专利名称：一种柑橘类果皮精油的提取方法
技术领域：
本发明涉及一种柑橘类果皮精油，特别是涉及种柑橘类果皮精油的提取方法。
背景技术：
柑橘皮精油是从柑橘果皮中提取的香料油，具有天然环保，香气宜人等特点，广泛应用于食品、化妆品等行业，同时作为一种天然的无毒有机溶剂，广泛应用于医药、化工行业。研究表明，柑橘皮油具有祛痰、止咳、促进肠胃蠕动、促进消化液分泌、镇痛、溶解胆结石及消炎抗菌等作用。目前生产上广泛应用的精油提取方法主要有水蒸气蒸馏法、压榨法、溶剂萃取法三种，另外有超临界流体萃取法，但由于对设备要求较高，生产成本高等原因，在实际生产中几乎很少应用。I、水蒸气蒸馏法水蒸汽蒸馏法是利用水蒸汽带走易挥发油的原理来制备香精油。这样得到的香精油也称“热油”。蒸馏法是最常用的方法，可分为共水蒸馏法与水蒸气蒸馏法。该法操作最简单，成本较低，是最常用的萃取方法。在破碎的橘皮上均匀地加入3%的固体NaCl，可以提高出油率约20%。该法存在的缺点是所得精油的品质较差，后续处理较麻烦。2、压榨法柑橘类果皮中的精油位于外果皮的表层，含精油的油囊直径一般可达O. 4 O. 6_，较大，无管腺，周围由退化的细胞堆积包围而成。压榨法是以强大压力压榨柑橘皮， 使其油细胞破裂，导致油份流出，进而分离得油。采用此法取得柑橘皮的的出油率在O. 3% 左右，冷榨油香气接近鲜橙果香，颜色为浅黄色。该法所得的精油油质好，但其存在的缺点是对柑橘皮精油的提取不彻底，得率较低。压榨后的残渣还可以采用溶剂浸提法提取得到部分的柑橘皮精油。3、溶剂萃取法溶剂提取法是利用低沸点的有机溶剂如己烷、乙醚、石油醚和乙醇等来浸泡柑橘皮从而把香精油提出来。此法关键在于所选用的溶剂必须对有效成分有较好的选择性和较低的粘度，较好的选择性能使有效成分有相对大的溶解度，较低的粘度能使之有更大的扩散速度。该方法操作简单，所得精油质地纯正，但得率较低。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺陷，提供一种得率高，精油提取彻底， 精油品质好的柑橘类果皮精油的提取方法。本发明采用反复冻融的物理方法对柑橘皮细胞壁进行初步破坏，再结合果胶酶与纤维素酶对脐橙皮细胞壁彻底酶解，提高柑橘皮精油的浸出率，后再采用溶剂浸提法进行提取，该方法提取的脐橙精油质地纯正，色泽清浅，且精油提取彻底，得率显著提高。本发明的目的通过下述方案实现
一种柑橘类果皮精油的提取方法，包括如下步骤和工艺条件(I)柑橘类果皮预处理选取新鲜的柑橘类果皮，去除白皮层至果皮厚度为O. I O. 2cm,切碎，控制颗粒直径为O. 2 O. 5cm,反复冻融2 5次；第一次冻融是将柑橘类果皮颗粒在_5°C -30°C下冷冻10 90min后移至10°C 60°C下解冻；第二次冻融是将解冻后的柑橘类果皮颗粒在_5°C -30°C下再冷冻10 90min后移至10°C 60°C下再解冻； 若进行3-5次冻融，第3-5次冻融与第二次冻融方法相同；(2)酶液的制备按照果胶酶与纤维素酶质量比I : I 6 : I配制复合酶，再用复合酶加水配制质量百分比为O. 2% O. 6%的酶液，调节酶液的pH为3. 5 5. 5 ;(3)柑橘皮的酶解将预处理后的柑橘类果皮颗粒与酶液按照质量比I : I I : 6的比例混合,在25 60°C下避光酶解5min 30min ;(4)正己烷提取将酶解后的柑橘类果皮颗粒采用正己烷进行冷凝回流提取2 6 次；第一次提取是将柑橘类果皮颗粒与正己烷按质量比为I : 5 I : 30混合，提取温度为25 70°C，时间为O. 5h 2h ;第二次提取是将提取混合液过滤后，取滤渣与正己烷再按照质量比I : 5 I : 30混合，提取温度为25 70°C，时间为O. 5h 2h;若进行第3-6 次提取，第3-6次提取方法同第二次提取；(5)精油产物的制备将正己烷最后一次所得的提取物在4000 9000r/min条件下离心5 30min，取其上清液在20 75°C下旋转蒸发去除正己烷，即得柑橘类果皮精油。