一种蒸萃复合型龙脑精油提取方法与流程

本申请涉及一种蒸萃复合型龙脑精油提取方法，属于从原料回收或精制香精油技术领域。

背景技术：

天然冰片原名龙脑香，又称右旋龙脑，作为天然名贵中药药材和食品添加剂，是许多龙脑产品中不可或缺的良好佐剂。在我国天然冰片用作药物的历史超过1500年。研究表明，龙脑被证实具有抗炎、抗血栓以及优良的抗氧化作用。

龙脑精油适合配制烟用香精、医用香精、化妆品和多种药品，龙脑精油价值高、用途广，龙脑开发前景广阔。然而近年来，很少有关于提取龙脑精油的研究报道。龙脑精油提取最常使用的是传统水蒸气蒸馏法，传统水蒸气蒸馏法是将龙脑放入蒸馏罐直接蒸馏，蒸馏的混合蒸汽经过冷凝得到油水混合物，油水混合物再精油油水分离，即可得到龙脑精油。该方法存在提取率低、耗时长、耗能高、产品纯度低等问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请提供一种提取率高、助剂用量少、集蒸汽蒸馏与溶剂萃取于一体的蒸萃复合型龙脑精油提取方法。

为实现上述目的，本申请采取的技术方案如下：

一种蒸萃复合型龙脑精油提取方法，包括以下步骤：(1)取龙脑樟树叶，烘干；(2)在搅拌球磨机中，将步骤(1)的干燥龙脑樟树叶机械活化得到粉末；(3)蒸馏萃取器一端连接烧瓶，另一端连接鸡心瓶，烧瓶中装入称取的活化粉末与蒸馏水混合，并以油浴加热；鸡心瓶中装入称取的溶剂，并以水浴加热，保证两端同时沸腾，萃取开始；(4)将鸡心瓶冷冻除去水分，旋转蒸发浓缩，除去有机溶剂，即得到成品龙脑精油。

本方案所提供的提取方案中，以蒸汽蒸馏与溶剂萃取结合的方式，实现龙脑精油的蒸萃提取。在进行蒸萃前，首先对龙脑精油进行机械研磨预处理，在机械力作用下破坏植物细胞壁，并使颗粒细化，而原料在蒸馏萃取器的过渡下，实现了水蒸气蒸馏与溶剂萃取两步工序的结合，不仅提高了萃取效率，还减少了溶剂的用量，龙脑精油提取率为0.46％左右。

在上述研究基础上，我们对烘干进行了研究，结果表明：当烘干至水分含量为8-12％时，在适宜干燥成本基础上，不仅可以有效降低原料中的含水量，与机械研磨配合，有效提高研磨成粉的效率。

在上述研究的基础上，我们还对机械活化进行了研究，并确定了较为优选的搅拌研磨机参数：搅拌球磨机的转速90-130r/min，机械活化的时间为3-7min。在该研磨条件下，在蒸馏提取龙脑精油之前，将龙脑樟树叶晒干后先经过机械活化处理，机械活化将龙脑樟树叶在摩擦、碰撞、冲击、剪切等机械力作用下破坏了植物的细胞壁，并使颗粒细化，使得龙脑樟中的精油更加容易提取出来，从而提高了精油的提取率。

在上述研究的基础上，我们还对有机溶剂类型进行了研究，并确定了较为优选的有机溶剂为石油醚、乙醚或正己醚。研究发现：上述有机溶剂均可以促进龙脑精油的提取，并获得0.445％以上的精油得率，远高于传统水蒸馏的精油得率(0.35-0.36％)。特别是当有机溶剂选用无水乙醚时，精油得率可达到0.468％及以上。

在上述研究基础上，我们继续对溶剂添加量进行了实验，结果表明，随着溶剂添加量的递增，精油得率随之递增，并在有机溶剂添加量为25-35ml时，达到较为理想的提取效果；继续增加有机溶剂量，则会影响同时沸腾，因此，并不利于提取率的提高，因此，综合处理效果与处理成本考量，适宜将溶剂添加量选择在10-40ml，并优选为25-35ml。

在上述研究的基础上，我们还对提取时间进行了研究，在提取过程中，确定了有机溶剂和有机溶剂添加量后，因另一端为水蒸气，故提取时间的影响相对较为简单，即随着提取时间的延长，精油得率随之递增，并在提取时间达到1.5-2.5h时，增幅显著，在2.5-3.5h时增幅有所降低，但精油得率持续提高，继续延长提取时间，则对提取率影响不大，因此提取时间适宜选在1.5-4.5小时，并优选为2.5-4h，该阶段的精油得率普遍在0.43％以上。

