超临界二氧化碳分段萃取花椒挥发油及花椒油树脂的研究.pdf

第9期（总第58 3期）2023年9月文章编号：16 7 1-9 6 46（2 0 2 3）0 9 a-0009-03超临界二氧化碳分段萃取花椒挥发油及花椒油树脂的研究农产品加工Farm Products ProcessingNo.9Sep.梁世康，米涛，王黔林，付秋霞，*陆龙发(贵州玄德生物科技股份有限公司，贵州贵阳550 0 14)摘要：采用超临界二氧化碳分段萃取花椒得到花椒挥发油和花椒油树脂，结果表明，花椒挥发油的萃取得率为8.52%，花椒酰胺总含量6.7 mg/g，花椒油树脂得率10.54%，花椒酰胺总含量2 0 7.3mg/g。关键词：花椒挥发油；花椒油树脂；超临界二氧化碳；分段萃取中图分类号：Q658.2Study on Extraction of Volatile Oil from Zanthoxylum bunge anum andZanthoxylum bungeanum Oleoresin by Supercritical Carbon Dioxide(Guizhou Xuande Biotechnology Co.,Ltd.,Guiyang,Guizhou 550014,China)Abstract:The volatile oil and oil resin of Zanthoxylum bungeanum were obtained by supercritical carbon dioxide subsectionextraction,And it turns out.The extraction rate of volatile oil from Zanthoxylum bungeanum was 8.52%.The total content ofamides in Zanthoxylum bungeanum was 6.7 mg/g.The yield of Chinese prickly ash oil resin was 10.54%.The total content ofamides in Zanthoxylum bungeanum was 207.3 mg/g.Key words:volatile oil of Zanthoxylum bungeanum;prickly ash oleoresin;supercritical carbon dioxide;segment extraction花椒（Zanthoxylum bungeagum Maxim）为芸香量测定，为花椒资源的开发利用提供理论依据科落叶灌木或小乔木蜀椒的果实，果皮名为椒红，1材料与方法被誉为“八大调味品”之一，花椒具有温中止痛、杀虫止痒的功效，用于腹冷痛、呕吐泄泻、虫积腹痛，虫症；外用治湿疹瘙痒；对心血管系统、消化系统、免疫机能、凝血功能、镇痛、镇静、抗炎、抑菌杀虫、抗肿瘤等均具有较强的药理活性-2 1。花椒主要成分由花椒香味物质和麻味物质组成，香味物质主要是花椒挥发油，麻味物质主要是花椒酰胺类物质。花椒芳香物质是从花椒皮中萃取的一种具有花椒特殊香气的挥发油，花椒芳香物质主要成分有柠檬烯、芳樟醇、月桂烯、桧烯、1,8 桉叶素、4品醇等。其中柠檬烯、芳樟醇、桧烯、月桂烯4个成分占花椒芳香物质成分90%以上3；花椒酰胺类物质主要成分为羟基山椒素、羟基山椒素、羟基山椒素等。采用超临界二氧化碳分段萃取花椒挥发油及花椒油树脂，用HPLC对花椒挥发油、花椒油树脂进行花椒酰胺总含收稿日期：2 0 2 2-0 8-11基金项目：贵州省科技计划项目（黔科合重大专项字ZWCQ2019J3013-4号，黔科合平台人才2 0 2 0 2 0 15号，黔科合支撑2 0 2 2 重点005号)；贵阳市科技计划项目（筑科合同2 0 2 2 5-7 号)。作者简介：梁世康（196 5一），男，本科，工程师，研究方向为天然产物，食用植物油。通讯作者：陆龙发（197 7 一），男，大专，工程师，研究方向为植物提取与加工储藏。文献标志码：ALIANG Shikang,MI Tao,WANG Qianlin,FU Qiuxia,LU Longfadoi:10.16693/ki.1671-9646(x).2023.09.0021.1原料花椒选择青花椒（品种为竹叶青，水分含量，7.8%），贵州玄德花椒产业发展有限公司花椒基地提供；CO,气体（食品级，纯度99.9%），贵州玄德生物科技股份有限公司提供；甲醇（色谱纯）；乙醇(色谱纯)。1.2仪器与设备超临界CO2设备（5L，50 M Pa)，贵州航天乌江机电设备有限责任公司产品；12 6 0 型高效液相色谱，Agilent产品；FA2104N型电子天平，上海精其仪器有限公司产品；FW100型高速粉碎机，上海博迅公司产品；DHG-9920A型电热恒温干燥箱，上海美伊设备公司产品；RE52型旋转蒸发仪，上海亚荣生化仪器厂产品。1.3试验方法10.1.3.1超临界二氧化碳分段萃取工艺流程花椒皮一粉碎一过筛称量一放人萃取器一超临界CO,第一段萃取分离一超临界CO2第二段萃取分离花椒油树脂。花椒挥发油1.3.2花椒挥发油或花椒油树脂得率花椒挥发油或花椒油树脂得率=花椒挥发油或花椒油树脂质量花椒原料质量（绝干）1.3.3超临界二氧化碳萃取花椒油的条件优化试验花椒粉碎至40 目，先萃取花椒挥发油，考查压力、温度、时间3个单因素对花椒挥发油得率的影响，再升高压力萃取花椒油树脂考查压力、温度、时间3个单因素对花椒油树脂得率的影响，确定超临界二氧化碳分段萃取花椒挥发油及花椒油树脂工艺。