迷迭香的提取工艺研究

迷迭香的提取工艺研究

0迷迭香天然抗氧化的提取香是地中海沿岸多年生多年生灌木植物。我国在战国时期曾从西域引入种植,当时是为了闻其特有的香味。1981年,中科院北京植物研究所又引入并种植成功,目前在我国云南、广西、贵州、新疆等地均有大面积种植。迷迭香作为一种天然香料植物,含有多种可提取的有效成分。目前提取使用的主要有迷迭香精油和迷迭香天然抗氧化剂。其中,迷迭香天然抗氧化剂无毒、无副作用,而且具有优良的抗氧化性能。与合成类抗氧化剂相比,它的抗氧化性能要优于BHA(丁基羟基茴香醚)、BHT(二丁基羟基甲苯)等。在香辛料植物的提取物中,迷迭香提取物具有较好的抗氧化性能。在药用方面,迷迭香提取物具有抗肿瘤、抗艾滋病、抗炎、抗血栓以及保肝降酶等作用,现已广泛应用于药品、化妆品和食品等方面。目前,从香料植物中提取天然抗氧化剂的方法主要有溶剂法、超临界CO2萃取法、过热水提取法等。其中溶剂法是一种最经典,也最常见的提取方法。采用溶剂法提取的过程中,一般先通过水蒸气蒸馏去掉迷迭香植物中的精油成分,然后再采用有机溶剂回流提取得到迷迭香抗氧化剂。在利用有机溶剂对迷迭香抗氧化剂进行提取的研究中,多种溶剂都曾被使用过。据杨海麟等报道,采用7种不同的有机溶剂对迷迭香天然抗氧化剂进行提取,其中得率最高的为甲醇,其次为乙醇。本文采用乙醇水溶液作为提取溶剂。通过对提取迷迭香天然抗氧化剂所用溶剂浓度、料液比、回流提取次数和每次提取的时间等工艺条件进行研究,以脂溶性抗氧化剂的得率为指标,得到了使用乙醇作为溶剂提取迷迭香抗氧化剂的实验室最佳工艺条件。通过对产品的红外光谱和抗氧化性能的测定来验证其抗氧化性能。1材料和方法1.1材料表面1.1.1试验材料迷迭香原料来自广西百色市。1.1.2仪器和试剂(1)磁力分离器a水蒸气蒸馏装置(自制);DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器(巩义市英峪予华仪器厂);旋转蒸发器RE-52A(上海亚荣生化仪器厂);红外光谱仪(岛津FTIR-8400S)。(2)主试剂乙醇(AR,95%,广东西陇化工厂);活性炭(AR,广东省台山市化工厂)。1.2脂溶性氧化酶的检测首先采用水蒸气蒸馏法蒸出干迷迭香叶片中的精油成分,然后用乙醇回流提取的方法得到迷迭香抗氧化剂粗产品,再经过脱色、浓缩和热水洗涤等步骤,最后经干燥得到浅黄色的产品。试验流程如图1所示。对水蒸气蒸馏后的迷迭香植物残渣进行提取可得到的水溶性和脂溶性两部分的抗氧化剂。其中的脂溶性抗氧化剂(其主要成分为二萜酚酸)不仅是抗氧化剂的主要组成部分,而且其中含有鼠尾草酚(Carnosol)、鼠尾草酸(Carnosicacid)等迷迭香天然抗氧化剂中最具有抗氧化活性的成分。因此,本文以该脂溶性抗氧化剂的得率来作为判断工艺条件优劣的依据。产品得率的计算公式为:对所得脂溶性抗氧化剂产品用红外光谱仪(KBr压片法)进行了初步鉴定。产品抗氧化性能的测定依据GB/T5538-1995,在猪油中进行,测定了含有不同浓度脂溶性抗氧化剂的猪油在一周内的过氧化值(POV)变化情况。