本發(fā)明涉及天然提取分離
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體是一種制備煙用甘草浸膏的方法。
背景技術(shù)：
：甘草，拉丁文名：GlycyrrhizauralensisFisch.別名：國(guó)老、甜草、甜根子，豆科、甘草屬多年生草本，喜陰暗潮濕，日照長(zhǎng)氣溫低的干燥氣候，多生長(zhǎng)在干旱、半干旱的荒漠草原、沙漠邊緣和黃土丘陵地帶。根和根狀莖供藥用，根與根狀莖粗狀，是一種補(bǔ)益中草藥。藥材性狀根呈圓柱形，長(zhǎng)25～l00cm，直徑0.6～3.5cm，外皮松緊不一，表面紅棕色或灰棕色；根莖呈圓柱形，表面有芽痕，斷面中部有髓。氣微，味甜而特殊。甘草具有補(bǔ)脾益氣、清熱解毒、祛痰止咳、緩急止痛、調(diào)和諸藥的功效。用于脾胃虛弱，倦怠乏力，心悸氣短，咳嗽痰多，脘腹、四肢攣急疼痛，癰腫瘡毒，緩解藥物毒性、烈性。甘草還有抗炎，抗過敏作用，能保護(hù)發(fā)炎的咽喉和氣管粘膜。甘草浸膏的香氣為清甜的藥草香，香氣濃郁，留香持久，回味綿柔。目前甘草浸膏已經(jīng)大量在煙草制品、食品、化妝品中使用，增香效果和矯味效果十分明顯。特別提及的是，甘草浸膏應(yīng)用到煙草制品上，可以起到豐富煙香、甜潤(rùn)煙氣、矯正吸味的作用。目前對(duì)于甘草浸膏的制備多采用溶劑提取法經(jīng)過直接濃縮后得到，采用這種方法甘草原料的總浸出物得率較低，甘草中的不同的有效的致香組分也不能充分萃取，不能充分利用原料。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：針對(duì)目前甘草提取物現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種制備煙用甘草浸膏的方法，將高壓膨化、超臨界CO2萃取、分子蒸餾技術(shù)應(yīng)用于甘草浸膏的制備，可提高甘草浸膏的得率和有效致香成分含量，將所得甘草浸膏應(yīng)用在煙草上，可以起到豐富煙香、甜潤(rùn)煙氣、矯正吸味的作用，對(duì)于提升甘草浸膏的品質(zhì)和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，促進(jìn)其在煙用香精的應(yīng)用有重要的意義。一種制備煙用甘草浸膏的方法，包括以下步驟：1)高壓膨化:將甘草片放入壓力鍋中，高壓膨化，得到甘草片硼化物，膨化壓力為2～10MPa；2)超臨界CO2萃?。簩⒉襟E1)得到的甘草片膨化物放入超臨界CO2萃取儀器中，加入夾帶劑進(jìn)行萃取，得到甘草提取物，其中CO2流量為1～5Kg/h，萃取壓力為20～40MPa；3)一次分子蒸餾：將步驟2)萃取的甘草提取物注入分子蒸餾設(shè)備的蒸發(fā)瓶，并控制預(yù)熱溫度為35～50℃，蒸發(fā)溫度為45～80℃，冷卻溫度為-5～-30℃，蠕動(dòng)泵頻率為5～50Hz，刮膜器轉(zhuǎn)速為100～300rpm，蒸發(fā)壓力為0.5～30mbar，收集輕組分備用；4)二次分子蒸餾：將步驟3)所得輕組分注入分子蒸餾設(shè)備的蒸發(fā)瓶，并控制預(yù)熱溫度為40～55℃，蒸發(fā)溫度為50～90℃，冷卻溫度為-10～-35℃，蠕動(dòng)泵頻率為5～30Hz，刮膜器轉(zhuǎn)速為60～200rpm，蒸發(fā)壓力為0.1～20mbar。作為優(yōu)選方案，所述步驟1)中將甘草根切段為0.5～1cm的甘草片，有利于甘草片的膨化。作為優(yōu)選方案，所述步驟1)中膨化時(shí)間為10～30分鐘，膨化溫度為25～35℃。作為優(yōu)選方案，所述步驟2)中萃取時(shí)間為1～5h，萃取溫度為30～60℃。