一種茉莉花精油晶體的製備方法與流程
2023-12-10 07:08:57
本發明屬於植物精油提取技術領域，尤其涉及一種茉莉花精油晶體的製備方法。
背景技術：
茉莉花(Jasminum sambac(L.)Ait)，木犀科、素馨屬直立或攀援灌木，高達3米。茉莉起源於中國和印度北部，它是被摩爾人(非洲西北部伊斯蘭教民族)帶到西班牙的。法國、義大利、摩洛哥、埃及、中國、日本和土耳其生產的茉莉精油最好。目前，中國茉莉花種植面積約為0.8萬hm2，年產鮮花約9萬噸，主要產區在廣西、雲南、福建、四川等地，主要用於窨制花茶。花期5～8月，果期7～9月。茉莉的花極香，為著名的花茶原料及重要的香精原料，花、葉藥用治目赤腫痛，並有止咳化痰之效。茉莉花精油是鮮花開放過程中釋放的次生代謝產物，其具有高雅氣味，可舒緩鬱悶情緒、振奮精神、提升自信心，同時可護理和改善肌膚乾燥、缺水、過油及敏感的狀況，淡化妊娠紋與疤痕，增加皮膚彈性，讓肌膚倍感柔嫩。在泡腳的熱水中滴入幾滴茉莉精油，可以達到活血經絡的目的，以其多功能的生物活性被廣泛應用在花茶加工、化妝品、食品、醫療等領域方面。
茉莉精油的提取方法早於20世紀七、八十年代已有研究，但是受當時香料工業發展水平的限制，應用高科技方法提取茉莉花精油的研究報導尚少。近年來，植物精油提取技術快速發展，精油提取工藝朝著多元化、高科技含量的方向發展，常用的提取茉莉花精油的方法有同時蒸餾萃取法(SDE)、有機溶劑浸提法、吸附法、超臨界CO2流體萃取法等方法。由於SDE法缺點是該法採用長時間高溫蒸餾，所獲得的精油感官上有所差別，具有明顯的香氣失真現象；有機溶劑浸提法因植物體中的樹脂、油脂、蠟等也同時被提出，致使精油的雜質較多，要獲得純度更高的精油還需進一步精製，而且在製備過程中使用大量的有機溶劑，容易造成有毒成分殘留，萃取時間長、效率低。
申請號為201310542019.4的中國專利申請公開了一種茉莉花精油提取方法，包括如下步驟：(1)精油的吸附：常溫下用溼空氣流通過茉莉花，然後帶有茉莉花精油的溼空氣降溫至0～10℃，除去部分水份；除去部分水份的冷凝水，用吸附劑吸附精油；(2)精油的脫附：用超臨界二氧化碳流體萃取上述吸附茉莉花精油的活性炭，得到茉莉花精油，冷凝水加溶劑回收香料，引風機排出的氣體也回收香料。超臨界CO2流體萃取法因萃取過程需較高壓力，設備製造要求高，產能相對有限，設備投資大，產品成本高，香精提取未能真正實現工業化生產。
技術實現要素：
針對現有技術的不足，本發明提供一種茉莉花精油晶體的製備方法，採用本發明提供的方法能夠獲得梔子花精油晶體，便於大量儲存和運輸，雜質含量低，不含有有機溶劑和水，不易變質，便於定量配香，適用於工業化生產。
本發明的技術方案如下：一種茉莉花精油晶體的製備方法，所述製備方法包括以下步驟：
步驟(1)預處理：將新鮮摘取的茉莉花採用生物酶溶液處理；所述生物酶為柚皮苷酶、β-葡萄糖苷酶和果膠酶中的一種或幾種；
作為優選，所述預處理方法如下：新鮮摘取的茉莉花放入反應器中，反應器置於45～55℃恆溫水浴鍋中，然後採用生物酶溶液噴灑在茉莉花上面，促進茉莉花香氣成分形成，預處理3～5h。
作為進一步優選，所述預處理方法如下：將新鮮摘取的茉莉花搗碎噴灑加入生物酶溶液，置於45～55℃恆溫水浴鍋中，預處理1～3h。
所述生物酶溶液pH為4.5～7.0，生物酶溶液中酶含量為1～5％，生物酶溶液的用量為茉莉花質量的0.1～10％。作為優選，所述生物酶為柚皮苷酶和/或β-葡萄糖苷酶，優選的酶對茉莉花的有效成分(芳樟醇，乙酸順-3-己烯酯，苯甲醇，橙花醇和芳樟醇氧化物等)酶解作用更佳。
步驟(2)吸附處理：在常溫(20～25℃)下採用樹脂吸附預處理後的茉莉花；