其操作过程为:(1)称取混匀和过滤的油样2.0g,准确至0.001g;(2)在装有称好试样的锥形瓶中加入10mL三氯甲烷溶解试样,再加入15mL乙酸和1mL饱和碘化钾溶液,迅速盖好瓶盖,摇匀1min,在15℃～25℃避光静置5min;(3)加入75mL水,以0.5g/100mL淀粉溶液为指示剂,用硫代硫酸钠标准溶液滴定析出的碘(滴定过程要用力振摇)。过氧化值计算公式为:POV=V×Cm×1000ΡΟV=V×Cm×1000式中:POV—过氧化值,meq/kg;V—试样用去的硫代硫酸钠溶液的体积,mL;C—硫代硫酸钠溶液的浓度eq/L;m—试样质量g.2结果与讨论2.1乙醇浓度对脂溶性氧化物提取率的影响水蒸气蒸馏蒸出精油后的迷迭香植物残渣,经干燥、粉碎后,称取200g,在料液比m干粉(g)∶V乙醇(ml)=1∶5时提取3次、每次1h的条件下,依次采用70%、80%、90%和95%浓度(实验条件下可选用的最大乙醇浓度)的乙醇溶液对迷迭香残渣进行提取,相同条件重复3次,得到的脂溶性抗氧化剂的平均产量和得率如表1所示。由表1知,随着乙醇浓度的增加,脂溶性抗氧化剂的得率也随之增大。同时在试验中观察到,随着乙醇浓度的增加,脱色时所需活性炭的量也有所增加,其原因应该是叶绿素在乙醇水溶液中的溶解度随着乙醇浓度的增加而增大。考虑到本试验主要目的是要得到最大的抗氧化剂得率,以及活性炭的可回收性,选用95%乙醇作为最佳提取浓度。2.2料液比对脂溶性氧化酶产量的影响称取200g干粉,在乙醇浓度为95%、提取次数为3次、每次提取1h的条件下,先后采用1∶3,1∶4,1∶5和1∶6的料液比来进行提取。相同条件重复三次,得到脂溶性抗氧化剂的平均产量和得率如表2所示。由表2知,脂溶性抗氧化剂的得率随着料液比的增加而增大。但是料液比1∶5和1∶6的得率基本相当,因此选用1∶5作为最佳料液比。2.3脂溶性氧化酶的提取称取200g干粉,在乙醇浓度为95%、料液比为1∶5、每次提取1h的条件下,先后采用了提取2、3、4、5和6次来进行提取。相同条件重复3次,得到脂溶性抗氧化剂的平均产量和得率,如表3所示。由表3知,在提取2次和3次时,所得到的脂溶性抗氧化剂的得率随着提取次数的增加而显著增大,而4次提取的得率与5次提取的得率并无显著差别,故采用4次作为最佳提取次数。2.4提取时间的确定称取200g干粉,在乙醇浓度95%、料液比1∶5、提取次数为4次的条件下,先后采用了每次提取的时间为0.5h、1h、1.5h、2h进行试验。相同条件下重复3次,得到脂溶性抗氧化剂的平均产量和得率的结果如表4所示。由表4知,提取时间由0.5h增加到1h时,产品得率增加比较明显;但由1h延长至1.5h、2h后,产品得率基本保持不变。这说明,在其它条件不变的情况下,提取1h即可得到最大的产品得率,故选择1h作为最佳提取时间。综上所述,通过单因素法得到溶剂法提取迷迭香天然抗氧化剂的最佳工艺条件为:乙醇浓度95%、料液比(v/w)1∶5、提取4次、每次提取1h。由表1-4可以看出,其中乙醇浓度、料液比和提取次数对产品得率的影响较大。2.5产品配方结构分析红外光谱测定解析结果如表5所示。由表5可知,该产品成分结构中含有酚羟基和苯环,这与文献报道迷迭香脂溶性抗氧化剂的主要成分为酚类物质相符合。2.6脂溶性氧化剂的用量对pov值的影响见图3。可以看出,未添加抗氧化剂的样品POV值上升很快,而添加了较低含量的脂溶性抗氧化剂后,试样的POV值的增长得到了很好的抑制。这说明该脂溶性抗氧化剂在