利用分子蒸餾富集檀香油特征香氣成分的研究

方旭東，涂鄭禹，張茜

（天津渤海職業(yè)技術(shù)學(xué)院，天津300402）

利用分子蒸餾富集檀香油特征香氣成分的研究

方旭東，涂鄭禹，張茜

（天津渤海職業(yè)技術(shù)學(xué)院，天津300402）

采用分子蒸餾技術(shù)富集檀香油中的特征香氣成分，經(jīng)分離純化得到四種餾分，通過氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法檢測可得，餾分Ⅱ和餾分Ⅲ中所含α-檀香醇和β-檀香醇兩種有效成分的含量與檀香原油相比提高了31%～35%。分子蒸餾技術(shù)可用于檀香油特征香氣成分的高效富集，為檀香木的產(chǎn)業(yè)化和檀香油的開發(fā)提供了技術(shù)支持。

分子蒸餾；富集；檀香油；氣相色譜-質(zhì)譜法

本課題組利用分子蒸餾技術(shù)［1～3］，以提高檀香油中α-檀香醇和β-檀香醇兩種有效成分為目標(biāo)，考察該技術(shù)用于揮發(fā)油純化的可行性與實(shí)用性，并利用GC-MS聯(lián)用技術(shù)對檀香油及各餾分進(jìn)行了化學(xué)成分分析。從它們所含有效成分的含量判斷，用分子蒸餾技術(shù)達(dá)到了富集有效成分的目的。

1　材料與方法

1.1儀器與材料

檀香油（從檀香木粉料中用微波水蒸氣蒸餾法自制）；Hand Way MD-S80型分子蒸餾儀；美國惠普公司HP6890 5973氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀；其他試劑均為分析純。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1從檀香木粉中提取檀香油［4］

取一定量的檀香木粉，采用微波輔助水蒸氣蒸餾法提取其中的揮發(fā)性成分。所得油水混合物加乙醚萃取三次，醚層用無水硫酸鈉脫水，過濾。濾液回收乙醚，得檀香油備用。

1.2.2檀香油的分子蒸餾

將檀香油按照表1的分子蒸餾條件進(jìn)行三級分離純化。原料經(jīng)計(jì)量后加入進(jìn)料器9，預(yù)熱至指定溫度；開啟蒸餾溫度調(diào)節(jié)槽和旋轉(zhuǎn)片真空泵，使蒸餾溫度和蒸餾壓力達(dá)到設(shè)定值；開通冷凝水，冷阱中加入液氮，防止揮發(fā)物進(jìn)入真空泵；原料預(yù)脫氣；開啟刮膜器，調(diào)節(jié)適宜轉(zhuǎn)速，打開進(jìn)料針型閥；物料在重力和刮膜器作用下均勻分布在蒸發(fā)表面上。其中檀香油中的輕重組分分別以餾出物和餾余物的形式在輕重組分接收瓶中得以富集。

圖1　分子蒸餾實(shí)驗(yàn)裝置示意圖

將上述得到的四個餾出物（餾分）以及檀香油進(jìn)行GC-MS分析，對比各餾分間及與檀香油的主要成分的含量差異。

1.2.3檀香油及各餾分的GC-MS分析

色譜條件：HP-5MS 5%Phenyl Methyl Siloxane 30m×0.25mm×0.25μm彈性石英毛細(xì)管柱，柱溫采用程序升溫，即升溫至290℃，恒溫5min至完成分析，汽化室溫度為250℃，柱前壓為51.72 kPa，載氣為高純He（99.999%），流量為1.0mL/min，進(jìn)樣量為1μL，分流比40：1。質(zhì)譜條件：離子源為電子轟擊（EI）源，離子源溫度230℃，四極桿溫度150℃，電子能量70eV，發(fā)射電流34.6μA，倍增器電壓2034 V，接口溫度280℃，溶劑延遲4min，掃描范圍10～500 u。標(biāo)準(zhǔn)圖庫為美國NIST和LIBTX譜庫。面積歸一化法確定相對含量。

表1　檀香油分子蒸餾的工作條件

2　結(jié)果與討論

2.1檀香油的GC-MS分析

檀香油經(jīng)GC-MS分析，所得各成分質(zhì)譜數(shù)據(jù)經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)譜圖進(jìn)行對照，其中被鑒定成分的化合物名稱、分子式、相對分子質(zhì)量、相對含量見表2。

表2　檀香油的化學(xué)組成與相對含量

結(jié)果表明檀香油主要成分與余競光等［5］報(bào)道的基本一致。

同時檀香油中對其優(yōu)良品質(zhì)起決定作用的主要成分是α-檀香醇和β-檀香醇，檀香醇的含量越高，油的品質(zhì)越優(yōu)良。表2中所顯示檀香油中所含α-檀香醇和β-檀香醇的總相對含量為71.812%。

2.2檀香油分子蒸餾富集考察

通過分子蒸餾得到的各餾出物與檀香油的總離子流圖見圖2，各餾出物中主要成分的相對含量與檀香油的主要成分的相對含量比較見表3。

圖2　分子蒸餾各餾出物離子流圖比較

表3　分子蒸餾各餾出物與原油化學(xué)成分比較

如表3和圖2所示，隨著分布蒸餾的進(jìn)行，餾分中的低沸點(diǎn)組分（單萜及倍半萜烯類化合物）的相對含量明顯下降，而兩種有效成分α-檀香醇和β-檀香醇的相對含量明顯上升。用面積歸一法求得餾出物Ⅱ和餾出物Ⅲ中的兩種有效成分含量高達(dá)94.042% ～96.647%。較之蒸餾前為71.812%有了大幅度的提高（以百分比表示提高了31%～35%）。兩種餾出物合并可得到純化的檀香油。

3　結(jié)論

通過上述在不同實(shí)驗(yàn)條件下的考察，在較溫和的條件下（溫度≤45℃，壓力≤150Pa），可使檀香油中有效成分α-檀香醇和β-檀香醇與其他組分得以很好的分離，達(dá)到富集的目的。在本實(shí)驗(yàn)中被分離組分α-檀香醇和β-檀香醇的分子量為220，用分子蒸餾法，與相對分子質(zhì)量較為接近的倍半萜烯類化合物（平均相對分子質(zhì)量為204）達(dá)到了較為理想的分離，使得被分離組分的相對含量提高了31%～35%，這也是采用普通蒸餾方法難以達(dá)到的優(yōu)勢所在。

［1］鄧朝霞，葉代勇，傅和清，等.分子蒸餾及其在精細(xì)化工上的應(yīng)用［J］.廣州化工，2006，34（2）：6-9.

［2］連錦花，孫果宋，雷福厚.分子蒸餾技術(shù)及其應(yīng)用［J］.化工技術(shù)與開發(fā)，2010，39（7）：32-38.

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［4］鄒小兵，陶進(jìn)轉(zhuǎn)，夏之寧，等.微波輔助提取揮發(fā)油的研究進(jìn)展［J］.中成藥，2010，32（6）：1014-1020.

［5］余競光，叢浦珠，林級田，等.國產(chǎn)檀香油化學(xué)成分和五個新化合物的初步結(jié)構(gòu)研究［J］.藥學(xué)學(xué)報(bào)，1988，23（11）：868-872.

10.3969/j.issn.1008-1267.2016.04.017

TQ654

A

1008-1267（2016）04-0050-03

2016-03-16

方旭東（1981-），男，天津人，本科，實(shí)驗(yàn)師。