全 文 ：Vo l
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4 《夭然产物研究与开发》 一九九 O年十二月
超临界 co Z提取桅子花头香成分的研究
金波 张镜澄 饶励
(中国科学院广州化学研究所
侯端杰 黄赤军
广州 510 6 0 5 )
摘 要 先以活性 炭吸附桅子花所散贫幼头香成分 , 然后用超临界G O : 对吸附的
头香成分进行油提 ,所得头香成分的质量和得衷均高于传统的溶剂法净油 . 该方法可
回收鲜花在堆放过程中所散发的头香成分而不影响其进行溶剂萃取时的浸膏得率 .
本文还研究了桅子花头香成分刘 散戈规律 .
关 键 词 扼子 , 头香愈分 , 吸附 , 超临界 C O : , 抽提
随着社会的迸步 , 人 们对化学 合成声
品的安 全作用逐渐产生怀疑 。 因此 , 对天
然产品的开发越来越重视 , 特 别 是 扭 食
品 、 医药和香料等方面 。
提取植物精油时广泛采用溶剂萃取和
蒸 偏的方法 。 由于在操作过程 中 温 度 较
高 , 使许多天然产物中的热敏往物质受到
破坏或者低沸点成分桩挥发而影 响了产品
的质 冠 , 同时 , 有机溶剂中有害忆学物质
也会 浅留汪产品 中 。 近年来发展起来灼超
临界 C O 。分离技术 州 ’ 二喃注较好地避 免 上
述传统分离方法的缺陷而在天然产物附提
取方面具有一定的优势 t 。 ’ ` l。 该仪 术 是
利用 C O : 处于超 临 界 状 态 ( {一兰界 温 度
3 1
.
3℃ , 临界压力 7 . 3 g M P a) 与非超临界
状态 时对有讥物有较大内溶解度差未进行
物质的分离 , 具有对难挥发物溶解度大 ,
溶剂易回收 , 无 污染 , 无溶剂残留 , 可在
室温下操作等优点 , 但 一也存在着因操作压
力较高而设备投资费用昂贵等间题 。 该技
术扭国外己有工业化应用的实例 〔 5 1。
我 们用该技木来提取桅子 花 头 香 成
收稿 日期 : 1 9 9 0年 9 月 15 日
分 , 取得丁较好的结果 。 桅子 ( G a r 己e n
i a j a s “
’二` o i d “ 5 E i l l i s ) 有很多 品 种 ,
我国南方各地均有栽培 。 桅子花香具有清
香香韵 , 一 门平高级化妆品的加香 。 目前生产桅子花净亿二锰采用溶剂法 , 不但净油
的反 量低 , 香气与鲜花有一定的差别 , 而且
桅子净油的得率仅 为 0 . 19 ~ 0 . 25 % t ” ]。
另 外 , 香 料 厂 购 进 鲜花 的 数量 大 都
欲倍于溶剂草取装置的处理量 , 鲜花须经
若干批投料才能处理完毕 , 后投料鲜花的
头香成分在堆放过程中将大量散失到空气
甲 。
针对上述情况 ,’ 我 们设计了一个新的
工艺路线 , 即先用吸附剂吸附桅子花故发
出采的头香成分 , 再用超 临界 C O : 将吸附
剂中的头香成分抽提出来 。 由于采用了吸
附步骤 , 使鲜花头香成分及时地得 到处理
和 保存 , 有利于工厂均衡地生产 。 另一方
面 , 鲜花头香成分被富集于吸附剂甲 , 大
大地缩小了超临界 C O : 抽提设备 的规模 ,
减少了设备投资费用 。
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2N o
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4
实 验 部 分
一 、 材料与方法
1
. 鲜花试样 :试验 当日采摘 的新鲜桅
子花 。
2
. 吸附剂 :活性炭 ( 预先 用 超 临界
C OZ 处理 ) 。
3
. 二氧化碳 :9 . 9 %以上食用 Co :。
4
. 吸附装 置与流程 :
净化空气
图 1桅子花头香成分吸附装置
1
. 鲜花存 放器 : 2. 膜 式压缩 机 :3. 冰瓶 ;4 . 螺旋管 冷凝器 : 5. 吸 附管 ; G. 流 量 计
将桅子花放入鲜花存放器 l , 底 部 放
少量水 , 启动膜 式压缩机 2 , 使空气 经 花
层抽入压缩机 , 并通过冰瓶 3中的冷凝器 4
脱除水分 , 空气 中的头香成分被吸附剂 乐
吸附 , 尾气经流量计 6 计量后放空 。
5
. 超临界 C O 。抽提装置与流程 :
住浇裸序刀勺
图 2 超临界C O : 油提袭置
里 . C O : 气瓶 ; 2 . 净化 器 ; 3 . 压缩机 ; 4 . 抽提 器
5
` 解析阀 : 6 . 阀门了 . 解析 器 ; 8 . 流登计
气瓶 1 中的 C 0 2经净化器 2 净化后 由 抽提器中与吸附有桅子头香成分的吸附赵
