一种沉香精油的提取方法
阅读说明：本技术 一种沉香精油的提取方法 (Extraction method of agilawood essential oil ) 是由 苏永业 王美蕾 于 2021-08-17 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种沉香精油的提取方法,将沉香进行超声预提后,将沉香干燥打碎成木丝,再使用木丝进行提取,减少热敏的挥发性成分的损失,增加沉香与水接触的表面积,提高挥发性成分流出率；采用无水乙醇-甘油混合溶液对收集的油状物、沉香油和沉香粉进行强电场萃取,提取挥发性成分,将挥发性成分与性质相近的物质分离,然后通过离心,得到沉香油层,接着利用羟丙基葡聚糖凝胶,采用水、无水乙醇-二氯甲烷混合溶液和甲醇依次洗脱沉香油层,减少脂肪酸的含量,去除残余的有机溶剂和色素等杂质,然后通过分子蒸馏,进一步分离沉香的挥发性成分。(The invention provides an extraction method of agilawood essential oil, which comprises the steps of carrying out ultrasonic pre-extraction on agilawood, drying and smashing the agilawood into wood shreds, and then extracting the wood shreds, so that the loss of thermosensitive volatile components is reduced, the contact surface area of the agilawood and water is increased, and the outflow rate of the volatile components is improved; the method comprises the steps of performing strong electric field extraction on collected oily substances, linaloe oil and agilawood powder by using an absolute ethyl alcohol-glycerol mixed solution, extracting volatile components, separating the volatile components from substances with similar properties, centrifuging to obtain an agilawood oil layer, eluting the agilawood oil layer by using water, an absolute ethyl alcohol-dichloromethane mixed solution and methanol sequentially by using hydroxypropyl glucan gel, reducing the content of fatty acid, removing impurities such as residual organic solvent and pigment, and further separating the volatile components of agilawood by molecular distillation.)
技术领域
本发明涉及精油提取技术领域，特别涉及一种沉香精油的提取方法。
背景技术
沉香为瑞香科沉香属白木香含树脂的部分，在我国主要产自海南、广东、云南、福建等省，具有行气止痛，温中止呕，纳气平喘之功效，常用于胸腹胀闷疼痛，胃寒呕吐呃逆，肾虚气逆喘急。沉香中的主要挥发性成分为倍半萜及其含氧衍生物、芳香族物质、脂肪酸及其脂类和色原酮类，但脂肪酸类物质存在容易引起沉香精油的酸败，不利于沉香精油的保存。
