采用超臨界 ＣＯ ２ 萃取洋甘菊，并通過分子蒸餾進(jìn)行分離純化。以洋甘菊精油提取率為指標(biāo)，考察萃取壓力、萃取時(shí)間、萃取溫度等因素的影響，并通過 ３ 因素 ３ 水平正交試驗(yàn)獲得最優(yōu)工藝參數(shù)。結(jié)果表明，最優(yōu)工藝參數(shù)為：萃取壓力 ３０ ＭＰａ 、萃取時(shí)間 １２０ｍｉｎ 、萃取溫度 ５０ ℃ ，經(jīng)分子蒸餾分離后的洋甘菊精油提取率為４．１３％ 。所獲得的洋甘菊精油具有無(wú)溶劑殘留、香氣強(qiáng)度高、香型逼真等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用前景看好。

洋甘菊（ｃｈａｍｏｍｉｌｅ ）系菊科母菊屬，原產(chǎn)歐洲，中國(guó)新疆等地也有大量栽培。由于洋甘菊的鎮(zhèn)靜作用，它被廣泛用于花茶。此外，洋甘菊提取物還被廣泛用于化妝品行業(yè)，作為護(hù)理產(chǎn)品的香料。洋甘菊中含有萜類、黃酮類、膽堿、香豆素、蘋果酸、蛋白質(zhì)、糖類、油脂和礦物質(zhì)。洋甘菊精油中有１１６種化學(xué)物質(zhì)已經(jīng)被鑒定 ，其中包括２８種萜類（最主要的是 α－ 甜沒藥萜醇、蘭香油薁、 α － 甜沒藥萜醇氧化物等）， ３６種黃酮類和其他５２種物質(zhì)包括有機(jī)酸、香豆素、膽堿等。目前，國(guó)內(nèi)外關(guān)于洋甘菊精油及相關(guān)產(chǎn)品提取工藝報(bào)道并不多，其中，朱棟梁等 采用水蒸氣蒸餾法和同時(shí)蒸餾萃取法制備新疆產(chǎn)羅馬洋甘菊油及進(jìn)行成分比較；Ｋａｉｓｅｒ 等采用超臨界ＣＯ ２ 萃取洋甘菊花并采用 β － 環(huán)糊精穩(wěn)定化；蘭衛(wèi)等采用響應(yīng)面法優(yōu)化了德國(guó)洋甘菊中總黃酮提取工藝，提取率可達(dá)３４．７９２ｍｇ／ ｇ ；陳麗春等采用響應(yīng)面分析法優(yōu)化了有機(jī)溶劑回流法提取洋甘菊中的芹菜苷，工藝條件下芹菜苷提取率為２．１４％ ；付春雪等對(duì)產(chǎn)自黑龍江和新疆等地的羅馬洋甘菊揮發(fā)油進(jìn)行ＧＣ － ＭＳ 分析，發(fā)現(xiàn)洋甘菊揮發(fā)油性狀相似，但成分含量差異較大；王金彪等 提供了一種超臨界 ＣＯ２ 萃取洋甘菊提取物的方法，采用乙醇為夾帶劑，萃取率為 ２．８％ 。采用超臨界 ＣＯ ２ 萃取洋甘菊揮發(fā)性組分具有產(chǎn)物無(wú)溶劑殘留，香氣強(qiáng)度高，香

型逼真等優(yōu)點(diǎn)，但由于產(chǎn)物中蠟質(zhì)較多，精油與蠟質(zhì)的分離困難，很難得到高品質(zhì)精油。分子蒸餾是利用在高真空度下分子自由程不同而對(duì)物料進(jìn)行分離，具有蒸餾溫度低、物料不易氧化、傳熱效率高，無(wú)污染、無(wú)殘留，所得產(chǎn)物純凈安全等優(yōu)點(diǎn)，特別是能分離常規(guī)蒸餾不易分離的物質(zhì)，因此廣泛用于精油的純化。如宋旺弟等采用分子蒸餾純化薰衣草精油，在最優(yōu)條件下薰衣草精油中乙酸芳樟酯、芳樟醇、乙酸薰衣草酯的純度分別為 ４５．１１％ 、 ２５．５２％ 、 １４．２７％ ；胡安福等對(duì)分子蒸餾技術(shù)分離純化佛手精油的工藝進(jìn)行了研究，工藝條件下 α－ 蒎烯和主檸檬烯含量從４４．２％ 上升到 ７５．３％ ；胡雪芳等利用超臨界聯(lián)合分子蒸餾技術(shù)提取純化孜然精油，孜然精油主要成分枯茗醛的含量由純化前的 １１．４８％提高到３０．３０％ ，純化效果理想；胡雪芳等采用超臨界 ＣＯ ２ 萃取和分子蒸餾純化初級(jí)巨尾桉葉精油，精制后１，８ － 桉葉油素和 α － 蒎烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別提高了 ７７．６２％ 和 ５６．７２％ 。

本研究采用超臨界 ＣＯ ２ 萃取洋甘菊，并通過分子蒸餾進(jìn)行分離純化獲得洋甘菊精油，選取萃取壓力、萃取溫度、萃取時(shí)間等主要因素對(duì)精油提取率的影響進(jìn)行研究，在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)３因素３水平正交試驗(yàn)，優(yōu)化得到萃取工藝參數(shù)。由于添加夾帶劑會(huì)增加后續(xù)分離溶劑的難度，因此本工藝未添加夾帶劑。

