復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.黑龍江八一農墾大學食品學院，黑龍江大慶 163319；2.黑龍江八一農墾大學動物科技學院，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，以及內蒙古等地常見杜香。大興安嶺林地的70%均為杜香，年產干葉量可達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種及該種的一個變型和一個變種，即杜香（Ledum palustre） 又稱細葉杜香、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、驅蟲、透皮吸收等作用，其精油內服可治咳喘、風濕性關節炎；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品效果明顯，反響極佳。據報道，杜香是現今發現含熊果酸最高的植物，熊果酸在醫療上具有保肝、抗腫瘤、抗癌、抗菌、鎮靜、美白、抗炎、增強機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、萜烯類物質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，因此開發杜香植物資源是順應時代需求，若要物盡其用，尋找最佳提取工藝是首要的。

1 試驗設計與方法

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

1.1.3 主要儀器

AR153CN型電子秤，奧豪斯儀器上海有限公司產品；DK-S24型電熱恒溫水浴鍋，上海森信實驗儀器有限公司產品；FS-20型粉碎機，莊河市南甸機械廠產品；701-A型電熱干燥箱，大連實驗設備廠產品。

1.2 試驗流程及方法

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（復合溶劑分層） →萃?。ㄉ蠈佑蛯樱^濾→濃縮→稱量→杜香油產品→計算產率。

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

1.2.2 杜香油得率的計算

杜香物料初始質量為m1，杜香油質量為m2，計算公式如下：

2 結果與分析

2.1 單因素試驗

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，杜香油得率為27.4 mg/g。杜香油中萜類物質屬于含氧化合物，含氧化合物多而碳氫化合物少，易溶于低濃度乙醇水溶液中。乙醇與水的配比為1∶1時是最佳浸提條件。

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，杜香油得率為24 mg/g，此時最佳。

2.1.3 料液比對杜香油得率的影響設置料液比分別為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，會延長浸提時間，造成提取物的損失，可能是一些水溶性、脂溶性物質與乙醇發生化學變化，使提取效果不理想。料液比小于1∶10時，杜香油得率極小，損失嚴重。

2.1.4 浸提時間對杜香油得率的影響

設置杜香的浸提時間分別為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，隨著時間增加，杜香油得率減少，0.5 h為最佳浸提時間。浸泡過程中，溶劑對物料的溶解量逐漸增大，直到飽和狀態，若繼續延長時間，可能會使香氣物質變質失效或者氧化分解，目標物質減少，不利于實際生產。2.1.5 浸提溫度對杜香油得率的影響

圖4 浸提時間對杜香油得率的影響

浸提溫度分別設為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℃時最大得率為23.8 mg/g。則20℃時為最佳浸提溫度。

2.2 正交試驗

根據影響揮杜香油提取的因素，選取乙醇濃度（A）、浸提時間（B）、石油醚用量（C） 作為考查因素進行條件篩選，以杜香油得率作為考查指標，設計L16（45）正交試驗。

L16（45）正交試驗因素與水平設計見表1，杜香油提取工藝正交試驗方案和結果見表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方案和結果

2.3 最佳工藝驗證試驗

按試驗得出的最佳提取工藝，加倍劑量進行3次試驗，記錄結果為24.8，24.6，25.3 mg/g。杜香油得率24.9 mg/g。

3 結論

（1） 選取單因素變量為浸提時間、浸提溫度、料液比、石油醚用量、乙醇體積分數對復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）正交試驗數據表明，影響杜香油得率的因素順序為A＞C＞B。因此乙醇體積分數對杜香油得率影響最大，是主要因素，石油醚用量影響較次，時間對其影響最小。

（3）復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，此時杜香油得率為24.9 mg/g?！?/p>