沉香精油是由沉香经过蒸馏，吸附或萃取等方法提炼而得的，是沉香的精华所在，沉香精油对人体有着多重功效，例如：改善气场、舒缓压力、安眠抗郁、调理身心和促进身体新城代谢等，现有提取沉香精油的方法较多，主要是水蒸气蒸馏法、溶剂法、超临界萃取法。其中，水蒸气蒸馏法通过水蒸气蒸馏得到的精油，往往只能够得到沉香挥发性成分的高挥发性成分，收率低，且提取出的成分稳定性差；溶剂法通过采用极性相近的有机溶剂进行萃取，收率较水蒸气蒸馏法高，但溶剂萃取法会溶解出分子结构比较复杂的植物蜡、树脂和色素等杂质，还会有少量溶剂残留；超临界萃取法萃取出来的物质纯度高，萃取效率高，但这种方法使用仪器数量多，且价格昂贵，提取成本高。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种脂肪酸含量和有机溶剂残留量少的沉香精油的提取方法。
本发明所述一种沉香精油的提取方法，包括以下步骤：
(1)将沉香切碎后，加水超声处理10～15min，收集油状物，并将沉香取出烘干，打碎成沉香木丝；
(2)向沉香木丝中加入水，升温至200～250℃后保温35～45h，降温至室温，收集沉香油，将沉香木丝粉碎，干燥，得沉香粉；
(3)向步骤(1)的油状物和步骤(2)的沉香油混合后，加入沉香粉和无水乙醇-甘油混合溶液进行强电场萃取，萃取结束后，过滤，取滤液离心，收集沉香油层；
(4)取沉香油层用羟丙基葡聚糖凝胶洗脱，依次用水、无水乙醇-二氯甲烷混合溶液、甲醇洗脱，收集无水乙醇-二氯甲烷和甲醇的洗脱液，将洗脱液进行分子蒸馏，收集沉香精油蒸馏分，得沉香精油。
进一步的，步骤(1)中，所述加水超声处理的加水量为刚好没过沉香上表面，超声功率为400～600W，超声频率为28～33KHz。
进一步的，所述沉香木丝为长3～5cm、宽2～4mm、厚1mm的沉香木丝。
进一步的，所述烘干为在30～45℃的条件下，干燥至含水量10～15％。
进一步的，步骤(2)中，水的加入量为沉香木丝重量的10～15倍。
进一步的，步骤(2)中，所述升温为先升温至30～40℃保温5～10h，让沉香木丝进行自然发酵，增加沉香的芳香物质，再以5～10℃/min的速率升温至200～250℃，保温35～45h。
进一步的，步骤(3)中，所述强电场萃取的电场强度为10～13kV/cm，脉冲频率为200～450Hz，脉冲宽度为4～6μs，萃取时间为15～20min。
进一步的，步骤(3)中，所述沉香粉的用量为油状物和沉香油总质量的1～5％。
进一步的，步骤(3)中，所述无水乙醇-甘油混合溶液用量为油状物和沉香油总体积的5～10倍。
进一步的，所述无水乙醇-甘油混合溶液中无水乙醇和甘油的体积比为(2～4)：1。
进一步的，所述离心为在4000～5000r/min离心3～5min。
进一步的，步骤(4)中，所述无水乙醇-二氯甲烷混合溶液中无水乙醇和二氯甲烷体积比为1:(3～6)。
进一步的，甲醇的体积浓度为65～75％。
进一步的，步骤(4)中，分子蒸馏的温度为30～45℃，真空度为20～100Pa，进料流速为1～2mL/min，转速为100～300r/min，冷却温度为-5～0℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明将沉香进行超声预提后，将沉香干燥打碎成木丝，再使用木丝进行水蒸气蒸馏，减少热敏的挥发性成分的损失，增加沉香与水接触的表面积，提高挥发性成分流出率；采用无水乙醇-甘油混合溶液对收集的油状物、沉香油和沉香粉进行强电场萃取，提取挥发性成分，将挥发性成分与性质相近的物质分离，然后通过离心，得到沉香油层，接着利用羟丙基葡聚糖凝胶，采用水、无水乙醇-二氯甲烷混合溶液和甲醇依次洗脱沉香油层，减少脂肪酸的含量，去除残余的有机溶剂和色素等杂质，然后通过分子蒸馏，进一步分离沉香的挥发性成分。
本发明先用水洗脱水溶性杂质后，再依次用无水乙醇-二氯甲烷混合溶液和甲醇进行洗脱，能够在洗脱出沉香中的倍半萜类物质和色酮类物质等挥发性成分的同时，去除前序步骤残留的溶剂，减少脂肪酸的流出。