結(jié)果與分析

１．超臨界ＣＯ ２ 萃取洋甘菊精油單因素影響

１．１　 萃取壓力

        在萃取溫度４０℃ ， ＣＯ ２ 流量２４Ｌ／ ｈ ，萃取時(shí)間１２０ｍｉｎ條件下，分別選擇萃取壓力為１５ 、 ２０ 、 ２５ 、 ３０ 、 ３５ 、 ４０ＭＰａ ，考察萃取壓力對(duì)精油提取率的影響（圖２ ）。隨著萃取壓力增加，ＣＯ ２ 的密度增加，溶解能力也隨之增加。但當(dāng)壓力增加到一定程度后，ＣＯ ２ 的密度增加變慢，溶解能力的增加也隨之變緩。而且當(dāng)壓力增大到３５ＭＰａ及以上時(shí)，洋甘菊中蠟質(zhì)溶出明顯增多，后續(xù)分離較困難。通過單因素試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，萃取壓力為２５ 、 ３０ 、３５ＭＰａ較為適宜。

１．２　 萃取溫度

        在 ＣＯ２ 流量 ２４Ｌ ／ ｈ ，萃取時(shí)間 １２０ ｍｉｎ ，萃取壓力２５ＭＰａ條件下，分別選擇溫度為３５ 、 ４０ 、 ４５ 、 ５０ 、 ５５ 、 ６０ ℃ ，考察萃取溫度對(duì)精油提取率的影響（圖３ ）。在較低的超臨界 ＣＯ２ 壓力下，萃取溫度升高會(huì)降低流體密度，溶解能力會(huì)減弱，但產(chǎn)物中蠟質(zhì)含量少，后處理簡(jiǎn)單。在較高的超臨界 ＣＯ２ 壓力下，萃取溫度升高可提高萃取劑的擴(kuò)散系數(shù)，對(duì)弱極性有機(jī)物質(zhì)的溶解力大增，同時(shí)萃取出的副產(chǎn)物也大大增加，蠟質(zhì)含量明顯增加。溫度從３５℃上升至４５ ℃ ，精油提取率逐漸升高；但超過４５℃以后提取率則呈下降趨勢(shì)。因此，萃取溫度選擇為４０ 、 ４５ 、 ５０℃范圍較為適宜。

１．３　 萃取時(shí)間

        在ＣＯ２ 流 量 ２４Ｌ ／ ｈ 、萃 取 壓 力 ２５ ＭＰａ 、萃 取 溫 度４０℃條件下，考察萃取時(shí)間對(duì)洋甘菊精油提取率的影響（圖４ ）。萃取初期，洋甘菊浸膏的收率隨時(shí)間的增加迅速增加，該條件下，萃?。保玻埃恚椋詈蠼嗟奶崛÷孰S時(shí)間的增加明顯變緩，再繼續(xù)延長(zhǎng)萃取時(shí)間，操作費(fèi)用也會(huì)隨之增大。而且，在萃取初期，從感官上判斷，所得浸膏產(chǎn)品的質(zhì)量較好，得到的浸膏產(chǎn)品顏色為深藍(lán)色，香氣較濃；萃取后期，所得萃取物顏色微偏黃，流動(dòng)性也相對(duì)差，這可能是由于萃取時(shí)間過長(zhǎng)，導(dǎo)致蠟質(zhì)在產(chǎn)品中的相對(duì)量增加，而使初提物的質(zhì)地下降。因此，萃取時(shí)間選擇為９０ 、 １２０ 、 １５０ｍｉｎ范圍較為適宜。

２、正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及分析

２．１　 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

        通過單因素試驗(yàn)得到各影響因素的水平范圍，精油提取率為主要指標(biāo)，設(shè)計(jì) Ｌ ９ （ ３３ ）正交試驗(yàn)表并進(jìn)行試驗(yàn)，因素和水平見表１ 。

２．２　 正交試驗(yàn)結(jié)果及分析

        根據(jù)表１因素和水平進(jìn)行正交試驗(yàn)，獲得不同條件下洋甘菊精油的提取率，并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行極差分析，結(jié)果見表２ 。

從極差分析結(jié)果可知，各因素對(duì)洋甘菊精油提取率的影響依次為：萃取壓力 ＞ 萃取時(shí)間 ＞ 萃取溫度，萃取壓力為３０ＭＰａ 、萃取時(shí)間為１２０ｍｉｎ 、萃取溫度為５０℃ ，洋甘菊精油提取率高。在此條件下進(jìn)行重復(fù)試驗(yàn)，洋甘菊精油的提取率為 ４．１３％ 。

結(jié)  論

采用超臨界ＣＯ ２ 萃取洋甘菊，通過分子蒸餾進(jìn)行分離純化獲得精油。以洋甘菊精油提取率為指標(biāo)，考察萃取壓力、時(shí)間、溫度等因素的影響，并通過 ３ 因素 ３ 水平正交試驗(yàn)獲得最優(yōu)工藝參數(shù)。結(jié)果表明，最優(yōu)工藝參數(shù)為：萃取壓力３０ＭＰａ ，萃取時(shí)間１２０ｍｉｎ ，萃取溫度５０℃ ，經(jīng)分子蒸餾分離后的洋甘菊精油提取率為 ４．１３％ 。所獲得的洋甘菊精油具有無(wú)溶劑殘留、香氣強(qiáng)度高、香型逼真等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用前景看好。

文章原作：浙江科技學(xué)院 生物與化學(xué)工程學(xué)院

                  楊志祥 毛建衛(wèi)  王永江  邵云東

文章摘自：浙江科技學(xué)院學(xué)報(bào)