一种萃取假蒟油树脂的方法及所获得的假蒟油树脂的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种萃取假蒟油树脂的方法及所获得的假蒟油树脂，本发明方法是采用超临界二氧化碳萃取技术，加工过程控制温度较低，不破坏假蒟油树脂的有效成份，萃取得到的假蒟油树脂香味纯正、质量稳定、无溶剂残留、提取率较高、不添加任何成分，属纯天然产物，可应用于食品、医药及动物饲料等领域。
【专利说明】一种萃取假葯油树脂的方法及所获得的假葯油树脂
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种超临界二氧化碳萃取技术，具体涉及一种采用超临界二氧化碳萃 取技术萃取假筠油树脂的方法及采用该方法直接获得的假筠油树脂。
【背景技术】
[0002] 假茜（Piper sarmentosum Roxb.)，为胡椒科胡椒属植物，又称猪拨菜、假萎、毕拨 子、假荖等，在我国主要分布在云南、贵州、福建、西藏、广东、广西、海南等地。假筠性温、味 辛，具有祛风散寒，行气止痛，散淤血、除湿毒、暖胃等功效，临床上通常用于治疗疟疾、风寒 咳喘、风湿痹痛、脘腹胀满、泄泻痢疾、产后浮肿、跌打损伤、牙痛、痔疮等疾病。而假筠的主 要功能成分几乎都存在于其油树脂中，其中含有丰富的叶含细辛脑、顺-石竹烯、氢化桂皮 酸以及β -谷留醇等多种药理活性成分，故具有镇痛、抗病毒、抗菌、抗肿瘤以及抗炎等功 能。假筠在民间还用作香味食品，可入菜作为佐料，具有浓郁的香味以及除腥去膻、消食化 滞的功效，因此，假筠是一种天然、绿色、药食兼用的香料植物。而假筠的主要功能成分几乎 都存在其油树脂中，因含有丰富的叶含a-和Y-细辛脑、细辛醚、氢化桂皮酸以及β -谷甾 醇等多种药理活性成分，故具有镇痛、抗病毒、抗菌、抗肿瘤以及抗炎等功能。
[0003] 目前假筠油树脂主要是用水蒸气蒸馏法和索式抽提法等进行提取，但是这些方法 在实际操作当中存在多种弊端，如提取率不高，有机溶剂残留等问题。宋艳平等（假筠挥发 油化学成分气质联用分析研宄，分析试验室，2006年第1期）采用水蒸汽蒸馏法提取假筠挥 发油（油树脂），蒸馏提取6h，然后用乙醚萃取，无水硫酸钠干燥，过滤，计算挥发油提取率 为0. 534%。水蒸汽蒸馏法提取率较低，提取过程中温度较高，高温会对假筠某些有效成分 有破坏作用。张方平等（假筠提取物对皮氏叶螨的生物活性测定，热带作物学报，2009年第 6期）采用乙醇、石油醚提取假筠有效成分并研宄其对皮氏叶螨的生物活性，假筠的有机溶 剂提取物用于生物农药影响较小，但若用于制药、食品、饲料就需要考虑溶剂残留对产品风 味及质量安全的不良影响。
[0004] 超临界萃取技术（SFE)是现代化工分离中出现的新学科，是目前国际上兴起的一 种先进的分离工艺，它是利用流体在超临界状态时具有密度大、粘度小、扩散系数大等优良 的传质特性而成功开发的。它具有提取率高、产品纯度好、流程简单、能耗低等优点。超临界 流体最常用的是超临界二氧化碳（SCO 2)，其作为溶剂临界温度和临界压力较低，在超临界 状态时具有密度大、粘度小、扩散系数大等优良的传质特性，超临界二氧化碳萃取技术由于 温度低，且系统密闭，可大量保存对热不稳定及易氧化的挥发性成分及其他非极性成分。 此外，萃取所用超临界二氧化碳流体循环使用，少量排放也不会造成环境污染，超临界二氧 化碳萃取假筠油树脂的技术是一种绿色、高效的萃取技术。超临界二氧化碳萃取技术可代 替传统的天然植物油树脂提取分离方法。然而，目前国内外未见应用超临界〇) 2流体萃取 技术对假筠油树脂进行提取分离研宄的报道。
【发明内容】
[0005] 根据上述领域的需求与不足，本发明提供一种采用超临界二氧化碳萃取假筠油树 脂的方法，该方法所获得假筠油树脂提取率高、风味纯正、质量稳定、无溶剂残留，可用于食 品、医药、动物饲料等领域。
[0006] 本发明技术方案如下：
[0007] -种萃取假筠油树脂的方法，该方法为超临界二氧化碳萃取法，其特征在于：干燥 的假筠茎叶的粒度为20-40目，萃取压力为15-40MPa，萃取温度为35-60°C，二氧化碳流量 为40-60L/h，萃取时间为I. 0-3h。
[0008] 干燥的假筠茎叶的粒度为25-35目，萃取压力为20-28MPa，萃取温度为50-55°C， 二氧化碳流量为48-55L/h，萃取时间为l-2h。