作為優(yōu)選方案，所述步驟3)中一次分子蒸餾控制預(yù)熱溫度為35～50℃，蒸發(fā)溫度為45～80℃，冷卻溫度為-5～-30℃，蠕動(dòng)泵頻率為5～50Hz，刮膜器轉(zhuǎn)速為100～300rpm，蒸發(fā)壓力為0.5～30mbar。作為優(yōu)選方案，所述步驟4)中二次分子蒸餾控制預(yù)熱溫度為40～55℃，蒸發(fā)溫度為50～90℃，冷卻溫度為-10～-35℃，蠕動(dòng)泵頻率為5～30Hz，刮膜器轉(zhuǎn)速為60～200rpm，蒸發(fā)壓力為0.1～20mbar。作為優(yōu)選方案，所述步驟1)中膨化壓力為5Mpa，膨化時(shí)間為20分鐘，膨化溫度為30℃。作為優(yōu)選方案，所述步驟2)中CO2流量為3Kg/h，萃取壓力為25MPa，萃取時(shí)間為3h，萃取溫度為50℃。作為優(yōu)選方案，所述步驟3)中一次分子蒸餾控制預(yù)熱溫度為48℃，蒸發(fā)溫度為60℃，冷卻溫度為-10℃，蠕動(dòng)泵頻率為35Hz，刮膜器轉(zhuǎn)速為150rpm，蒸發(fā)壓力為10mbar。作為優(yōu)選方案，所述步驟4)中二次分子蒸餾控制預(yù)熱溫度為45℃，蒸發(fā)溫度為70℃，冷卻溫度為-25℃，蠕動(dòng)泵頻率為20Hz，刮膜器轉(zhuǎn)速為100rpm，蒸發(fā)壓力為8mbar。作為優(yōu)選方案，所述步驟2)中夾帶劑為無水乙醇或乙酸乙酯中的一種。作為優(yōu)選方案，所述步驟2)中夾帶劑用量為甘草切片重量的2～10％。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：1、高壓膨化導(dǎo)致植物細(xì)胞壁破碎，增加有效成分的提取效率，同時(shí)，膨化技術(shù)提取物因其提取溫度低，能充分保留原料中的香氣成分。2、超臨界狀態(tài)下的CO2可以將甘草中的有效致香組分溶解出來，然后通過降低壓力使CO2處于非臨界狀態(tài)而氣化，被攜帶的致香組分就與CO2分離，從而達(dá)到有效致香組分提取分離的目的。該方法萃取時(shí)間短，提取率較高，可在低溫下進(jìn)行，保持一些溫敏致香物質(zhì)不受到高溫破壞。3、高壓膨化技術(shù)的前處理，提高了甘草的提取效率，得到的甘草浸膏中甘草酸含量高，充分萃取分離原料中不同的有效致香組分。分子蒸餾技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)甘草中適應(yīng)卷煙加香加料成分實(shí)現(xiàn)了富集，提高其香氣量和產(chǎn)品品質(zhì)。附圖說明圖1為醇提取工藝制備的甘草浸膏的GC-MS總離子流色譜圖；圖2為本發(fā)明方法制備的甘草浸膏的GC-MS總離子流色譜圖。具體實(shí)施方式下面將結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。實(shí)施例一1)稱取甘草切片(1cm)400g，放入壓力容器中，在25℃溫度下，將壓力升至8MPa，保持8分鐘后，瞬間釋放壓力至常壓，使甘草片呈蓬松狀，備用；2)稱取步驟1)中200g膨化甘草片放入超臨界CO2萃取儀中，加入6g無水乙醇，設(shè)定CO2流量為1Kg/h，萃取壓力為25MPa，萃取時(shí)間為2h，萃取溫度為50℃，得到澄清、透明的液體即為甘草浸膏。3)將初步制備甘草浸膏，注入分子蒸餾設(shè)備的蒸發(fā)瓶，并控制預(yù)熱溫度為35℃，蒸發(fā)溫度為48℃，冷卻溫度為-10℃，蠕動(dòng)泵頻率為35Hz，刮膜器轉(zhuǎn)速為150rpm，蒸發(fā)壓力為5mbar，收集甘草浸膏輕組分一，備用。