进一步地，所述的柑橘类水果优选为橙类、柚类或柠檬类。所述的pH值通过柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲溶液调节。所述的柠檬酸溶液的浓度为O. lmol/1，磷酸氢二钠溶液的浓度为O. 2mol/l。相对于现有技术，本发明具有如下优点和有益效果(I)本发明首次提出物理-生物-溶剂浸提三步法提取柑橘皮精油第一步反复冻融初步破坏柑橘类果皮细胞壁，第二步结合酶解对细胞壁彻底破坏，第三步正己烷溶剂浸提，提取出的柑橘皮精油色泽清浅、质地纯正，精油提取彻底，得率显著提高。(2)本发明原料廉价易得，首次采用物理方法处理柑橘类果皮，通过破坏柑橘皮细胞壁，促进了精油的浸出。(3)本发明的方法操作简单，对仪器设备的要求低，降低了成本，提高了效益。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。实施例I选取新鲜的柑橘类水果-脐橙，取皮并去除白皮层至果皮厚度为O. 1cm，处理后的脐橙皮粉碎，粉碎颗粒的直径为O. 2cm ;将粉碎后脐橙皮颗粒在_5°C下冻IOmin后移至 10°C下解冻，解冻后的脐橙皮颗粒再在_5°C下冻IOmin后移至10°C下解冻；选用果胶酶、 纤维素酶，按照果胶酶与纤维素酶质量比I : I配制复合酶，再用复合酶加水配制质量百分比为0.2% (复合酶在酶液中的质量百分比)的酶液，并用柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲溶液调节酶液的PH为3. 5，柠檬酸溶液的摩尔浓度为O. lmol/1，磷酸氢二钠溶液的摩尔浓度为 0.2mol/l ;将脐橙皮与复合酶液按照质量比I : I的比例混合，在25°C下避光酶解5min;将酶解后的脐橙皮采用正己烷进行冷凝回流提取，脐橙皮与正己烷的质量比为I : 5，提取温度为25°C，时间为O. 5h，将提取混合液过滤后，取滤渣再与正己烷按照质量比I : 5混合， 提取温度为25°C，时间为O. 5h ;将所得正己烷提取物在4000r/min条件下离心5min，取其上清液在20°C下旋转蒸发去除正己烷，即得精油。提取过程中，通过物理-生物结合的前处理彻底破坏了脐橙果皮的细胞壁，精油的溶出率增加，精油得率为提高至6. 92% (质量)， 而目前采用溶剂萃取法进行精油提取时精油的得率仅为I. 0% 3. 0% (质量)。对剩余的残渣中的精油残留量进行正己烷重新提取，并对提取量进行检测，提取条件为残渣正己烷按照质量比I : 5混合，提取温度为25°C，时间为O. 5h，提取次数为I次，结果表明精油的残留量为O. 13% (质量)，为提取总量的I. 88% (质量)，证明该方法对脐橙皮中的精油提取较彻底。运用GC-MS分析提取的脐橙皮精油的成分，条件为采用色谱柱(HPinnowax, 60mX0. 25mmX0. 25 μ m)进行分析。载气为氦气，流速为lmL/min ;柱温50°C保留2min，再以3°C /min升温至220°C，然后保持2min ;汽化室温为220°C ;进样量为O. 2 μ L(体积)， 分流比(体积)为40 I。得出精油的主要成分有柠烯、D-苎烯、lS-α-菔烯、β-水芹稀、β_月桂稀、4_甲基-1-(1-甲基乙稀基)-_■环[3. 1.0]己烧~2~稀、(ζ) -3, 7- _■甲基-1，3，6辛三烯、3，7- 二甲基-6辛烯醛、癸醛、异丁酸芳樟酯、3，7 二甲基_1，6辛二烯-3 醇、反式-8异丙基二环[4，3，0]壬-3-烯、(R)-3，7-二甲基-6-辛烯-I-醇、4-[1_甲基乙烯基]-I-环己烯-I-甲醛，其中，柠烯占81. 