采用本发明提取方法提取所得的沉香精油，具有倍半萜类和色酮类物质含量高，脂肪酸含量较少，有机溶剂残余量低，稳定性良好等特点。
具体实施方式
为了更好理解本发明技术内容，下面提供具体实施例，对本发明做进一步的说明。
实施例1
一种沉香精油的提取方法，包括以下步骤：
(1)将沉香切碎后，加水，让水刚好没过沉香上表面，在超声功率为480W，超声频率为33KHz的条件下，超声处理10min，收集油状物，并将沉香取出，在42℃的条件下，干燥至含水量13％，打碎成沉香木丝；
(2)向沉香木丝加入水，先升温至30℃保温10h，再以10℃/min的速率升温至200℃，保温45h，降温至室温，收集沉香油，将沉香木丝粉碎，干燥，得沉香粉；
(3)向步骤(1)的油状物和步骤(2)的沉香油混合后，加入沉香粉和无水乙醇-甘油混合溶液，在电场强度为11kV/cm，脉冲频率为360Hz，脉冲宽度为5μs的条件下，强电场萃取15min，过滤，取滤液，在4300r/min离心4min，收集沉香油层；
其中，沉香粉的加入量为油状物和沉香油总质量的5％；无水乙醇-甘油混合溶液加入量为油状物和沉香油总体积的10倍；无水乙醇-甘油混合溶液中无水乙醇和甘油体积比为3：1；
(4)取沉香油层用羟丙基葡聚糖凝胶洗脱，依次用纯化水、无水乙醇-二氯甲烷混合溶液(无水乙醇：二氯甲烷＝1:5)、甲醇洗脱，收集无水乙醇-二氯甲烷和甲醇的洗脱液，将洗脱液进行分子蒸馏，分子蒸馏的温度为35℃，真空度为50Pa，进料流速为2mL/min，转速为200r/min，冷却温度为-5～0℃，收集沉香精油蒸馏分，得沉香精油。
实施例2
一种沉香精油的提取方法，包括以下步骤：
(1)将沉香切碎后，加水，让水刚好没过沉香上表面，在超声功率为400W，超声频率为28KHz的条件下，超声处理15min，收集油状物，并将沉香取出，在30℃的条件下，干燥至含水量15％，打碎成沉香木丝；
(2)向沉香木丝加入水，以8℃/min的速率升温至250℃，保温35h，降温至室温，收集沉香油，将沉香木丝粉碎，干燥，得沉香粉；
(3)向步骤(1)的油状物和步骤(2)的沉香油混合后，加入沉香粉和无水乙醇-甘油混合溶液，在电场强度为13kV/cm，脉冲频率为310Hz，脉冲宽度为6μs的条件下，强电场萃取20min，过滤，取滤液，在5000r/min离心3min，收集沉香油层；
其中，沉香粉的加入量为油状物和沉香油总质量的3％；无水乙醇-甘油混合溶液加入量为油状物和沉香油总体积的8倍；无水乙醇-甘油混合溶液中无水乙醇和甘油体积比为4：1；
(4)取沉香油层用羟丙基葡聚糖凝胶洗脱，依次用纯化水、无水乙醇-二氯甲烷混合溶液(无水乙醇：二氯甲烷＝1:6)、甲醇洗脱，收集无水乙醇-二氯甲烷和甲醇的洗脱液，将洗脱液进行分子蒸馏，分子蒸馏的温度为45℃，真空度为100Pa，进料流速为2mL/min，转速为200r/min，冷却温度为-5～0℃，收集沉香精油蒸馏分，得沉香精油。
实施例3
一种沉香精油的提取方法，包括以下步骤：
(1)将沉香切碎后，加水，让水刚好没过沉香上表面，在超声功率为480W，超声频率为33KHz的条件下，超声处理10min，收集油状物，并将沉香取出，在42℃的条件下，干燥至含水量13％，打碎成沉香木丝；
(2)向沉香木丝加入水，先升温至30℃保温10h，再以10℃/min的速率升温至200℃，保温45h，降温至室温，收集沉香油，将沉香木丝粉碎，干燥，得沉香粉；
(3)向步骤(1)的油状物和步骤(2)的沉香油混合后，加入沉香粉和无水乙醇-甘油混合溶液，在电场强度为11kV/cm，脉冲频率为360Hz，脉冲宽度为5μs的条件下，强电场萃取15min，过滤，取滤液，在4300r/min离心4min，收集沉香油层；
其中，沉香粉的加入量为油状物和沉香油总质量的5％；无水乙醇-甘油混合溶液加入量为油状物和沉香油总体积的10倍；无水乙醇-甘油混合溶液中乙醇和甘油体积比为3：1；
(4)取沉香油层用羟丙基葡聚糖凝胶洗脱，依次用纯化水、无水乙醇-二氯甲烷混合溶液(无水乙醇：二氯甲烷＝1:5)、甲醇洗脱，收集无水乙醇-二氯甲烷和甲醇的洗脱液，将洗脱液进行分子蒸馏，分子蒸馏的温度为35℃，真空度为50Pa，进料流速为3mL/min，转速为200r/min，冷却温度为-5～0℃，收集沉香精油蒸馏分，得沉香精油。