[0009] 干燥的假筠茎叶的粒度为30目，萃取压力为23MPa，萃取温度为53°C，二氧化碳流 量为50L/h，萃取时间为I. 5h。
[0010] 干燥的假筠莖叶含水量为0-8. 0%。
[0011] 干燥的假筠茎叶含水量为6.0%-8.0%。
[0012] 步骤如下：
[0013] 1)取干燥至含水量不大于8 %的假筠茎叶用粉碎机粉碎至20-40目，得假筠茎叶 干粉；
[0014] 2)将1)所得的假筠茎叶干粉装入超临界萃取釜中；
[0015] 3)开启二氧化碳贮罐，经高压泵升到压力15_40MPa，再经热交换加热到35_60°C， 进入萃取爸对物料进彳丁萃取，调节二氧化碳流量为40_60L/h，萃取时间为I. 0_3. Oh。
[0016] 还包括如下步骤：将溶解有假筠油树脂的超临界二氧化碳流体流经减压阀进入两 级分尚爸进行解析分尚，一级分尚爸压力5-10MPa，温度30-7CTC，二级分尚爸压力4_6MPa， 温度30-60°C，油树脂分离后的二氧化碳流体流经冷凝器冷凝后在设备管路中循环使用，分 离结束，从两级分离釜中得到假筠油树脂。
[0017] 上述方法直接所得的假筠油树脂。
[0018] 物料粉碎粒度的影响：在一定粒度范围内，物料越细，其与二氧化碳接触越充分而 有利于溶质溶解，有利于提取率的提高，另一方面，物料粉碎太细，增加了粉碎难度，而且在 粉碎过程中产生的高温造成挥发成分的损失。
[0019] 萃取温度的影响：温度升高，分子热运动会加快，导致溶质的传质系数、挥发度和 扩散速度提高，有利于溶质的萃取，故萃取温度升高，假筠油树脂的提取率增加显著；另一 方面，温度过高时，温度升高，CO 2流体分子间距增大，密度减少，分子间作用力减小，会导致 流体溶解能力的降低，当萃取温度升高引起的物质溶解能力提高不足以弥补超临界二氧化 碳由于密度减少引起的溶解能力下降时，萃取率降低；高温还可能造成某些成分的变性、分 解和失效。
[0020] 萃取压力的影响：萃取压力增大，釜内超临界〇)2的密度必然增大，而超临界流体 的萃取能力与其密度呈正相关，因此促进了超临界〇) 2对假筠油树脂的萃取；但是在一定的 萃取温度下，超临界流体的扩散系数又与其所受的压力成反比关系，压力增大会导致〇) 2扩 散系数减小，而随着压力的持续增大，此时扩散系数的影响可能会在超临界萃取过程中占 据主导地位，导致〇) 2萃取能力会降低，所以在超临界萃取过程中一味地加压力反而会适得 其反。
[0021] 萃取时间的影响：萃取刚开始时，超临界CO2流体与溶质未达到良好接触，故萃取 量较少，而随着萃取时间的延长，传质达到良好状态，单位时间萃取量增大。但另一方面由 于萃取对象中的待分离成分含量随着萃取时间的推移而逐渐减少，故当萃取时间超过2. Oh 时，假筠油树脂的提取率几乎没有提高。
[0022] 二氧化碳流量的影响：在二氧化碳流量较小时，超临界0)2萃取假筠的萃取率随流 量增加而增加，二氧化碳流量越大，其溶解能力越大，另一方面，当二氧化碳流量过大时，二 氧化碳由于流速过大与物料接触不充分，也可能会形成短流现象，二氧化碳不能与物料充 分接触即流出萃取釜而影响萃取率。
[0023] 本发明发明人经过无数次实验研宄发现在不考虑假筠茎叶粒度，二氧化碳流 量，假筠茎叶的含水量以及实施例中的其他实验因素的情况下，萃取时间1.5h，萃取压力 25MPa，萃取温度55°C的组合为最优组合。但是若考虑假筠茎叶粒度，二氧化碳流量，假筠茎 叶的含水量以及实施例中的其他实验因素，上述三因素便不再为最优组合，这可能是萃取 过程中各因素的协同作用的结果。
[0024] 现有技术中，采用水蒸气蒸馏法和索式抽提法等进行提取假筠油树脂的提取率不 超过1 %，而本发明采用超临界C02萃取假筠油树脂提取率较高，优化条件下通常达4. 0% 以上，最优选的条件最尚可达到4. 76%，可以说是有了质的飞越。
【专利附图】
【附图说明】
[0025] 图1为萃取时间对假筠油树脂提取率的影响图
[0026] 图2为萃取压力对假筠油树脂提取率的影响图
[0027] 图3为萃取温度对假筠油树脂提取率的影响图
【具体实施方式】：
[0028] 为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，通过【具体实施方式】的描述对本发 明作进一步说明，但这并非是对本发明的限制，本领域技术人员根据本发明的基本思想，可 以做出各种修改或改进，但是只要不脱离本发明的基本思想，均在本发明的范围之内。下面 结合实施实例对本发明进一步描述。