23% (质量)、D-苎烯占15.67% (质量)。实施例2选取新鲜的柑橘类水果-柚子，取皮并去除白皮层至果皮厚度为O. 15cm，处理后的柚皮粉碎，粉碎颗粒的直径为O. 3cm ;将粉碎后柚子皮颗粒在_15°C下冻30min后移至 20°C下解冻，解冻后的柚皮颗粒在-10°C下冻20min后移至20°C下解冻，如此反复冻融，共计冻融3次；选用果胶酶、纤维素酶，按照果胶酶与纤维素酶质量比I : 3配制复合酶，再用复合酶加水配制质量百分比为O. 35% (复合酶在酶液中的质量百分比)的酶液，并用柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲溶液调节酶液的PH为4. 5，柠檬酸溶液的摩尔浓度为O. lmol/1，磷酸氢二钠溶液的摩尔浓度为O. 2mol/l ;将柚子皮与复合酶液按照质量比I : 3的比例混合， 在35°C下避光酶解15min ;将酶解后的柚子皮采用正己烷进行冷凝回流提取，柚子皮与正己烷的质量比为I : 15，提取温度为35°C，时间为lh，将提取混合液过滤后，取滤渣与正己烷按照质量比I : 10混合，提取温度为35°C，时间为lh，如此反复提取，共计提取4次；将正己烷提取物5000r/min条件下离心15min，取其上清液在35°C下旋转蒸发去除正己烷，即得精油。提取过程中，通过物理-生物结合的前处理彻底破坏了脐橙果皮的细胞壁，精油的溶出率增加，精油得率提高至7. 86 % (质量)，而目前采用溶剂萃取法进行精油提取时精油的得率仅为1.0% 3.0% (质量)。对剩余的残渣中的精油残留量进行正己烷重新提取， 并对提取量进行检测，提取条件为残渣与正己烷的质量比为I : 15，提取温度为35°C，时间为lh，提取4次,结果表明精油的残留量为O. 03% (质量)，为提取总量的O. 32% (质量)，证明该方法对柚子皮中的精油提取较彻底。运用GC-MS分析提取的柚子皮精油的成分，条件为采用色谱柱(HPinnowax, 60mX0. 25mmX0. 25 μ m)进行分析。载气为氦气，流速为lmL/min ;柱温50°C保留2min，再以3°C /min升温至220°C，然后保持2min ;汽化室温为220°C ;进样量为O. 2 μ L (体积)，分流比(体积)为40 I。得出精油的主要成分有梓烯、lS-α-菔烯、β-水芹烯、β-月桂烯、4-甲基-1-(1-甲基乙稀基)-二环[3. I. O]己烧-2-烯、(ζ) -3, 7_ 二甲基-I, 3，6羊二烯、3，7-二甲基-6辛烯醛、癸醛、异丁酸芳樟酯、3，7 二甲基_1，6辛二烯-3醇、反式-8异丙基二环[4，3，0]壬-3-烯、(R)-3，7-二甲基-6-辛烯-I-醇、4-[1_甲基乙烯基]_1_环己烯-I-甲醛，其中柠烯占占总量的92. 9% (质量)。实施例3选取新鲜的柑橘类水果-柠檬，取皮并去除白皮层，处理后的柠檬皮粉碎，粉碎颗粒的直径为O. 5cm ;将粉碎后脐橙皮颗粒在_30°C下冻90min后移至60°C下解冻，解冻后的脐橙皮颗粒在-30°C下冻90min后移至60°C下解冻，如此反复冻融5次；选用果胶酶、纤维素酶，按照果胶酶与纤维素酶质量比6 I配制复合酶，再用复合酶加水配制质量分数为 0.6% (复合酶在酶液中的质量百分比)的酶液，并用柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲溶液调节酶液的pH为5. 5，柠檬酸溶液的摩尔浓度为O. lmol/1，磷酸氢二钠溶液的摩尔浓度为O. 2mol/ I ;将柠檬皮与复合酶液按照质量比I : 6的比例混合，在60°C下避光酶解30min;将酶解后的柠檬皮采用正己烷进行冷凝回流提取，柠檬皮与正己烷的质量比为I : 30，提取温度为 70°C，时间为2. 