肉桂油中分離高純度肉桂醛和乙酸肉桂酯的工藝*

黎貴卿，陸順忠，江燕

(1.廣西林業(yè)科學(xué)研究院，廣西　南寧530002；2.國家林業(yè)局八角肉桂工程技術(shù)研究中心，廣西　南寧530002；3.廣西特色經(jīng)濟林栽培與利用重點實驗室，廣西　南寧530002；4.廣西分析測試研究中心，廣西　南寧530022)

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肉桂油中分離高純度肉桂醛和乙酸肉桂酯的工藝*

黎貴卿1,2,3，陸順忠1,2,3，江燕4

(1.廣西林業(yè)科學(xué)研究院，廣西南寧530002；2.國家林業(yè)局八角肉桂工程技術(shù)研究中心，廣西南寧530002；3.廣西特色經(jīng)濟林栽培與利用重點實驗室，廣西南寧530002；4.廣西分析測試研究中心，廣西南寧530022)

采用高真空低溫精餾對熱敏性天然物質(zhì)肉桂油開展了分離高純度肉桂醛、乙酸肉桂酯的研究，結(jié)果表明,肉桂醛精餾的最佳工藝條件為：塔釜溫度160℃,回流比1︰1，真空度5mmHg，肉桂醛的得率為85.0%，純度達到98.1%；乙酸肉桂酯精餾的最佳工藝條件為：塔釜溫度165℃,回流比2︰1,真空度5mmHg，乙酸肉桂酯的得率為67.0%，純度達到98.3%。研究結(jié)果將為肉桂油分離的實際生產(chǎn)提供參考。

肉桂油；肉桂醛；乙酸肉桂酯；精餾

肉桂(CinnamomumcassiaPresl.)又名玉桂，屬樟科熱帶、南亞熱帶常綠喬木[1～2]。肉桂皮、枝、葉經(jīng)水蒸氣蒸餾提取可得肉桂油，其主要含有苯甲醛、肉桂醛、香豆素、乙酸肉桂酯、反式鄰甲氧基肉桂醛等[3～11]。肉桂油經(jīng)分離得到肉桂醛和乙酸肉桂酯等物質(zhì)。肉桂醛主要用于調(diào)制素馨(Jasminumgrandiflorum)、鈴蘭(ConvallariamajalisLinn.)、玫瑰(RosarugosaThunb.)等日用香精，也用于食品香料，使食品具有肉桂香味，肉桂醛也是醫(yī)藥的中間體。乙酸肉桂酯主要用作風(fēng)信子(HyacinthusorientalisL.)、丁香(SyringaoblataLindl.)、鈴蘭、素馨、桅子(GardeniajasminoidesEllis)等植物香精的調(diào)合香料及定香劑，肉桂醇的矯香劑[12～14]。

肉桂油的分離屬于熱敏性物質(zhì)分離，高溫下容易產(chǎn)生氧化、聚合、裂解等不利反應(yīng)[3，13]。目前，肉桂油分離肉桂醛等的實際生產(chǎn)一般采用普通精餾塔直接精餾，精餾塔非為熱敏物質(zhì)分離專門設(shè)計，分離的溫度較高，真空度也未達一定高度，所以得率和純度不高，限制了應(yīng)用面，產(chǎn)品價值也體現(xiàn)不出來。也有文獻以分子蒸餾[12]、分子蒸餾和普通精餾聯(lián)用[13]、薄膜蒸發(fā)和普通精餾聯(lián)用[15]等技術(shù)進行分離，但要求的設(shè)備投入較高，生產(chǎn)成本也較高，而且產(chǎn)品純度不高。本文采用自行設(shè)計、具有知識產(chǎn)權(quán)的熱敏性物質(zhì)分離的精餾塔，在不同溫度和回流比條件下，對肉桂油進行肉桂醛和乙酸肉桂酯分離，篩選其最佳提取工藝，以有效防止肉桂醛高溫下的不利反應(yīng)，提高肉桂醛和乙酸肉桂酯的得率和增加分離效率提高純度。

1　材料與方法

1.1試驗材料

肉桂油(廣西京桂香料有限公司)、精餾塔、填料(θ環(huán)填料，3mm×3mm)、氣相色譜儀(上海海欣色譜儀器有限公司，GC-920)。

1.2方法

1.2.1試驗方法

本文采取高真空、低溫精餾從肉桂油中分離高純度肉桂醛、乙酸肉桂酯，其工藝路線見圖1。

圖1　肉桂醛、乙酸肉桂酯分離工藝路線圖

(1)最適真空度確定固定回流比(2︰1)和溫度170℃，選擇5mmHg、10mmHg、20mmHg、30mmHg、40mmHg和50mmHg等6個真空度，考察真空度對肉桂油精餾的影響。