实施例4
一种沉香精油的提取方法，包括以下步骤：
(1)将沉香切碎后，加水，让水刚好没过沉香上表面，在超声功率为480W，超声频率为33KHz的条件下，超声处理10min，收集油状物，并将沉香取出，在42℃的条件下，干燥至含水量13％，打碎成沉香木丝；
(2)向沉香木丝加入水，先升温至30℃保温10h，再以10℃/min的速率升温至200℃，保温45h，降温至室温，收集沉香油，将沉香木丝粉碎，干燥，得沉香粉；
(3)向步骤(1)的油状物和步骤(2)的沉香油混合后，加入沉香粉和无水乙醇-甘油混合溶液，在电场强度为23kV/cm，脉冲频率为150Hz，脉冲宽度为8μs的条件下，强电场萃取15min，过滤，取滤液，在4300r/min离心4min，收集沉香油层；
其中，沉香粉的加入量为油状物和沉香油总质量的10％；无水乙醇-甘油混合溶液加入量为油状物和沉香油总体积的10倍；无水乙醇-甘油混合溶液中乙醇和甘油体积比为3：1；
(4)取沉香油层用羟丙基葡聚糖凝胶洗脱，依次用纯化水、无水乙醇-二氯甲烷混合溶液(无水乙醇：二氯甲烷＝1:5)、甲醇洗脱，收集无水乙醇-二氯甲烷和甲醇的洗脱液，将洗脱液进行分子蒸馏，分子蒸馏的温度为35℃，真空度为50Pa，进料流速为2mL/min，转速为200r/min，冷却温度为-5～0℃，收集沉香精油蒸馏分，得沉香精油。
实施例5
一种沉香精油的提取方法，包括以下步骤：
(1)将沉香切碎后，加水，让水刚好没过沉香上表面，在超声功率为480W，超声频率为33KHz的条件下，超声处理10min，收集油状物，并将沉香取出，在42℃的条件下，干燥至含水量13％，打碎成沉香木丝；
(2)向沉香木丝加入水，先升温至30℃保温10h，再以10℃/min的速率升温至200℃，保温45h，降温至室温，收集沉香油，将沉香木丝粉碎，干燥，得沉香粉；
(3)向步骤(1)的油状物和步骤(2)的沉香油混合后，加入沉香粉和无水乙醇-甘油混合溶液，在电场强度为11kV/cm，脉冲频率为360Hz，脉冲宽度为5μs的条件下，强电场萃取15min，过滤，取滤液，在4300r/min离心4min，收集沉香油层；
其中，沉香粉的加入量为油状物和沉香油总质量的5％；无水乙醇-甘油混合溶液加入量为油状物和沉香油总体积的10倍；无水乙醇-甘油混合溶液中乙醇和甘油体积比为3：1；
(4)取沉香油层用大孔树脂洗脱，依次用纯化水、无水乙醇-二氯甲烷混合溶液(无水乙醇：二氯甲烷＝1:5)、甲醇洗脱，收集无水乙醇-二氯甲烷和甲醇的洗脱液，将洗脱液进行分子蒸馏，分子蒸馏的温度为35℃，真空度为50Pa，进料流速为2mL/min，转速为200r/min，冷却温度为-5～0℃，收集沉香精油蒸馏分，得沉香精油。
对比例1
一种沉香精油的提取方法，包括以下步骤：
(1)将沉香切碎后，在42℃的条件下，干燥至含水量13％后，粉碎至450目，得沉香粉；
(2)向沉香木丝加入水，先升温至30℃保温10h，再以10℃/min的速率升温至200℃，保温45h，降温至室温，收集沉香油，将沉香木丝粉碎，干燥，得沉香粉；
(3)向步骤(1)的油状物和步骤(2)的沉香油混合后，加入沉香粉和无水乙醇-甘油混合溶液，在电场强度为11kV/cm，脉冲频率为360Hz，脉冲宽度为5μs的条件下，强电场萃取15min，过滤，取滤液，在4300r/min离心4min，收集沉香油层；
其中，沉香粉的加入量为油状物和沉香油总质量的5％；无水乙醇-甘油混合溶液加入量为油状物和沉香油总体积的10倍；无水乙醇-甘油混合溶液中乙醇和甘油体积比为3：1；
(4)取沉香油层用羟丙基葡聚糖凝胶洗脱，依次用纯化水、沉香油层体积6倍的无水乙醇-二氯甲烷混合溶液(无水乙醇：二氯甲烷＝1:5)、沉香油层体积3倍的甲醇洗脱，收集无水乙醇-二氯甲烷和甲醇的洗脱液，将洗脱液进行分子蒸馏，分子蒸馏的温度为35℃，真空度为50Pa，进料流速为2mL/min，转速为200r/min，冷却温度为-5～0℃，收集沉香精油蒸馏分，得沉香精油。