1.3.4花椒酰胺总含量检测方法按照中华人民共和国供销合作行业标准GH/T1291一2 0 2 0 花椒及花椒加工产品花椒酰胺总含量的测定高效液相色谱法规定执行。2结果与分析2.1超临界CO,萃取花椒挥发油萃取压力对其得率和花椒酰胺总含量的影响设定萃取温度45，萃取时间6 0 min，分离压力6 MPa，分离温度55，COz流量32 L/h。萃取压力分别在9，10，11，12，13MPa下萃取，根据花椒挥发油出油率和花椒酰胺总含量确定最佳萃取压力。不同萃取压力萃取花椒挥发油结果见表1。表1不同萃取压力萃取花椒挥发油结果花椒粉萃取压萃取温萃取时出油量出油率花椒胺总质量/g力/MPa度/间/min500.09500.010500.011500.012500.013由表1可知，在萃取压力为9 13MP时，增加萃取压力可增加花椒挥发油的出油量和花椒酰胺总含量。根据公司销售花椒挥发油的情况看，花椒挥发油花椒酰胺总含量要求要小于10 mg/g，因此萃取花椒挥发油的最佳萃取压力为10 MPa。2.2超临界CO,萃取花椒挥发油萃取温度对其得率和花椒酰胺总含量的影响设定萃取压力10 MPa，萃取时间6 0 min，分离压力6 MPa，分离温度55，COz流量32 L/h。萃取温度分别控制在40，45，50，55，6 0 下萃取，根据花椒挥发油出油率和花椒酰胺总含量确定最佳农产品加工萃取温度。不同萃取温度萃取花椒挥发油结果见表2。表2 不同萃取温度萃取花椒挥发油结果花椒粉萃取压萃取温萃取时出油量出油率花椒酰胺总质量/g力/MPa度/间/min500.010100%.500.0500.0500.0500.0由表2 可知，在萃取温度为40 6 0 时，增加萃取温度可增加花椒挥发油的出油量和花椒酰胺总含量。根据公司销售花椒挥发油的情况看，花椒挥发油花椒酰胺总含量要求要小于10 mg/g，因此萃取花椒挥发油的最佳萃取温度为50。2.3超临界CO2萃取花椒挥发油萃取时间对其得率和花椒酰胺总含量的影响设定萃取压力10 MPa，萃取温度50，分离压力6 MPa，分离温度55，COz流量32 L/h。萃取时间分别控制在30，6 0，90，12 0，150 min萃取，根据花椒挥发油出油率和花椒酰胺总含量确定最佳萃取温度。不同萃取温度萃取花椒挥发油结果见表3。表3不同萃取温度萃取花椒挥发油结果花椒粉萃取压萃取温萃取时出油量出油率花椒酰胺总质量/力/MPa度/间/min500.010500.010500.010500.010500.0101g1%含量/mgg*l456045604560456045602023年第9期/%含量/mggl406010451050105510605050505050由表3可知，在萃取时间为30 150 min时，增31.76.8839.38.5241.28.9444.69.6747.110.2236.76039.36040.56041.36042.63030.86039.39041.712046.812051.43.1加萃取时间可增加花椒挥发油的出油量和花椒酰胺6.7总含量。根据公司销售花椒挥发油的情况看，花椒13.6挥发油花椒酰胺总含量要求要小于10 mg/g，因此萃21.8取花椒挥发油的最佳萃取时间为6 0 min。31.9由表1表3可知，超临界CO,萃取花椒挥发油的最佳工艺条件为萃取压力10 MPa，萃取温度50，萃取时间6 0 min，C O,流量32 L/h。2.4超临界CO2第二段萃取花椒油树脂萃取压力对其得率和花椒酰胺总含量的影响花椒原料按萃取压力10 MPa，萃取温度50，萃取时间6 0 min，C O,流量32 L/h，分离压力6 MPa，分离温度55萃取花椒挥发油后，再升压至22，2 4，2 6，2 8，30 M Pa 下萃取12 0 min得到花椒油树脂。根据花椒油树脂出油率和花椒酰胺总含量确定最佳萃取压力。第二段不同萃取压力萃取花椒油树脂结果见表4。7.968.528.798.969.24/%含量/mg*gl6.684.38.526.79.0511.410.1521.311.1531.95.66.78.913.716.22023年第9期表4第二段不同萃取压力萃取花椒油树脂结果花椒粉萃取压萃取温萃取时出油量出油率花椒酰胺总质量/力/MPa度/间/min500.022500.024500.026500.028500.030由表4可知，第二段在萃取压力为2 2 30 MPa时，增加萃取压力可增加花椒油树脂的出油率，超过26MPa花椒油树脂的出油率增加不大，但超过2 6 MPa花椒酰胺总含量开始下降。因此，第二段萃取花椒油树脂的最佳萃取压力为2 6 MPa。2.5超临界CO,第二段萃取花椒油树脂萃取时间对其得率和花椒酰胺总含量的影响花椒原料按萃取压力10 MPa，萃取温度50，萃取时间6 0 min，C O z 流量32 L/h，分离压力6 MPa，分离温度55萃取花椒挥发油后，再升压至2 6 MPa下分别用6 0，9 0，12 0，150，18 0 min萃取得到花椒油树脂。根据花椒油树脂出油率和花椒酰胺总含量确定最佳萃取压力。第二段不同萃取压力萃取花椒油树脂结果见表5。由表5可知，第二段在萃取时间为6 0 18 0 min时，增加萃取时间可增加花椒油树脂的出油率，超过12 0 min花椒油树脂的出油率增加不大，但超过120min花椒酰胺总含量开始下降。