4)將一次分子蒸餾所得甘草浸膏輕組分一，注入分子蒸餾設(shè)備的蒸發(fā)瓶，并控制預(yù)熱溫度為45℃，蒸發(fā)溫度為55℃，冷卻溫度為-15℃，蠕動(dòng)泵頻率為10Hz，刮膜器轉(zhuǎn)速為90rpm，蒸發(fā)壓力為10mbar，得到甘草浸膏輕組分二，即為甘草浸膏產(chǎn)品。實(shí)施例二1)稱取甘草切片(0.8cm)300g，放入壓力容器中，在28℃溫度下，將壓力升至7MPa，保持10分鐘后，瞬間釋放壓力至常壓，使甘草片呈蓬松狀，備用；2)稱取步驟1)中240g膨化甘草片放入超臨界CO2萃取儀中，加入7g無水乙醇，設(shè)定CO2流量為2Kg/h，萃取壓力為30MPa，萃取時(shí)間為2h，萃取溫度為40℃，得到澄清、透明的液體即為甘草浸膏。3)將初步制備甘草浸膏，注入分子蒸餾設(shè)備的蒸發(fā)瓶，并控制預(yù)熱溫度為38℃，蒸發(fā)溫度為50℃，冷卻溫度為-7℃，蠕動(dòng)泵頻率為30Hz，刮膜器轉(zhuǎn)速為120rpm，蒸發(fā)壓力為6mbar，收集甘草浸膏輕組分一，備用。4)將一次分子蒸餾所得甘草浸膏輕組分一，再次注入分子蒸餾設(shè)備的蒸發(fā)瓶，并控制預(yù)熱溫度為45℃，蒸發(fā)溫度為55℃，冷卻溫度為-15℃，蠕動(dòng)泵頻率為15Hz，刮膜器轉(zhuǎn)速為80rpm，蒸發(fā)壓力為10mbar，得到甘草浸膏輕組分二，即為甘草浸膏產(chǎn)品。實(shí)施例三1)稱取甘草切片(0.8cm)300g，放入壓力容器中，在28℃溫度下，將壓力升至6MPa，保持12分鐘后，瞬間釋放壓力至常壓，使甘草片呈蓬松狀，備用；2)稱取步驟1)中200g膨化甘草片放入超臨界CO2萃取儀中，加入10g乙酸乙酯，設(shè)定CO2流量為3Kg/h，萃取壓力為40MPa，萃取時(shí)間為1.5h，萃取溫度為50℃，得到澄清、透明的液體即為甘草浸膏。3)將初步制備甘草浸膏，注入分子蒸餾設(shè)備的蒸發(fā)瓶，并控制預(yù)熱溫度為30℃，蒸發(fā)溫度為45℃，冷卻溫度為-15℃，蠕動(dòng)泵頻率為30Hz，刮膜器轉(zhuǎn)速為200rpm，蒸發(fā)壓力為7mbar，收集甘草浸膏輕組分一，備用。4)將一次分子蒸餾所得甘草浸膏輕組分一，再次注入分子蒸餾設(shè)備的蒸發(fā)瓶，并控制預(yù)熱溫度為40℃，蒸發(fā)溫度為55℃，冷卻溫度為-20℃，蠕動(dòng)泵頻率為20Hz，刮膜器轉(zhuǎn)速為120rpm，蒸發(fā)壓力為10mbar，得到甘草浸膏輕組分二，即為甘草浸膏產(chǎn)品。實(shí)施例四1)稱取甘草切片(0.5cm)200g，放入壓力容器中，在25℃溫度下，將壓力升至7MPa，保持10分鐘后，瞬間釋放壓力至常壓，使甘草片呈蓬松狀，備用；2)稱取步驟1)中全部200g膨化甘草片放入超臨界CO2萃取儀中，加入12g乙酸乙酯，設(shè)定CO2流量為4Kg/h，萃取壓力為30MPa，萃取時(shí)間為1h，萃取溫度為55℃，得到澄清、透明的液體即為甘草浸膏。3)將初步制備甘草浸膏，注入分子蒸餾設(shè)備的蒸發(fā)瓶，并控制預(yù)熱溫度為40℃，蒸發(fā)溫度為55℃，冷卻溫度為-10℃，蠕動(dòng)泵頻率為30Hz，刮膜器轉(zhuǎn)速為160rpm，蒸發(fā)壓力為7mbar，收集甘草浸膏輕組分一，備用。4)將一次分子蒸餾所得甘草浸膏輕組分一，再次注入分子蒸餾設(shè)備的蒸發(fā)瓶，并控制預(yù)熱溫度為50℃，蒸發(fā)溫度為60℃，冷卻溫度為-15℃，蠕動(dòng)泵頻率為20Hz，刮膜器轉(zhuǎn)速為100rpm，蒸發(fā)壓力為8mbar，得到甘草浸膏輕組分二，即為甘草浸膏產(chǎn)品。實(shí)施例五1)稱取甘草切片(0.8cm)200g，放入壓力容器中，在25℃溫度下，將壓力升至8MPa，保持8分鐘后，瞬間釋放壓力至常壓，使甘草片呈蓬松狀，備用；2)稱取步驟1)中全部200g膨化甘草片放入超臨界CO2萃取儀中，加入15g乙酸乙酯，設(shè)定CO2流量為4Kg/h，萃取壓力為30MPa，萃取時(shí)間為1h，萃取溫度為55℃，得到澄清、透明的液體即為甘草浸膏。