压缩机 3 压缩进入抽提器 4 , 当抽提器中 充分接触 , 溶出被吸附的头香成分并在解
C O
: 压力达到 20 M P a 时 , 开启解析阀 5 , 析器中将其解析 。 解析后的 C 0 2经流量计
并将阀门 5 、 6调至适 当位置 , 使抽提器中 8 计量后放空或循环使用 。
C 0 2 的压力保持为 20 M P a , 而解析器 7 中 二 、 实验结果与讨论
C O
Z压力保持为 5 M P a , 抽提器和解析器 1 . 通气量对头香成分散发量的影响
中 C O : 的温度分别为 35 ℃和 30 ℃ 。 C O : 在 我们测定了不同通气量下桅子头 香成
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,
Z N
`
0 4
分散发量 和 通 气 量 的 关 系 。 实 验 在
26 一 30 ℃下进行 , 结果如图 3 所示 。 在同
一 7亘气比率下 , 头香成分的散发量 与通气
量为线性关系 ; 随着通气比率从 6 . 3 逐 渐
增加至 3 2 . 5 (升空气 /公斤鲜花 ·分 钟 ) ,
夕; 香成分散发量也在不 断增加 。 因此 , 在
本实验范围内 , 提高通气比率 , 有利于增
加头香成 分的散发量 。
ù卜香咬汾效发t
`克 /公斤 )
2 0 0 0 4 0 0 0 6 0 0口 8 0 0 0 1 0 0 0 0 1 2 0 0 0
通气量 (升 )
图 3 通气量与花子头香成分散发量的关系
2
. 气候对桅子花头香成分散 发量的影响 水分较多 , 其头香成分的散发量大大低于
我们用雨天湿花进行抽气吸 附实验 , 晴天花 , 如图 4所示 。
片与晴天花进行对比 , 雨湿花 香气淡弱且 3 . 超临界 C O Z提取桅子花头香成分
用 2 7 5克活性炭吸附 2 9 。 g公斤桅 子 花
散发的头香成分 , 然后在 0 . 5升规摸 的 抽
提设备 中进行超临界 C o 。抽提 , 得到 8 . 6 1
克头香成分 , 精油对鲜花得率为 O。 29 输 。
26
该精油为浅绿色到黄绿色透明液体 , 经有
关调香专家鉴定 , 香气与鲜花极为接近 ,
明显优于溶剂法生产的浸膏和净油 。 有关
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2 N o
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4
桅子头香精油的成分分析将另报发表 。
超临界 C O : 抽提过程中 C O : 流量与头
香成分收量的关系如图 5 、 表 1 所示 。
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脆子头香成分累计收量八克à
声 谷GO 8 0 0 1 2 0 0 1 6 Q0一份或汀蔽蒙簇 .叮 , 超临界 C。 : 抽提桅子头香成分收鱼与 c 。 : 流量的关系表 1 C 0 2流里与头香成分收量的关系C O : 累计流量 (升 ) 3 1 8 5 0 8 7 5 2 8 4 9 1 7 2 0 19 7 0头香成分累计收量 (克 )4 . 抽气吸附对桅子花浸膏得率的影响根据与小试吸附装置相似的原理建立了一套处理 15 。公斤 /日桅子花的抽气吸附
装置 。 在对桅子花进行抽气吸附的同时 ,
将另一部分作为对照的桅子花堆放在花库
中 。 当抽气 吸附结束后 , 将上述 两部分花
分别进行溶剂萃取 , 结果见表 2 。 抽气花
的浸膏得率不 低于非抽气花 , 即抽气吸附
过程不影响桅子花的浸膏得率 , 这是因为
抽气 吸附只是捕集了散发到空气 中的 泥子
头 香成分 。 编号 2 的试验用的是雨湿花 ,
所以浸膏得率均较低 , 而没有进行抽气吸
附的丽湿花 , 由于通气条件较差 , 当其堆
放到进行溶剂萃取时 , 其质量要比抽气花
差 , 所以非抽气花的浸膏得率要比抽气花
低得多。
表 2 抽气花与非抽气花漫裔得率 比较
编
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抽气花量 ` 抽气。寸、
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上上{竺兰二少竺)一l土兰创一蜚竺生
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结 论
1
. 用超临界 c o : 萃取的板子礼头香成
分 , 其香气优于普通洛剂法生产的浸膏和
净油 。
2