0h，将提取混合液过滤后，取滤渣与正己烷按照质量比I : 30混合，提取温度为70°C，时间为2. Oh,如此反复提取6次；将正己烷提取物9000r/min条件下离心30min， 取其上清液在75°C下旋转蒸发去除正己烷，即得精油。提取过程中，通过物理-生物结合的前处理彻底破坏了柠檬果皮的细胞壁，精油的溶出率增加，精油得率提高至7. 16% (质量)，而目前采用溶剂萃取法进行精油提取时精油的得率仅为1.0% 3.0% (质量)。对剩余的残渣中的精油残留量进行正己烷重新提取，并对提取量进行检测，提取条件为残渣与与正己烷按照质量比I : 30混合，提取温度为70°C，时间为2. 0h，提取次数为I次，结果表明精油的残留量为O. 08% (质量)，为提取总量的I. 12% (质量)，证明该方法对柠檬皮中的精油提取较彻底。运用GC-MS分析提取的柠檬皮精油的成分，条件为采用色谱柱(HPinnowax， 60mX0. 25mmX0. 25 μ m)进行分析。载气为氦气，流速为lmL/min ;柱温50°C保留2min，再以3°C /min升温至220°C，然后保持2min ;汽化室温为220°C ;进样量为O. 2 μ L (体积)，分流比(体积)为40 I。得出精油的主要成分有D-柠烯、lS-α-菔烯、β-水芹烯、β-月桂烯、4-甲基-1-(1-甲基乙稀基)-二环[3. I. O]己烧-2-烯、(ζ) -3, 7_ 二甲基-I, 3,6羊三烯、3，7-二甲基-6辛烯醛、癸醛、异丁酸芳樟酯、3，7 二甲基_1，6辛二烯-3醇、反式-8异丙基二环[4，3，0]壬-3-烯、(R)-3，7-二甲基-6-辛烯-I-醇、4-[1_甲基乙烯基]-I-环己烯-I-甲醛，其中D-柠烯占93. 6% (质量)。实施例4选取新鲜的柑橘类水果-脐橙、柚子、柠檬，三种水果按质量比I : I : I取皮并去除白皮层，处理后的混合皮粉碎，粉碎颗粒的直径为O. 4cm ;将粉碎后脐橙皮颗粒在_20°C 下冻40min后移至40°C下解冻，解冻后的脐橙皮颗粒在_20°C下冻40min后移至40°C下解冻，如此反复冻融4次；选用果胶酶、纤维素酶，按照果胶酶与纤维素酶质量比4 I配制复合酶，再用复合酶加水配制质量分数为O. 4% (复合酶在酶液中的质量百分比)的酶液，并用柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲溶液调节酶液的PH为4. 5，柠檬酸溶液的摩尔浓度为O. Imol/ I，磷酸氢二钠溶液的摩尔浓度为O. 2mol/l ;将柑橘皮与复合酶液按照质量比I : 4的比例混合，在40°C下避光酶解20min ;将酶解后的柑橘皮采用正己烷进行冷凝回流提取，柑橘皮与正己烷的质量比为I : 20，提取温度为45°C，时间为lh，将提取混合液过滤后，取滤渣与正己烷按照质量比I : 25混合，提取温度为45°C，时间为lh，如此反复提取，共提取4次；将正己烷提取物7000r/min条件下离心20min，取其上清液在45°C下旋转蒸发去除正己烷，即得精油。提取过程中，通过物理-生物结合的前处理彻底破坏了脐橙果皮的细胞壁，精油的溶出率增加，香精油得率提高至8. 92% (质量)，而目前采用溶剂萃取法进行精油提取时精油的得率仅为I. 0% 3. 0% (质量)。对剩余的残渣中的精油残留量进行正己烷重新提取， 并对提取量进行检测，提取条件为正己烷按照质量比I : 25混合，提取温度为45°C，时间为lh，提取次数为I次，结果表明精油的残留量为O. 02% (质量)，为提取总量的O. 22% (质量)，证明该方法对脐橙皮中的精油提取较彻底。运用GC-MS分析提取的脐橙皮精油的成分，条件为采用色谱柱(HPinnowax， 60mX0. 25mmX0. 25 μ m)进行分析。