附图说明

图1为有机溶剂种类对龙脑精油得率的影响；

图2为有机溶剂添加量对龙脑精油得率的影响；

图3为提取时间对龙脑精油得率的影响；

图4为本申请的一个代表性工艺流程图。

具体实施方式

在本申请案所提供的精油的提取方案中，影响精油得率的主要因素分为：干燥、机械活化、有机溶剂类型、有机溶剂添加量以及提取时间几个方面：

a.干燥主要涉及到干燥方式和干燥程度即干燥后的含水量。龙脑精油原料主要选自龙脑樟树叶，考虑到该原料的大量性、不统一等特性以及龙脑精油的特性，适宜采用自然晒干的方式进行；干燥程度方面，水分含量过高，会不利于机械活化，在后续蒸馏时也会带入大量的水分，导致精油整体提取率偏低。在经过我们大量实验研究的基础上，将含水量选定为8-12％，不仅可以有效降低原料中的含水量，还有效提高研磨成粉的效率。

b.机械活化主要涉及到选用的粉碎方式以及转速或者粉碎速率。在粉碎方式方面，我们选用了搅拌球磨机，在搅拌的同时完成研磨，使原料得以快速均匀的研磨充分，并将转速控制在90-130r/min，机械活化的时间为3-7min，可满足研磨充分的要求。

以下案例主要就表面活性剂和蒸馏的影响进行分析。

c.蒸萃过程主要包括水蒸气蒸馏和有机溶剂萃取，沸腾状态时，水蒸气的温度和其他参数相对较为稳定，因此以下案例中，主要以有机溶剂类型、有机溶剂添加量以及提取时间对精油的获取影响进行具体案例说明与分析，具体参见实施例1-3。

实施例1：不同有机溶剂类型对精油得率的影响

在初步的研究中，我们圈定了石油醚、乙醚和正己醚作为备选方案，并对不同有机溶剂的精油得率进行统计，参见图1可知，上述三种有机溶剂均对最终的精油得率做出积极贡献，相同条件下(添加量为30ml，提取时间3.5h)，正己醚作为有机溶剂时的精油得率为0.43％，石油醚作为有机溶剂时的精油得率为0.444％，乙醚作为有机溶剂时的精油得率为0.466％。在对乙醚做进一步的研究中，我们发现，无水乙醚的提取效果最好。

故以下实验中以无水乙醚作为有机溶剂，对有机溶剂添加量和提取时间进行研究。

实施例2：不同有机溶剂添加量对精油得率的影响

在实施例1的基础上，我们对有机溶剂的添加量(其余参数参见实施例1)进行实验，结果表明：结合图2，当有机溶剂的添加量低于10ml时，精油的提取率基本与单纯水蒸馏时的精油得率持平(0.36％)；随着溶剂添加量的增加，提取率几乎随之呈线性递增；当到达30ml时，精油得率达到该条件下的峰值(0.46％)；继续增加有机溶剂添加量，则可能因有机溶剂占用了大量的热量，无法满足两端同时沸腾，因而对精油提取造成了干扰，提取率不会有明显增长，并基本保持在0.46％附近。因此，综合考量下，添加量为10-40ml，并优选为25-35ml时，精油提取效果较佳。

实施例3：不同提取时间对精油得率的影响

在实施例1与实施例2的基础上，我们对蒸萃方式的提取时间(其余参数参见实施例1)进行实验，结果表明：结合图3，随着原料粉末在蒸汽蒸馏和有机溶剂萃取的共同作用时间延长，精油得率逐渐提升，当浸渍时间达到1.5h时，精油得率已经高于单纯水蒸气蒸馏的精油得率(0.35-0.36％)；继续延长时间，精油提取率增幅在1.5-2.5h区间中达到最大，当提取时间在2.5-3.5h时，增幅有所减少，但精油得率持续提高，并在3.5h时达到该条件下的峰值(0.469％附近)，继续延长浸渍时间，则精油得率并不会有明显提升，因此，综合处理效果与处理成本考量，提取时间选择在1.5-4.5h，并优选为2.5-4h时，精油提取效果较佳。

