体双水相体系分离、富集食品配料花椒油树脂 中痕量香木兰烯的新方法。该方法利于提高残留香木兰烯的准确性，排除α-石竹烯杂质 干扰，具有萃取物色纯正，设备简单，操作易行，对样品的测定回收率高的特点。
[0007] 为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：
[0008] -种双水相体系，包括1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体、丙酮和水。
[0009] 具体的，按质量百分比计，双水相体系中1 -乙基-3 -甲基咪唑四氟硼酸盐离子 液体为56. 7%~60. 38%，丙酮为13. 02%~15. 48%，其余为水，三者质量百分比之和为 100%〇
[0010] 优选的，按质量百分比计，双水相体系中1 -乙基_3 -甲基咪唑四氟硼酸盐离子液 体为58%，丙酮为14. 11%，其余为水，三者质量百分比之和为100%。
[0011] 所述的双水相体系用于富集痕量香木兰烯的应用。
[0012] 所述的双水相体系用于富集花椒油树脂中痕量香木兰烯的应用。
[0013] 具体的，富集花椒油树脂中痕量香木兰烯的步骤包括：
[0014] 步骤一：将花椒油树脂依次经过碱洗、酸洗和醇洗后得到的物质与水以体积比为 4:1混合得到混合物，混合物在80°C下溶解24小时得到分层溶液，取下层溶液即得香木兰 稀待富集溶液；
[0015] 步骤二：按质量比5:1，将权利要求1、2或3所述的双水相体系加入步骤一制备的 香木兰烯待富集溶液中，然后在温度为40°C，pH值为2. 0的条件下恒温振荡30min，分相后 静置萃取2h。
[0016] 优选的，富集花椒油树脂中痕量香木兰烯的步骤包括：
[0017] 步骤一：将花椒油树脂依次经过碱洗、酸洗和醇洗后得到的物质与水以体积比为 4:1混合得到混合物，混合物在80°C下溶解24小时得到分层溶液，取下层溶液即得香木兰 稀待富集溶液；
[0018] 步骤二：按质量比5:1，将权利要求1、2或3所述的双水相体系加入步骤一制备的 香木兰烯待富集溶液中，然后在温度为40°C，pH值为2. 0的条件下恒温振荡30min，分相后 静置萃取2h。
[0019] 本发明的优点如下：
[0020] (1)本发明的方法集合了离子液体与双水相的特点，在分离和纯化方面表现出更 大的优势：体系易于放大，对于痕量香木兰烯的分离富集的工业化应用尤为有利；体系内 传质和平衡速度快，回收率高，香木兰烯的萃取可达90%以上，比起传统分离技术，其能耗 小；
[0021] (2)体系的相间张力大大低于有机溶剂与水的相间张力，分离条件温和，能保持香 木兰烯中个分子的活性，经试验，该方法对香木兰烯的萃取率可达96% ;
[0022] (3)该方法利于提高残留香木兰烯的准确性，排除α-石竹烯杂质干扰，具有萃取 物色纯正，设备简单，操作易行，对样品的测定回收率高的特点；不但能方便对此类调味料 的加工处理，同时操作较为简单，适用于食品配料花椒油树脂中的香木兰烯的定量分析。
【附图说明】
[0023] 图1是丙酮浓度对萃取率的影响关系图；
[0024] 图2是1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐浓度对萃取率的影响关系图；
[0025] 图3是温度对萃取率的影响关系图；
[0026] 图4是pH对萃取率的影响关系图；
[0027] 图5是萃取时间对萃取率的影响关系图；
[0028] 以下结合说明书附图和【具体实施方式】对本发明做具体说明。
【具体实施方式】
[0029] 本发明的双水相体系分离花椒油树脂中痕量香木兰烯的过程包括：将1 -乙 基-3 -甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体、丙酮和蒸馏水混合均匀，得到双水相萃取体系。其中 1 -乙基-3 -甲基咪唑四氟硼酸盐尚子液体的质量分数为56. 7~60. 38%，丙酮的质量分 数是13. 02%~15. 48%，其余组分是蒸馏水，三者总的质量分数是100%，按质量比为5:1 向上述双水相体系中加入香木兰烯待富集溶液，然后在40°C温度，pH值为2. 0的条件下，在 恒温振荡器中震荡30min，分相后静置萃取2h。该方法对香木兰烯的萃取率可达96%。
[0030] 本发明的1 -乙基-3 -甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体购自上海成捷化学有限公 司，纯度为0.99。
[0031] 本发明所指痕量是指香木兰烯的质量分数在0. 254%左右，花椒油树脂是指采用 萃取法从花椒中提取的含有花椒全部风味特征的油状制品，每公斤相当于20~30公斤花 椒所具有的香气和麻感，且性状稳定，使用时分散均匀无残留物，是调制花椒香气、麻味的 理想原料。
[0032] 本发明通过一系列的实验，采用以1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体与 丙酮形成的双水相体系作为萃取溶剂，萃取花椒油树脂中香木兰烯。为了实现高萃取率，本 发明设计了一系列实验以得到较优的工艺参数：
[0033] 香木兰烯待富集溶液的配置方法，以花椒油树脂为例：
[0034] 花椒油树脂先与2mol/LNa0H溶液以体积比为4:1混合浸泡5h得到碱性浸泡液， 用蒸馏水将碱性浸泡液洗至中性后再与3mol/LHC1溶液以体积比4:1混合浸泡7h得到酸 性浸泡液，用蒸馏水将酸性浸泡液洗至中性后与乙醇以体积比4:1混合浸泡24h充分溶胀 得到醇溶胀液，用乙醇将醇溶胀液洗至流出液加lmL水无白色浑浊现象得到醇溶液，再用 蒸馏水反复清洗使蒸馏水替换醇溶液中的乙醇得到水溶液；再将得到的水溶液在25mL高 压釜中进行充分溶解，对高压釜采用电加热套加热，磁力搅拌，在80°C的温度下保持24小 时，然后停止加热和搅拌，并在室温下自然冷却，分别收集上下层溶液，下层溶液即为所要 的香木兰烯待富集溶液。
[0035] 1、分别取5. 8gl-乙基-3 -甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体、1 - 丁基咪唑四氟硼 酸盐离子液体、1，3-二甲基咪唑硫酸甲酯盐离子液体、聚乙烯吡咯烷酮k30、聚乙二醇400， 加入1. 41lg丙酮及适量蒸馏水使体系总质量为10g。再加入2g香木兰烯待富集溶液。于 40°C和pH2.