载气为氦气，流速为lmL/min ;柱温50°C保留2min，再以 30C /min升温至220°C，然后保持2min ;汽化室温为220°C ;进样量为O. 2 μ L (体积)，分流比(体积)为40 I。得出精油的主要成分有D-柠烯、lS-α-菔烯、β-水芹烯、β-月桂烯、4-甲基-1-(1-甲基乙稀基)-二环[3. I. O]己烧-2-烯、(ζ) -3, 7_ 二甲基-I, 3,6羊三烯、3，7-二甲基-6辛烯醛、癸醛、异丁酸芳樟酯、3，7 二甲基_1，6辛二烯-3醇、反式-8异丙基二环[4，3，0]壬-3-烯、(R)-3，7-二甲基-6-辛烯-I-醇、4-[1_甲基乙烯基]-I-环己烯-I-甲醛，其中D-柠烯占97. 3% (质量)。
权利要求
1.一种柑橘类果皮精油的提取方法，其特征在于包括如下步骤和工艺条件(1)柑橘类果皮预处理选取新鲜的柑橘类果皮，去除白皮层至果皮厚度为O.I O.2cm,切碎，控制颗粒直径为O. 2 O. 5cm,反复冻融2 5次；第一次冻融是将柑橘类果皮颗粒在_5°C _30°C下冷冻10 90min后移至10°C 60°C下解冻；第二次冻融是将解冻后的柑橘类果皮颗粒在_5°C _30°C下再冷冻10 90min后移至10°C 60°C下再解冻； 若进行3-5次冻融，第3-5次冻融与第二次冻融方法相同；(2)酶液的制备按照果胶酶与纤维素酶质量比I: I 6 : I配制复合酶，再用复合酶加水配制质量百分比为O. 2% O. 6%的酶液，调节酶液的pH为3. 5 5. 5 ;(3)柑橘皮的酶解将预处理后的柑橘类果皮颗粒与酶液按照质量比I: I I : 6的比例混合，在25 60°C下避光酶解5min 30min ；(4)正己烷提取将酶解后的柑橘类果皮颗粒采用正己烷进行冷凝回流提取2 6次； 第一次提取是将柑橘类果皮颗粒与正己烷按质量比为I : 5 I : 30混合，提取温度为 25 70°C，时间为O. 5h 2h ;第二次提取是将提取混合液过滤后，取滤渣与正己烷再按照质量比I : 5 I : 30混合，提取温度为25 70°C，时间为O. 5h 2h ;若进行第3_6次提取，第3-6次提取方法同第二次提取；(5)精油产物的制备将正己烷最后一次所得的提取物在4000 9000r/min条件下离心5 30min，取其上清液在20 75°C下旋转蒸发去除正己烷，即得柑橘类果皮精油。
2.根据权利要求I所述的柑橘皮精油的提取方法，其特征在于，所述的柑橘类水果为橙类、柚类或柠檬类。
3.根据权利要求I所述的柑橘皮精油的提取方法，其特征在于，所述的PH值通过柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲溶液调节。
4.根据权利要求3所述的脐橙皮精油的提取方法，其特征在于，所述的柠檬酸溶液的浓度为O. lmol/1，磷酸氢二钠溶液的浓度为O. 2mol/l。
全文摘要
本发明公开了柑橘类果皮精油的提取方法。该方法选取新鲜的柑橘类果皮，去除白皮层至果皮厚度为0.1～0.2cm，切碎，反复冻融2～5次，然后按照果胶酶与纤维素酶质量比1∶1～6∶1配制复合酶，并配置酶液，将预处理后的柑橘类果皮颗粒与复合酶液混合，避光酶解5min～30min；将酶解后的柑橘类果皮采用正己烷进行冷凝回流提取，去除正己烷，即得精油。本方法先采用反复冻融的物理方法对柑橘皮细胞壁进行初步破坏，再结合复合酶对柑橘皮进行酶解，大大提高了柑橘皮精油的浸出率，提取工艺简单，天然香气较少受损害，能最大程度的利用柑橘加工副产物-柑橘皮的使用价值。采用本方法提取的精油质地纯正，具有天然柑橘果香。
文档编号C11B9/02GK102586023SQ20121001934
公开日2012年7月18日 申请日期2012年1月19日 优先权日2012年1月19日
发明者白卫东, 秦艳, 赵文红, 钱敏 申请人:仲恺农业工程学院