(2)溫度與回流比對肉桂醛得率和純度的影響固定回流比(2︰1)和真空度(5mmHg)，選擇145℃、150℃、155℃、160℃、165℃、170℃等6個溫度梯度，比較溫度對肉桂油精餾的影響；固定溫度和真空度，選擇10︰1、6︰1、2︰1、1︰1、1︰2、1︰4等6個回流比，比較回流比對肉桂油單離的影響。

(3)溫度與回流比對乙酸桂酯得率和純度的影響固定回流比2︰1和真空度5mmHg，選擇150℃、155℃、160℃、165℃、170℃、175℃等6個溫度，比較溫度對乙酸肉桂酯分離的影響；固定溫度165℃和真空度5mmHg，選擇10︰1、6︰1、2︰1、1︰1、1︰2、1︰4等6個回流比，比較回流比對桂油單離的影響。

1.2.2數(shù)據(jù)測定與分析

采用氣相色譜法對原料及產(chǎn)品純度進行分析。色譜條件：升溫程序為70℃(保留2min),以3℃/min升至150℃，再以10℃/min升至260℃。檢測器為FID。色譜柱為OV101毛細管柱(30m×0.25mm×0.25μm)。進樣口溫度250℃；檢測器溫度250℃；分流比1︰50；進樣量0.2μL。

2　結(jié)果與分析

2.1肉桂醛的分離

2.1.1真空度

固定回流比(2︰1)和溫度170℃，選擇一系列真空度，研究真空度對肉桂油精餾的影響，結(jié)果見圖2。

圖2　真空度對肉桂醛分離的影響

結(jié)果表明，真空度越高，肉桂醛得率和純度越低，高真空使物質(zhì)在比較低的溫度下更容易揮發(fā)，特別是對一些熱敏性的物質(zhì)將起到很好的保護作用。本工藝根據(jù)實際裝備條件，采用5mmHg的真空度。

2.1.2溫度

固定回流比(2︰1)和真空度(5mmHg)，選擇一系列溫度，研究溫度對肉桂油精餾的影響，結(jié)果見圖3。

圖3　溫度對肉桂醛分離的影響

結(jié)果表明，溫度過高，肉桂醛得率降低，純度也受到影響；但溫度太低，揮發(fā)所需的熱量不足，將大大增加精餾時間，不利于降低成本和肉桂醛的穩(wěn)定。因此，選擇160℃為肉桂醛精餾溫度。

2.1.3回流比

固定溫度(160℃)和真空度(5mmHg)，選擇一系列回流比，研究回流比對桂油單離的影響，結(jié)果見圖4。

圖4　回流比對肉桂醛分離的影響

結(jié)果表明，大回流比利于提高分離效果，但生產(chǎn)周期長，能耗大，且精餾時間過久，肉桂油高溫下的副反應(yīng)加劇，使得肉桂醛得率降低。因此，選擇回流比1︰1為肉桂醛精餾的最適回流比。

2.1.4最佳工藝條件

綜合上述實驗結(jié)果，確定肉桂油中肉桂醛分離的最佳工藝條件為：精餾溫度為塔釜160℃；回流比1︰1；真空度5mmHg。經(jīng)實驗驗證，本工藝技術(shù)，肉桂醛的得率為85.0%，純度達到98.1%。

2.2乙酸肉桂酯的分離

肉桂油中含有0.5%～10%的乙酸肉桂酯，但精餾肉桂醛后的后餾分富集了大量的乙酸肉桂酯，生產(chǎn)中這部分后餾分達到一定數(shù)量，通過再次精餾，可以分離出高純度的乙酸肉桂酯。

2.2.1溫度

固定回流比2︰1和真空度5mmHg，選擇一系列溫度，研究溫度對乙酸肉桂酯分離的影響，結(jié)果見圖5。

圖5　溫度對乙酸肉桂酯分離的影響

結(jié)果表明，溫度過高，乙酸肉桂酯得率降低，純度也受到影響；但溫度太低，揮發(fā)所需的熱量不足，將大大增加精餾時間，不利于降低肉桂油精餾成本和乙酸肉桂酯的穩(wěn)定。因此，選擇165℃為乙酸肉桂酯精餾溫度。

