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水蒸气蒸馏提取烟草花精油工艺研究.doc

花匠小妙招
2024-11-23 21:35

水蒸气蒸馏提取烟草花精油工艺研究

水蒸气蒸馏提取烟草花精油工艺研究　　摘要：本实验采用水蒸气蒸馏法提取烟草花精油，考察了料液比、NaCl浓度、浸泡时间和蒸馏时间四个因素对烟草花精油提取的影响，并通过正交试验优化了水蒸气蒸馏提取烟草花精油的最佳提取工艺，结果表明：在料液比为1：25、NaCl浓度为3%、浸泡时间为15min、蒸馏时间为50min，在此条件下，烟草花精油的提取率最高，平均得率为0.13%。　　关键词：烟草花；精油；水蒸气蒸馏；单因素试验；正交试验　　一直以来由于吸烟有害健康的宣传及许多临床案例，如何生产安全的烟已成为了卷烟工业十分关心的问题。近年来的研究表明，烟叶天然提取物在添加到卷烟和卷烟纸中可以增加卷烟香气，提高卷烟感官质量等优点。烤烟是一种取叶植物，而在烟草栽培规范及生长需要中，必须对烤烟进行打顶摘取花蕾。从而就会造成资源的浪费及环境污染。烟草花作为烟草（Nicotiana tabacum）的一部分，具有的清新香气和自然风味与烟叶更接近，是天然植物香源之一。烟草精油是从烟草中提取的一类具有烟草香气的化合物，主要成分包括：醛类、挥发性酸类、脂类、酮类和生物碱等[3-4]。　　目前，已报道的烟草精油提取方法有水蒸气蒸馏法，溶剂提取法，超临界萃取法等[5-10]。萃取方法的选择一直是香料、精油制备的关键因素，而从成本及安全性考虑，萃取的最佳方案为蒸馏水萃取法，其萃取的纯净度高，使用蒸馏水作为萃取剂节约成本，比乙醇等有机溶剂安全。　　本研究以烟草花朵的精油提取率为考察指标，初步探讨在在改变料液比、NaCl浓度、浸泡时间、蒸馏时间等因素下，提取烟草花朵的精油，并进行正交实验，选出最佳工艺，为综合开发利用烟草花朵资源提供依据。　　一、实验部分　　1.材料、试剂与仪器　　（1）材料与试剂：烟草花采摘于保山市昌宁烟草种植基地。晾干，粉碎，过40筛，装入密封袋中保存备用；乙醚、氯化钠，均为分析纯。　　（2）实验仪器：CP114型电子天平（奥豪斯（上海）有限公司）；ZNCL-TS 500型智能磁力搅拌器（巩义市予华仪器有限责任公司）；HH-S26s数显恒温水浴锅（金坛市大地自动化仪器厂）；DFY-800型800克摇摆式高速万能粉碎机（温岭市林大机械有限公司）；水蒸气蒸馏装置（江苏三爱思科学仪器有限公司）。　　2.水蒸气蒸馏法提取烟草花精油的影响因素　　（1）水蒸气蒸馏法提取单因素实验。　　准确称取5g经过预处理的烟草花材料，用不同的料液比、NaCl浓度、浸泡时间、蒸馏时间分别进行单因素实验。收集蒸馏产物，使用乙醚萃取精油，待乙醚挥发后计算精油出油率。烟草花精油得率（%）=（烟草花精油重/烟草花的质量）×100%。　　（2）正交试验。　　为了全面考察因素，在单因素实验的基础上，对数据进行SPSS分析，设计4因素3水平L9（34）正交试验，确定最佳提取条件。　　二、结果分析与讨论　　1.料液比对烟草花精油出油率的影响　　在NaCl浓度为3%、浸泡20min、蒸馏30min的条件下，比较不同的料液比对出油率的影响。由图1可知，随着料液比的增加，出油率先升高后下降，之后又出现了升高后下降的趋势，但是各水平之间无显著差异。　　2.NaCl对烟草花精油出油率的影响　　在料液比为1：25、浸泡20min、蒸馏30min的条件下，比较不同的NaCl浓度对出油率的影响。由图2可知，随着Nacl含量的增加，出油率逐渐缓慢地上升，但当NaCl的浓度超过4%时，出油率明显下降。其原因可能是：加入NaCl减小了烟草花精油在水中溶解，不影响物料结构，具有盐析作用，提高了精油的品质。　　3.浸泡时间对烟草花精油出油率的影响　　在料液比为1：25、NaCl浓度为3%、蒸馏时间为30min的条件下，比较不同的浸泡时间对出油率的影响。由图3可知，随着浸泡时间的增加，烟草花出油率逐渐增加，可能是适当的浸泡促进了精油的渗出。但随着浸泡时间的加长，出油率又明显下低，原因可能是随着浸泡时间加长，精油在水中的溶解量增多而降低了出油率。由显著性差异分析结果可知，单因素浸泡时间下各组水平之间无显著差异。　　4.蒸馏时间对烟草花精油出油率的影响　　在料液比为1：25、NaCl浓度为3%、浸泡时间为20min的条件下，比较不同的蒸馏时间对出油率的影响。由图4可知，随着蒸馏时间的增加，烟草花的出油率明显逐渐上升，在蒸馏时间为50min时，出油率达到了0.36%，原因可能是刚开始蒸馏时外部的易容物质开始溶解，随着时间的增加内部的芳香物逐渐扩散溶出，出油率大大增加。　　5.水蒸气蒸馏提取精油的正交优化实验　　（1）正交实验方案与结果。　　（2）结果分析。　　由表3可以看出，各因素对出油率影响的顺序为BACD，即