復(fù)合溶劑法提取杜香油工藝研究

于開源，遲曉星，鄭麗娜，鞠曉峰，牟慧潔，王利利，程平平

（1.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)食品學(xué)院，黑龍江大慶 163319；2.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)動物科技學(xué)院，黑龍江大慶 163319）

0 引言

杜香（Ledum palustre L.），杜鵑花科杜香屬常綠灌木，生于落葉松林、云杉林、樟子松林等混交林下，適合微酸性土壤，偶爾生長于沼澤邊，海拔400～1 400 m，喜歡濕潤涼爽氣候，耐寒，一般見于北溫帶和寒帶。在我國東北的長白山、大（?。┡d安嶺，以及內(nèi)蒙古等地常見杜香。大興安嶺林地的70%均為杜香，年產(chǎn)干葉量可達(dá)3.6×104t。朝鮮、日本、西伯利亞、北歐等國家也常見。全球的杜香屬植物共有10種，我國擁有1種及該種的一個(gè)變型和一個(gè)變種，即杜香（Ledum palustre） 又稱細(xì)葉杜香、狹葉杜香、絆腳絲和小葉杜香（L.palustrevar.f.decumbens）、寬葉杜香 （L.palustre var.dilatatum）。國外分布其他種類，如在加拿大拉布拉多半島，利用杜香L.palustre L.代茶，稱拉布拉多茶，認(rèn)為其具有抗氧化、消炎和抑癌作用。

杜香屬天然的芳香植物，其花、葉、枝干、果實(shí)均能提取出植物精油。1982年，黑龍江省天然香料評香會上鑒定其含有蒔蘿醛香、木香，是很好的香料品種。杜香作為天然藥用植物，具有抗菌消炎、抗輻射、驅(qū)蟲、透皮吸收等作用，其精油內(nèi)服可治咳喘、風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎；外敷可治皮膚病。由杜香精油配成的保濕潤膚霜、祛斑霜、活性抗皺駐顏霜等美容產(chǎn)品效果明顯，反響極佳。據(jù)報(bào)道，杜香是現(xiàn)今發(fā)現(xiàn)含熊果酸最高的植物，熊果酸在醫(yī)療上具有保肝、抗腫瘤、抗癌、抗菌、鎮(zhèn)靜、美白、抗炎、增強(qiáng)機(jī)體免疫力等藥用功效。杜香極可能成為新型食品功能因子的來源。

杜香作為黑龍江省蓄積量豐富的資源植物，其香氣物質(zhì)、萜烯類物質(zhì)和生物活性成分是人們越加重視和需求的純天然植物物質(zhì)，因此開發(fā)杜香植物資源是順應(yīng)時(shí)代需求，若要物盡其用，尋找最佳提取工藝是首要的。

1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法

1.1 材料及儀器

1.1.1 原材料

杜香，采自黑龍江大興安嶺冬季（2月） 干植株。杜香植株分類（根、莖、葉）經(jīng)清洗、干燥、粉碎后，塑封袋密封室溫下遮光保存。

1.1.2 主要試劑

無水乙醇，天津市天力化學(xué)試劑有限公司提供；石油醚（沸程60～90℃），天津市富宇精細(xì)化工有限公司提供；無水硫酸鈉，天津市大茂化學(xué)試劑廠提供。

1.1.3 主要儀器

AR153CN型電子秤，奧豪斯儀器上海有限公司產(chǎn)品；DK-S24型電熱恒溫水浴鍋，上海森信實(shí)驗(yàn)儀器有限公司產(chǎn)品；FS-20型粉碎機(jī)，莊河市南甸機(jī)械廠產(chǎn)品；701-A型電熱干燥箱，大連實(shí)驗(yàn)設(shè)備廠產(chǎn)品。

1.2 試驗(yàn)流程及方法

1.2.1 杜香油的提取工藝流程

杜香干枝→篩選（枝、莖、葉分離）→粉碎→稱量→浸泡（復(fù)合溶劑分層） →萃?。ㄉ蠈佑蛯樱^濾→濃縮→稱量→杜香油產(chǎn)品→計(jì)算產(chǎn)率。

取5 g粉碎好的杜香葉原料，加入50 mL體積分?jǐn)?shù)50%乙醇水溶液，于常溫下攪拌1 h，用40 mL石油醚萃取3次，經(jīng)沉淀后取上層清液過濾（加無水硫酸鈉），濃縮濾液至質(zhì)量不變，稱量后置于溶劑中保存。

1.2.2 杜香油得率的計(jì)算

杜香物料初始質(zhì)量為m1，杜香油質(zhì)量為m2，計(jì)算公式如下：

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)