2.2.2回流比

固定溫度和真空度，選擇一系列回流比，研究回流比對肉桂油精餾后餾分分離乙酸肉桂酯的影響，結(jié)果見圖6。

圖6　回流比對乙酸肉桂酯分離的影響

結(jié)果表明，大回流比利于提高分離效果，但生產(chǎn)周期長，能耗大。成本多，效益差，而且乙酸肉桂酯得率降低。因此，選擇回流比2︰1為乙酸肉桂酯精餾的回流比。

2.2.3最佳工藝條件

綜合上述實驗結(jié)果，確定肉桂油后餾分的乙酸肉桂酯分離的最佳工藝條件為：精餾溫度為塔釜165℃；回流比2︰1；真空度5mmHg。經(jīng)實驗驗證，本工藝技術(shù)，乙酸肉桂酯的得率為67.0%，純度達到98.3%。

3　結(jié)論與討論

3.1結(jié)論

肉桂油中肉桂醛分離的最佳工藝條件為：精餾溫度為塔釜160℃；回流比1︰1；真空度5mmHg，肉桂醛的得率為85.0%，純度達到98.1%。乙酸肉桂酯分離的最佳工藝條件為：精餾溫度為塔釜165℃；回流比2︰1；真空度5mmHg，乙酸肉桂酯的得率為67.0%，純度達到98.3%。

3.2討論

肉桂油的分離屬于熱敏性物質(zhì)分離，高溫下容易產(chǎn)生氧化、聚合、裂解等不利反應(yīng)。本文采用自行設(shè)計的熱敏性分餾塔，且在高真空、低溫精餾，可以有效防止肉桂醛高溫下的不利反應(yīng)，提高其得率和增加分離效率提高純度。該技術(shù)與分子蒸餾[12]、分子蒸餾和普通精餾聯(lián)用[13]、薄膜蒸發(fā)和普通精餾聯(lián)用[15]等分離技術(shù)相比，減少了高投入的設(shè)備，生產(chǎn)成本也較低，而且產(chǎn)品純度較高。

肉桂油中成分豐富，目前的生產(chǎn)只對肉桂醛進行分離，造成了原料的浪費，本文對肉桂油分離肉桂醛的后餾分進行了再次精餾，得到高純度乙酸肉桂酯，提高了原料綜合利用率，增加了產(chǎn)品附加值。本文僅采用單因素實驗設(shè)計，能快速得出肉桂醛分離的影響因素及參數(shù)，但參數(shù)的數(shù)據(jù)較粗放，有待于采用正交試驗設(shè)計，進一步優(yōu)化肉桂油中肉桂醛、乙酸肉桂酯分離的提取工藝。

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The Technology of Separating High-purity Cinnamic Aldehyde and Cinnamyl Acetate from Cinnamon Oil

LI Gui-qing1,2,3，LU Shun-zhong1,2,3，JIANG Yan4

(1.Guangxi Forest Research Institute,Nanning Guangxi 530002,P.R.China；2.Research Center of Anise & Cinnamon Technology SFA,Nanning Guangxi 530002,P.R.China；3.Guangxi Key Laboratory of Special Non-wood Forest Cultivation & Utilization,Nanning Guangxi 530002,P.R.China;4.Guangxi Analysis and Testing Center,Nanning Guangxi 530002,P.R.China)

High vacuum and low temperature distillation was used to separate high-purity cinnamic aldehyde and cinnamyl acetate from cinnamon oil.The optimum conditions of cinnamic aldehyde distillation was 160℃ temperature distillation column reactor,1︰1 reflux ratio,5 mmHg vacuum degree,and at this condition the cinnamic aldehyde yield was 85% with 98.1% purity.The optimum conditions for cinnamyl acetate distillation was 165℃distillation bottoms temperature,2︰1 reflux ratio,5 mmHg vacuum degree,and at this condition the cinnamyl acetate yield was 67% with 98.3% purity.The results will provide a reference to the actual production of cinnamon oil separation.

cinnamon oil；cinnamic aldehyde；cinnamyl acetate；distillation

10.16473/j.cnki.xblykx1972.2016.03.018

2015-08-10

廣西林業(yè)重點項目(桂林科字[2010]第4號)，廣西林科院基金項目(林科201421號)，中央財政林業(yè)科技推廣項目([2009]TG05號)

黎貴卿(1982-)，男，工程師，碩士，主要從事林化產(chǎn)品加工、林產(chǎn)品分析、林化生產(chǎn)技術(shù)推廣等工作。E-mail：liguiqing2107413@163.com

TQ 654

A

1672-8246(2016)03-0104-05