3)將初步制備甘草浸膏，注入分子蒸餾設(shè)備的蒸發(fā)瓶，并控制預(yù)熱溫度為40℃，蒸發(fā)溫度為55℃，冷卻溫度為-15℃，蠕動(dòng)泵頻率為30Hz，刮膜器轉(zhuǎn)速為160rpm，蒸發(fā)壓力為7mbar，收集甘草浸膏輕組分一，備用。4)將一次分子蒸餾所得甘草浸膏輕組分一，再次注入分子蒸餾設(shè)備的蒸發(fā)瓶，并控制預(yù)熱溫度為50℃，蒸發(fā)溫度為60℃，冷卻溫度為-10℃，蠕動(dòng)泵頻率為15Hz，刮膜器轉(zhuǎn)速為100rpm，蒸發(fā)壓力為8mbar，得到甘草浸膏輕組分二，即為甘草浸膏產(chǎn)品。1、本發(fā)明方法制備的甘草浸膏的物理指標(biāo)如表1：表1本發(fā)明方法制備的甘草浸膏的物理指標(biāo)名稱甘草浸膏外觀澄清棕褐色液體香氣甘草清甜的藥草香、膏甜香相對(duì)密度(20/20℃)1.1880折光指數(shù)(20℃)1.4530溶混度(25℃)1ml樣品溶入20ml的70％醇溶液中重金屬中鉛含量(mg/Kg)≤4重金屬中砷含量(mg/Kg)≤12、煙用效果對(duì)比實(shí)驗(yàn)：為明確本發(fā)明方法制備的煙用甘草浸膏和常規(guī)工藝制備的煙用甘草浸膏的差別，對(duì)兩者進(jìn)行對(duì)比。對(duì)照組為采用常規(guī)工藝提取的甘草浸膏；提取工藝為：稱取200.0g甘草切片(1cm左右)，放入2000ml燒瓶中，加入1000ml體積分?jǐn)?shù)為70％的乙醇，回流提取3小時(shí)，低溫濃縮至相對(duì)密度約為1.2，過80目微孔濾膜2次，即得甘草浸膏。實(shí)驗(yàn)組為本發(fā)明方法的甘草浸膏。1)將兩種方法制備的甘草浸膏添加到卷煙煙絲中進(jìn)行感官效果評(píng)吸評(píng)價(jià)：稱取0.02g的浸膏，加入到200g的煙絲中(香料在煙絲中的添加量為100ppm，溶劑為體積分?jǐn)?shù)為70％的乙醇)，用密封塑料袋密封后，在60℃的烘箱中平衡0.5小時(shí)，然后卷制成煙支，在溫度25～28℃，濕度為50～60％的條件下平衡2小時(shí)以上，隨機(jī)請(qǐng)7名專業(yè)評(píng)吸人員作為評(píng)價(jià)小組進(jìn)行香料煙用效果評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)結(jié)果如表2：表2兩種工藝制備的甘草浸膏煙用效果評(píng)價(jià)2)對(duì)兩種方法制備的甘草浸膏中揮發(fā)性和半揮發(fā)性成分進(jìn)行分析：色譜條件GC/MS條件為：色譜柱HP-5MS(50m×0.25mm×0.25μm)毛細(xì)管柱；進(jìn)樣溫度：250℃；不分流進(jìn)樣；載氣：He；體積流量：1mL/min；升溫程序：從50℃(1min)以5℃/min升到250℃(5min)；傳輸線溫度：250℃；離子源：EI源；電子能量：70eV；掃描范圍50～650amu；使用WILEY和MINILAB譜庫進(jìn)行檢索。樣品處理?xiàng)l件：用二氯甲烷進(jìn)行同時(shí)蒸餾萃取法處理，濃縮至1-1.5ml后取濾液進(jìn)行GC-MS分析。分析所得GC-MS總離子流色譜圖如圖1和圖2所示。甘草浸膏中主要揮發(fā)性成分為鄰苯二甲酸二甲氧乙酯、鄰苯二甲酸二(2-乙基)己酯、5-(1-哌啶)-2-呋喃甲醛、糠醛、5-甲基糠醛、檸檬酸三乙酯、苯乙醛、糠醇、2-乙?；秽?-乙?