所述樹脂為大孔吸附樹脂或離子交換樹脂；樹脂吸附時間為3～5h。
步驟(3)洗脫處理：樹脂吸附飽和後採用洗脫劑洗脫，洗脫後減壓蒸餾得到茉莉花精油；所述洗脫劑為石油醚、正己烷、乙醇和乙酸乙酯中的一種或幾種；
步驟(4)結晶處理：茉莉花精油中加入有機溶劑在3～5℃下靜置結晶，過濾得到茉莉花精油晶體，所述有機溶劑為石油醚、正己烷、乙酸乙酯和乙醇中的一種或幾種。
作為優選，所述有機溶劑為乙醇和乙酸乙酯，二者體積比為1：2～5。
作為優選，所述有機溶劑為乙醇和石油醚，二者體積比為1：1～3。
作為優選，所述有機溶劑為乙醇和正己烷，二者體積比為1：1～3。
所述茉莉花精油與有機溶劑的質量比為1：2～50，結晶時間為2～12h，但一般來說溶劑量少於10倍的情況下，析晶效果不好，產率較低。
本發明方法的機理如下：結合用生物酶對茉莉花進行預處理，能有效促進芳樟醇、苯甲醇、橙花醇和順-3-己烯醇等茉莉花香氣物質的形成，可以提高茉莉花釋香主體成分的含量，從而提高精油提取率。生物酶中β-葡萄糖苷酶能夠促進芳樟醇、苯甲醇、順-3-己烯醇和乙酸順-3-己烯酯的析出，而柚皮苷酶促進芳樟醇、苯甲醇、橙花醇、芳樟醇氧化物的釋放，雖然柚皮甘酶和β-葡萄糖苷酶均能提高精油中芳樟醇和苯甲醇的含量，但柚皮甘酶的酶促效果好於β-葡萄糖苷酶，如果將二者協同使用，可以促進多種香味成分的釋放，得到的精油香味物質含量更高，香味更加濃鬱。
本發明採用樹脂吸附有效成分後，有機溶劑洗脫、蒸餾得到油狀液體(精油)，然後在低溫條件加入乙醇、正己烷、乙酸乙酯等溶劑結晶，如果採用單一溶劑結晶，減壓蒸餾的時候剩餘洗脫液的0.5～2％即可，低溫條件靜置便於晶體析出，提高得率，結晶過程中能除去較多雜質，純度更高，得到的精油晶體顏色純正、適用於工業化生產，由於晶體中不含有有機溶劑和水，晶體不易變質。
與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：
1、酶輔助提取方法能夠在溫和條件下分解植物組織，所需提取時間短、有效成分破壞少，且能較大的提高精油得率，是一種植物精油提取很有前景的新技術；
2、樹脂吸附處理能力大，吸附範圍廣，吸附容量高，能除去各種不同的雜質，可以反覆再生使用，工作壽命長，運行費用較低，是一種新型的植物提取技術，有利於降低工廠生產成本；
3、結晶方法可以使精油有效成分含量提高，雜質減少，晶體顏色純正，便於大量儲存和運輸，雜質含量低，不含有有機溶劑和水，不易變質，便於定量配香，適用於工業化生產。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本發明的技術方案做進一步詳細說明，但本發明的保護範圍並不限於以下技術方案。
對比例
1、預處理：將新鮮摘取的茉莉花200g放入反應器，然後用200g純淨水噴灑在花上面，促進茉莉花香氣散發；
2、在20℃溫度下，用一種新型樹脂將上述預處理過的鮮花中的揮發性成份吸附處理4h；
3、將上述新型樹脂吸附飽和後，然後用2000mL正己烷溶劑洗脫，減壓蒸餾，得到1.4g粗精油；
4、結晶：將上述正己烷洗脫液蒸餾至50mL後，冷卻至室溫，再在3～5℃下靜置結晶，12h後過濾得到0.9g茉莉花精油晶體。利用氣相色譜分析茉莉花精油的純度為95％以下，其香味跟茉莉花頭香精油成分相差很大，香味不純正，保質期較短，可能是裡面含有一些氧化性雜質。
實施例1
1、預處理：將新鮮摘取的茉莉花250g放入反應器(反應器置於50℃水浴鍋)中，然後用pH5.0的緩衝溶液提取的β-葡萄糖苷酶(1.5％)溶液噴灑在花上面；
2、在25℃溫度下，用一種新型樹脂將上述預處理過的鮮花中的揮發性成份吸附處理4h；
3、將上述新型樹脂吸附飽和後，然後用2500mL石油醚溶劑洗脫，減壓蒸餾；