2.1.1 乙醇與水的配比對杜香油得率的影響

單因素取乙醇與水的配比依次為1∶9，1∶4，3∶7，2∶3，1∶1，3∶2，7∶3，4∶1，9∶1，按照步驟操作，得到結(jié)果。

乙醇與水的配比對杜香油得率的影響見圖1。

圖1 乙醇與水的配比對杜香油得率的影響

由圖1可知，杜香油得率隨配比的增加先上升后下降，乙醇與水的配比為1∶1時(shí)，杜香油得率為27.4 mg/g。杜香油中萜類物質(zhì)屬于含氧化合物，含氧化合物多而碳?xì)浠衔锷伲兹苡诘蜐舛纫掖妓芤褐?。乙醇與水的配比為1∶1時(shí)是最佳浸提條件。

2.1.2 石油醚用量對杜香油得率的影響

石油醚用量取20，30，40，50，60 mL。

石油醚用量對杜香油得率的影響見圖2。

圖2 石油醚用量對杜香油得率的影響

由圖2可知，石油醚用量取50 mL時(shí)，杜香油得率為24 mg/g，此時(shí)最佳。

2.1.3 料液比對杜香油得率的影響設(shè)置料液比分別為1∶5，1∶10，1∶15，1∶20。料液比對杜香油得率的影響見圖3。

圖3 料液比對杜香油得率的影響

由圖3可知，隨著料液比減小，浸提出杜香油量先上升后下降，峰值處杜香油得率為23 mg/g，此時(shí)最佳條件料液比為1∶10。溶液的量減少會提高出油率，但是少于最佳條件時(shí)，會延長浸提時(shí)間，造成提取物的損失，可能是一些水溶性、脂溶性物質(zhì)與乙醇發(fā)生化學(xué)變化，使提取效果不理想。料液比小于1∶10時(shí)，杜香油得率極小，損失嚴(yán)重。

2.1.4 浸提時(shí)間對杜香油得率的影響

設(shè)置杜香的浸提時(shí)間分別為0.5，1.0，2.0，3.0，4.0，5.0，6.0，7.0，8.0 h。

浸提時(shí)間對杜香油得率的影響見圖4。

由圖4可知，折線整體右下傾斜，隨著時(shí)間增加，杜香油得率減少，0.5 h為最佳浸提時(shí)間。浸泡過程中，溶劑對物料的溶解量逐漸增大，直到飽和狀態(tài)，若繼續(xù)延長時(shí)間，可能會使香氣物質(zhì)變質(zhì)失效或者氧化分解，目標(biāo)物質(zhì)減少，不利于實(shí)際生產(chǎn)。2.1.5 浸提溫度對杜香油得率的影響

圖4 浸提時(shí)間對杜香油得率的影響

浸提溫度分別設(shè)為10，20，30，40，50℃。

浸提溫度對杜香油得率的影響見圖5。

圖5 浸提溫度對杜香油得率的影響

由圖5可知，隨著浸提溫度的上升，杜香油得率先上升后下降。20℃時(shí)最大得率為23.8 mg/g。則20℃時(shí)為最佳浸提溫度。

2.2 正交試驗(yàn)

根據(jù)影響揮杜香油提取的因素，選取乙醇濃度（A）、浸提時(shí)間（B）、石油醚用量（C） 作為考查因素進(jìn)行條件篩選，以杜香油得率作為考查指標(biāo)，設(shè)計(jì)L16（45）正交試驗(yàn)。

L16（45）正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)見表1，杜香油提取工藝正交試驗(yàn)方案和結(jié)果見表2。

由表2可知，提取杜香油最佳工藝條件為A4B3C1，即乙醇與水的配比為3∶2，浸提時(shí)間1.5 h，石油醚用量60 mL，萃取3次，杜香油得率為24 mg/g。

表2 杜香油提取工藝正交試驗(yàn)方案和結(jié)果

2.3 最佳工藝驗(yàn)證試驗(yàn)

按試驗(yàn)得出的最佳提取工藝，加倍劑量進(jìn)行3次試驗(yàn)，記錄結(jié)果為24.8，24.6，25.3 mg/g。杜香油得率24.9 mg/g。

3 結(jié)論

（1） 選取單因素變量為浸提時(shí)間、浸提溫度、料液比、石油醚用量、乙醇體積分?jǐn)?shù)對復(fù)合溶劑法提取杜香油得率的影響，確定了提取杜香油的最佳條件范圍。

（2）正交試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，影響杜香油得率的因素順序?yàn)锳＞C＞B。因此乙醇體積分?jǐn)?shù)對杜香油得率影響最大，是主要因素，石油醚用量影響較次，時(shí)間對其影響最小。

（3）復(fù)合溶劑法提取杜香油的最佳工藝條件為浸提溫度20℃，浸提時(shí)間1.5 h，料液比10∶1，乙醇與水的配比為3∶2，石油醚60 mL，提取3次，此時(shí)杜香油得率為24.9 mg/g?！?/p>