；?1，4，5，6-四氫吡啶等，對(duì)于主要成分甘草酸而言，本發(fā)明所制備的甘草酸為10.34％，常規(guī)醇提工藝制備的為8.62％，提高了19.95％。甘草浸膏經(jīng)GC-MS分析，通過WILEY和MINILAB譜庫進(jìn)行檢索，本發(fā)明制備的甘草浸膏鑒定出37種化合物，常規(guī)工藝制備的甘草浸膏鑒定出29種，采用本發(fā)明制備的甘草浸膏中增加了8種化合物。測(cè)定兩種工藝制備的甘草浸膏的各種化學(xué)成分及其峰面積百分比含量，結(jié)果見表3，由表3可知，常規(guī)工藝制備的甘草浸膏的揮發(fā)性成分出峰時(shí)間主要集中在4.17-35.15min，主要為易揮發(fā)性成分和揮發(fā)性成分；本發(fā)明制備的甘草浸膏中揮發(fā)性成分主要集中在4.17-43.48min，主要為中等揮發(fā)性成分和揮發(fā)性成分，且化學(xué)成分種類豐富。表3兩種工藝制備的甘草浸膏揮發(fā)性成分比較表膨化技術(shù)對(duì)組織結(jié)構(gòu)較為致密的原料進(jìn)行提取是一種比較高效的方法。它的原理是當(dāng)原料置于膨化器中后，隨著加溫、加壓的進(jìn)行，原料中的水分子呈過熱狀態(tài)，原料本身變得柔軟，當(dāng)達(dá)到一定高壓而開啟膨化器蓋濕，高壓迅速變?yōu)槌海@時(shí)原料內(nèi)呈過熱狀態(tài)的水分便一下子在瞬間汽化而發(fā)生強(qiáng)烈爆炸，水分子可膨脹約2000倍，巨大的膨脹壓力破壞植物細(xì)胞壁，原料變得疏松多孔。膨化技術(shù)提取物因其提取溫度低，充分保留原料中的香氣成分，增加有效成分的提取效率，因此其適合于甘草等組織結(jié)構(gòu)致密的原料的煙用香料的提取。超臨界CO2萃取(SFE)作為一種新型天然香料的提取工藝，能夠在接近室溫條件(30-40℃)及CO2氣體下進(jìn)行萃取，有效地防止熱敏感物質(zhì)的氧化和散逸，因此特別適合熱不穩(wěn)定性天然產(chǎn)物和生理活性物質(zhì)的分離和精制，合乎香韻天然的香料的制備和生產(chǎn)潮流。分子蒸餾是一種特殊的液--液分離技術(shù)，它不同于傳統(tǒng)蒸餾依靠沸點(diǎn)差分離原理，而是靠不同物質(zhì)分子運(yùn)動(dòng)平均自由程的差別實(shí)現(xiàn)分離，其工作原理為是在大于重分子自由程而小于輕分子自由程處設(shè)置一冷凝面，使輕分子不斷地冷凝在冷凝面上，重分子由于達(dá)不到冷凝面而沿蒸發(fā)面溜出，從而分離輕重分子，分子量差越大，分離效果越明顯。分子蒸餾較常規(guī)蒸餾有顯著的優(yōu)點(diǎn)：蒸餾溫度低，受熱時(shí)間短，不會(huì)對(duì)物質(zhì)本身造成破壞，因此適合對(duì)高沸點(diǎn)、熱敏性、易氧化物料進(jìn)行有效分離；蒸餾壓力小、真空度高，避免易氧化物質(zhì)的氧化分解；此外，分子整餾還具有分離程度高、產(chǎn)品回收率高，分離不可逆，沒有沸騰現(xiàn)象，操作簡(jiǎn)單，清潔環(huán)保的特點(diǎn)。分子蒸餾設(shè)備價(jià)格昂貴，但產(chǎn)品耗能小，一旦配置將大大節(jié)省能耗。本發(fā)明將高壓膨化、超臨界CO2萃取、分子蒸餾技術(shù)應(yīng)用于甘草浸膏的制備，提高其有效成分的含量，對(duì)于提升甘草浸膏的品質(zhì)和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，促進(jìn)其在煙用香精的應(yīng)用有重要的意義。以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何屬于本
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。當(dāng)前第1頁1 2 3