[0029] 材料与试剂
[0030] 假筠采自海南儋州橡胶林，新鲜采摘，自然阴干后，粉碎过40目筛，装食品密封袋 备用；CO2，纯度彡99. 9%，食品级，购自广西蓝天实验气体有限公司。
[0031] 仪器与设备
[0032] 超临界流体萃取设备HA221-40-11，南通市华安超临界萃取有限公司；电子天平 JJ1000,常熟市双杰测试仪器厂；FZ102微型植物粉碎机，天津市泰斯特仪器有限公司。
[0033] 实施例1
[0034] I. 1萃取条件的探索
[0035] I. I. 1萃取时间对假筠油树脂提取率的影响
[0036] 准确称取200g粉碎后的假筠，装进萃取釜，在萃取压力为20MPa，温度为40°C下， 进行萃取时间分别为〇. 5、1. 0、1. 5、2. 0、2. 5、3. Oh的单因素实验，收集假筠油树脂，称量 后，计算假筠油树脂的提取率，重复以上步骤3次。
[0037] I. I. 2萃取压力对假筠油树脂提取率的影响
[0038] 准确称取200g粉碎后的假筠，装进萃取釜，在萃取时间为1.5h，温度为40°C下，进 行萃取压力分别为15、20、25、30、35MPa的单因素实验，收集假筠油树脂，称量后，计算假筠 油树脂的提取率，重复以上步骤3次。
[0039] I. 1. 3萃取温度对假筠油树脂提取率的影响
[0040] 准确称取200g粉粹后的假筠，装进萃取釜，在萃取时间为I. 5h，压力为20MPa下， 进行萃取温度分别为35、40、45、50、551的单因素实验，收集假筠油树脂，称量后，计算假筠 油树脂的提取率，重复以上步骤3次。
[0041] I. L 4试验设计
[0042] 主要针对萃取时间（A)、萃取压力（B)以及萃取温度（C)三因素进行试验设计，实 验设计如表1所示。
[0043] 表1试验设计因素
[0044]
【权利要求】
1. 一种萃取假筠油树脂的方法，该方法采用超临界二氧化碳萃取技术，其特征在于： 干燥的假筠茎叶的粒度为20-40目，萃取压力为15-40MPa，萃取温度为35-60°C，二氧化碳 流量为40-60L/h，萃取时间为1. 0-3h。
2. 根据权利要求1所述方法，其特征在于，干燥的假筠茎叶的粒度为25-35目，萃取压 力为20-28MPa，萃取温度为50-55°C，二氧化碳流量为48-55L/h，萃取时间为l-2h。
3. 根据权利要求2所述方法，其特征在于，干燥的假筠茎叶的粒度为30目，萃取压力为 23MPa，萃取温度为53°C，二氧化碳流量为50L/h，萃取时间为1. 5h。
4. 根据权利要求3所述方法，其特征在于，干燥的假筠茎叶含水量为0-8. 0%。
5. 根据权利要求4所述方法，其特征在于，干燥的假筠茎叶含水量为6. 0% -8. 0%。
6. 根据权利要求5所述方法，其特征在于，步骤如下： 1) 取干燥至含水量不大于8 %的假筠茎叶用粉碎机粉碎至20-40目，得假筠茎叶干 粉； 2) 将1)所得的假筠茎叶干粉装入超临界萃取釜中； 3) 开启二氧化碳贮罐，经高压泵升到压力15-40MPa，再经热交换加热到35-60°C，进入 萃取釜对物料进行萃取，调节二氧化碳流量为40-60L/h，萃取时间为1. 0-3. Oh。
7. 根据权利要求6所述方法，其特征在于，还包括如下步骤：将溶解有假筠油树脂的超 临界二氧化碳流体流经减压阀进入两级分离釜进行解析分离，一级分离釜压力5-10MPa，温 度30-70°C，二级分离釜压力4-6MPa，温度30-60°C，油树脂分离后的二氧化碳流体流经冷 凝器冷凝后在设备管路中循环使用，分离结束，从两级分离釜中得到假筠油树脂。
8. 权利要求1-6所得的假筠油树脂。
【文档编号】C11B1/10GK104498177SQ201410679612
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年11月24日 优先权日:2014年11月24日
【发明者】黄惠芳, 王定发, 牛德宝, 黄秋伟, 周汉林, 周璐丽 申请人:广西壮族自治区亚热带作物研究所, 中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所