因此，第二段萃取花椒油树脂的最佳萃取时间为12 0 min。由表4、表5可知，超临界CO2第二段萃取花椒油树脂的最佳工艺条件是萃取压力2 6 MPa，萃取时+梁世康，等：超临界二氧化碳分段萃取花椒挥发油及花椒油树脂的研究出油量出油率花椒酰胺总1%含量/mgg5012050120501205012050120表5第二段不同萃取压力萃取花椒油树脂结果花椒粉萃取压萃取温萃取时质量/g力/MPa度/间/min42.39.1845.89.9348.610.5449.110.6549.710.78/g181.5500.0198.8500.0207.3500.0203.4500.0199.4500.0间12 0 min，萃取温度50。3结论综上所述，第一段超临界CO,萃取花椒挥发油的最佳工艺为萃取压力10 MPa，萃取温度50，萃取时间6 0 min，花椒挥发油得率达到8.52%，所得花椒挥发油花椒酰胺总含量小于10 mg/g，达到花椒挥发油花椒酰胺总含量要求；第二段超临界CO2萃取花椒油树脂的最佳工艺为萃取压力2 6 MPa，萃取温度50，萃取时间12 0 min，花椒油树脂得率达到10.54%，所得花椒油树脂花椒酰胺总含量达到207.3 mg/g。参考文献：1 王宇，巨勇，王钊.花椒属植物中生物活性成分研究近况J】中草药，2 0 0 2，33（7)：6 6 6-6 7 0.2 孙小文，段志兴.花椒属药用植物研究进展】.药学学报，1996，31(3)：2 31.3 陆龙发，黄涛，米涛，等.贵州顶坛花椒芳香油成分分析】.农产品加工，2 0 2 2（14)：6 1-6 2.4 何军，郭红祥，陈毓荃，等.超临界二氧化碳萃取花椒挥发油，西北农业大学，1999，2 7（5)：6 6 6-6 7 0./%含量/mggl22502450265028503050609012015018038.142.948.648.949.38.269.3110.5410.6110.69170.4186.7207.3205.2202.6(上接第8 页）19】周亚军，王雪松，陈艳，等.人参浸提液处理对烧鸡食用品质的影响J】.食品科学，2 0 2 1，42（15)：6 6-7 3.20王瑞花，汪倩，姜万舟，等.烹制方式对猪肉肌内脂肪脂质氧化及脂肪酸组成的影响，中国食品学报，2017,17(7):61-68.21 Sante-Lhoutellier V,Astruc T,Marinova P,et al.Effectof meat cooking on physicochemical state and in vitro di-gestibility of myofibrillar proteins J.Journal of Agricul-tural and Food Chemistry,2008,56(4):1 488-1 494.22Estevez M.Protein carbonyls in meat systems:A review.Meat Science，2 0 11,8 9(3)：2 59-2 7 9.23Roldan M,Antequera T,Armenteros M,et al.Effect ofdifferent temperature-time combinations on lipid and pro-tein oxidation of sous-vide cooked lamb loins J.FoodChemistry,2014(149):129-136.24张宁，陈海涛，孙宝国，等.固相微萃取和同时蒸馏萃取方法比较传统腊牛肉的风味成分：中国食品学报，2016,16(6):247-258.25 Hyun S H,Kim S W,Seo H W,et al.Physiological andpharmacological features of the non-saponin components inkorean red ginseng .Journal of Ginseng Research,2020,44(4):527-537.26贡慧，杨震，史智佳，等.不同熬煮时间对北京酱牛肉挥发性风味成分的影响，食品科学，2 0 17，38（10)：183-190.27Chen Y,He Q,Shen D,et al.Fluorescence polarizationimmunoassay based on a new monoclonal antibody for thedetection of the disobutyl phthalate in yoghurt J.FoodControl,2019(105):38-44.28 Roldan M,Ruiz J,Pulgar J S,et al.Volatile compoundprofile of sous-vide cooked lamb loins at different tempera-ture-time combinations J.Meat Science,2015（10 0):52-57.29 Sun L,Chen J,Li M,et al.Effect of star anise(illiciumverum)on the volatile compounds of stewed chicken J.Journal of Food Process Engineering,2014,37(2):131-145.