4、結晶：蒸餾結束後得到2.2g粗精油，然後加入60mL正己烷和20mL乙醇，冷卻至室溫，再在1～3℃下靜置結晶，12h後過濾得到1.7g茉莉花精油晶體，濾液回收可以繼續利用。利用氣相色譜分析茉莉花精油的純度為99％左右，其香味跟茉莉花頭香精油成分相似，能保存2年以上。
實施例2
1、預處理：將新鮮摘取的茉莉花150g放入反應器(反應器置於50℃水浴鍋)中，然後用pH5.0的緩衝溶液提取的柚皮苷酶(1％)溶液噴灑在花上面；
2、在20℃溫度下，用一種新型樹脂將上述預處理過的鮮花中的揮發性成份吸附處理3h；
3、將上述新型樹脂吸附飽和後，然後用1500mL石油醚溶劑洗脫，減壓蒸餾；
4、蒸餾結束後得到1.6g粗精油，然後加入60mL乙酸乙酯和20mL乙醇，再在3～5℃下靜置結晶，12h後過濾得到1.2g茉莉花精油晶體，濾液回收可以繼續利用。利用氣相色譜分析茉莉花精油的純度為99％左右，其香味跟茉莉花頭香精油成分相似，能保存2年以上。
實施例3
1、預處理：將新鮮摘取的茉莉花200g放入反應器(反應器置於50℃水浴鍋)中，然後用pH4.5的緩衝溶液提取的柚皮苷酶(2％)溶液噴灑在花上面；
2、在23℃溫度下，用一種新型樹脂將上述預處理過的鮮花中的揮發性成份吸附處理4h；
3、將上述新型樹脂吸附飽和後，然後用2000mL正己烷溶劑洗脫，減壓蒸餾；
4、蒸餾結束後得到2.1g粗精油，然後加入60mL石油醚和30mL乙醇，冷卻至室溫，再在3～5℃下靜置結晶，12h後過濾得到1.8g茉莉花精油晶體，濾液回收可以繼續利用。利用氣相色譜分析茉莉花精油的純度為99％左右，其香味跟茉莉花頭香精油成分相似，能保存2年以上。
實施例4
1、預處理：將新鮮摘取的茉莉花200g放入反應器，反應器置於50℃水浴鍋中，然後用pH4.5的β-葡萄糖苷酶(1.5％)和柚皮苷酶(1％)溶液噴灑在花上面；
2、在20℃溫度下，用一種新型樹脂將上述預處理過的鮮花中的揮發性成份吸附處理3h；
3、將上述新型樹脂吸附飽和後，然後用2000mL乙酸乙酯溶劑洗脫，將洗脫液減壓蒸餾；
4、結晶：將上述乙酸乙酯洗脫液蒸餾至60mL後，冷卻至室溫，再在3～5℃下靜置結晶，12h後過濾得到1.74g茉莉花精油晶體，濾液可回收利用。利用氣相色譜分析茉莉花精油的純度為99％左右，其香味跟茉莉花頭香精油成分相似，能保存2年以上。
實施例5
1、預處理：將新鮮摘取的茉莉花250g放入反應器(反應器置於50℃水浴鍋)中，然後用pH4.5的緩衝溶液提取的柚皮苷酶(1.5％)和β-葡萄糖苷酶(0.5％)溶液噴灑在花上面；
2、在23℃溫度下，用一種新型樹脂將上述預處理過的鮮花中的揮發性成份吸附處理4h；
3、將上述新型樹脂吸附飽和後，然後用2500mL正己烷溶劑洗脫，減壓蒸餾；
4、蒸餾結束後得到2.42g粗精油，然後加入80mL石油醚和40mL乙醇，冷卻至室溫，再在3～5℃下靜置結晶，12h後過濾得到1.98g茉莉花精油晶體，濾液回收可以繼續利用。利用氣相色譜分析茉莉花精油晶體的純度為99％左右，其香味跟茉莉花頭香精油成分相似，能保存2年以上。
對比例～實施例5中的茉莉花精油晶體中的成分進行GC色譜分析，分析結果如表1所示。
表1
由表1可知，β-葡萄糖苷酶促進芳樟醇、苯甲醇、順-3-己烯醇和乙酸順-3-己烯酯的釋放，而柚皮苷酶促進芳樟醇、苯甲醇、橙花醇、芳樟醇氧化物的釋放，雖然柚皮甘酶和β-葡萄糖苷酶均能促進芳樟醇和苯甲醇的釋放，但柚皮甘酶的酶促效果好於β-葡萄糖苷酶，而將二者合用效果更佳。而如果將柚皮甘酶、β-葡萄糖苷酶替換為果膠酶等其它酶，雖然比用水得到的精油晶體效果好，但不及柚皮甘酶和β-葡萄糖苷酶中的任一種。