在上述实验和案例分析基础上，我们以水蒸气蒸馏和有机溶剂萃取的蒸萃复合方式对原料粉末进行处理，并以下述步骤作为代表，

(1)取龙脑樟树叶，烘干；(2)在搅拌球磨机中，将干燥龙脑樟树叶机械活化得到粉末；(3)精确称量粉末和蒸馏水置于圆底烧瓶中，并接入蒸馏萃取器的一端，称取有机溶剂加入鸡心瓶，并接入蒸馏萃取器的另一端，圆底烧瓶以油浴加热，鸡心瓶以水浴加热，两端同时沸腾，蒸萃开始；(4)装有有机溶剂的鸡心瓶冷冻并除去水分，旋转蒸发浓缩除去有机溶剂，得到成品龙脑精油，

结合图4和选出的四个具体案例(实施例4、5、6、7)，对本申请的提取方案做整体诠释。

实施例4

(1)将采收的龙脑樟树叶晒干，使其水分含量为10％；

(2)机械活化：将晒干的龙脑樟树叶加入搅拌球磨机中，在转速为90r/min下机械活化7min，得到粉末；

(3)同时蒸馏-萃取：准确称量粉末和蒸馏水，混合并置于圆底烧瓶中，圆底烧瓶以油浴加热；称取30ml无水乙醇加入鸡心瓶中，鸡心瓶以水浴加热，圆底烧瓶和鸡心瓶分别接在蒸馏萃取器的两端，并保证两端同时沸腾3.5h；

(4)浓缩：装有有机溶剂的鸡心瓶放入-40℃冰箱冷冻除去水分，旋转蒸发浓缩，去除有机溶剂，得到龙脑精油，龙脑精油提取率为0.43％左右。

实施例5

(1)将采收的龙脑樟树叶晒干，使其水分含量为10％；

(2)机械活化：将晒干的龙脑樟树叶加入搅拌球磨机中，在转速为100r/min下机械活化5min，得到粉末；

(3)同时蒸馏-萃取：准确称量粉末和蒸馏水，混合并置于圆底烧瓶中，圆底烧瓶以油浴加热；称取30ml无水乙醇加入鸡心瓶中，鸡心瓶以水浴加热，圆底烧瓶和鸡心瓶分别接在蒸馏萃取器的两端，并保证两端同时沸腾3.5h；

(4)浓缩：装有有机溶剂的鸡心瓶放入-40℃冰箱冷冻除去水分，旋转蒸发浓缩，去除有机溶剂，得到龙脑精油，龙脑精油提取率为0.44％左右。

实施例6

(1)将采收的龙脑樟树叶晒干，使其水分含量为10％；

(2)机械活化：将晒干的龙脑樟树叶加入搅拌球磨机中，在转速为110r/min下机械活化5min，得到粉末；

(3)同时蒸馏-萃取：准确称量粉末和蒸馏水，混合并置于圆底烧瓶中，圆底烧瓶以油浴加热；称取30ml无水乙醇加入鸡心瓶中，鸡心瓶以水浴加热，圆底烧瓶和鸡心瓶分别接在蒸馏萃取器的两端，并保证两端同时沸腾3.5h；

(4)浓缩：装有有机溶剂的鸡心瓶放入-40℃冰箱冷冻除去水分，旋转蒸发浓缩，去除有机溶剂，得到龙脑精油，龙脑精油提取率为0.45％左右。

实施例7

(1)将采收的龙脑樟树叶晒干，使其水分含量为10％；

(2)机械活化：将晒干的龙脑樟树叶加入搅拌球磨机中，在转速为130r/min下机械活化3min，得到粉末；

(3)同时蒸馏-萃取：准确称量粉末和蒸馏水，混合并置于圆底烧瓶中，圆底烧瓶以油浴加热；称取30ml无水乙醇加入鸡心瓶中，鸡心瓶以水浴加热，圆底烧瓶和鸡心瓶分别接在蒸馏萃取器的两端，并保证两端同时沸腾3.5h；

(4)浓缩：装有有机溶剂的鸡心瓶放入-40℃冰箱冷冻除去水分，旋转蒸发浓缩，去除有机溶剂，得到龙脑精油，龙脑精油提取率为0.46％左右。

以上内容是结合本发明创造的优选实施方式对所提供技术方案所作的进一步详细说明，不能认定本发明创造具体实施只局限于上述这些说明，对于本发明创造所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明创造的保护范围。