. 此法可 配合香料厂 溶剂法萃取桅子
花或其他鲜花浸膏的生产过程 , 回收散发
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,
2 N o
,
4
2 7
到空气中的鲜花头香成分而不影响浸膏的
得率 , 具有较广泛的应用前景 。
3
. 此法采用 了吸附步骤 , 使鲜花头香
成 分能及时地得到处理和保存 , 同时也缩
小了超临界 C O : 抽提设备的规模 。
参考文献
〔习 张镜澄 , 超临界流体抽 提在天然 产 物 分
离精制上 的 应 用 , 广 州化工 , 19 8 4 ,
( 3 )
: 3 5
。
〔2〕 L 。 G , R a n d a l l , T h e P r e s e n t S t a -
t u s o f D e n s e ( S u P e r e r i t i e a l ) G a s
E x t r a e t i o n a n d D e n s e G a s G h r o -
m a t o g r a P h y
:
Im P e t u s f o r D G C /
M S D e v e l o P m e ” t
.
S E P A R A T I O N
S C I E N C E A N D T E C H N O L O G Y
x o s Z ; x 7 ( x )
: x
.
〔3〕 A l t h u r B . C a r a g a y & A r t h u r D .
L i t t l e
,
S u P e r e r i t i e a l F l u 孟d s f o r
E x t r a e t i o n o f F l a v o r s a n d F r a g -
r a n e e s f r o m N a t u r a l P r o d u e t s
。
P e r f u m e r 合 F l a v o r i s t 2 9 5 1 ; 6 ;
( A
u g / S e p )
: 4 3
.
〔4〕 奥村燕司 , .超临界万 二抽出 O 香 料 。 刃
应用 . 香料 ( 日 》 1 9 8 7 ; ( 1 5 5 ) : 5 .
〔5〕 5 . P e t e r & G 。 B r u n n e r , T h e
S e p a r a t i o n o f N o n v o l a t i l e S u b s
-
t a n e e b y M e a n s o f C o m P r e s s e d
G a s e s i n C o u n t e r e u r r e n t P r o e e 一
吕 s e s . A n g e w 。 C h e m ` I n t 。 E d 。
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1 9 7 8 ; 1 7 ( 1 0 )
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〔 6〕 D a n u t e P a j a u ji s A n o ” 15 e t a l 。
G a r d e n i a i ” P e r f u m e 才 y . P e r f u -
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T h e r e g u l a r i t y o f r e l e a s i n g v o l a t i l e s f r o m t h e f r e s h f l o w e r
a n d e x t r a e t i n g P r o P e r t i e s o f t h e s u P e r e r i t i e a l e a r b o n d i o x i d e 全l u -
i d a r e s t u d i e d
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K e y w o r d s G
.
j a s m i n o i d e s
,
H e a d s P a e e v o l a t i l e s
,
A b s o r P t i o n
,
S u P e r e r i t i e a l e a r b o n d i o x i d e
, E x t r a e t i o n
.