对比例2
一种沉香精油的提取方法，包括以下步骤：
(1)将沉香切碎后，加水，让水刚好没过沉香上表面，在超声功率为480W，超声频率为33KHz的条件下，超声处理10min，收集油状物，并将沉香取出，在42℃的条件下，干燥至含水量13％，打碎成沉香木丝；
(2)向沉香木丝加入水，先升温至30℃保温10h，再以10℃/min的速率升温至200℃，保温45h，降温至室温，收集沉香油，将沉香木丝粉碎，干燥，得沉香粉；
(3)向步骤(1)的油状物和步骤(2)的沉香油混合后，加入沉香粉和无水乙醇-甘油混合溶液，在电场强度为11kV/cm，脉冲频率为360Hz，脉冲宽度为5μs的条件下，强电场萃取15min，过滤，取滤液，在4300r/min离心4min，收集沉香油层；
其中，沉香粉的加入量为油状物和沉香油总质量的5％；无水乙醇-甘油混合溶液加入量为油状物和沉香油总体积的10倍；无水乙醇-甘油混合溶液中乙醇和甘油体积比为3：1；
(4)取沉香油层用羟丙基葡聚糖凝胶洗脱，依次用纯化水、甲醇、无水乙醇-二氯甲烷混合溶液(无水乙醇：二氯甲烷＝4:1)洗脱，收集甲醇和无水乙醇-二氯甲烷混合溶液的洗脱液，将洗脱液进行分子蒸馏，分子蒸馏的温度为25℃，真空度为150Pa，进料流速为2mL/min，转速为200r/min，冷却温度为-5～0℃，收集沉香精油蒸馏分，得沉香精油。
对比例3
一种沉香精油的提取方法，包括以下步骤：
(1)将沉香切碎后，加水，让水刚好没过沉香上表面，在超声功率为480W，超声频率为33KHz的条件下，超声处理10min，收集油状物，并将沉香取出，在42℃的条件下，干燥至含水量13％，打碎成沉香木丝；
(2)向沉香木丝加入水，先升温至30℃保温10h，再以10℃/min的速率升温至200℃，保温45h，降温至室温，收集沉香油，将沉香木丝粉碎，干燥，得沉香粉；
(3)向步骤(1)的油状物和步骤(2)的沉香油混合后，加入沉香粉和无水乙醇-甘油混合溶液，在超声功率为300W，超声频率40KHz的条件下，超声处理10min，过滤，取滤液，在4300r/min离心4min，收集沉香油层；
其中，沉香粉的加入量为油状物和沉香油总质量的5％；无水乙醇-甘油混合溶液加入量为油状物和沉香油总体积的10倍；无水乙醇-甘油混合溶液中乙醇和甘油体积比为3：1；
(4)取沉香油层用羟丙基葡聚糖凝胶洗脱，依次用纯化水、无水乙醇-二氯甲烷混合溶液(无水乙醇：二氯甲烷＝1:5)、甲醇洗脱，收集无水乙醇-二氯甲烷和甲醇的洗脱液，将洗脱液进行分子蒸馏进行分子蒸馏，分子蒸馏的温度为35℃，真空度为50Pa，进料流速为2mL/min，转速为200r/min，冷却温度为-5～0℃，收集沉香精油蒸馏分，得沉香精油。
对比例4
一种沉香精油的提取方法，包括以下步骤：
(1)将沉香切碎后，加水，让水刚好没过沉香上表面，在超声功率为480W，超声频率为33KHz的条件下，超声处理10min，收集油状物，并将沉香取出，在42℃的条件下，干燥至含水量13％，打碎成沉香木丝；
(2)向沉香木丝加入水，先升温至30℃保温10h，再以10℃/min的速率升温至200℃，保温45h，降温至室温，收集沉香油，将沉香木丝粉碎，干燥，得沉香粉；
(3)向步骤(1)的油状物和步骤(2)的沉香油混合后，加入沉香粉和无水乙醇-甘油混合溶液，在电场强度为11kV/cm，脉冲频率为360Hz，脉冲宽度为5μs的条件下，强电场萃取15min，过滤，取滤液，在4300r/min离心4min，收集沉香油层；
其中，沉香粉的加入量为油状物和沉香油总质量的5％；无水乙醇-甘油混合溶液加入量为油状物和沉香油总体积的10倍；无水乙醇-甘油混合溶液中乙醇和甘油体积比为3：1；
(4)取沉香油层用羟丙基葡聚糖凝胶洗脱，依次用纯化水、无水乙醇-二氯甲烷混合溶液(无水乙醇：二氯甲烷＝1:5)、甲醇洗脱，收集无水乙醇-二氯甲烷和甲醇的洗脱液，得沉香精油。
试验例1沉香精油的成分含量测定
观察提取所得沉香精油色状，并测定其各成分含量以及有机溶剂残留量，有机溶剂残留量参照GB/T 5009.37-2003采用气相色谱法测定，成分含量测定条件如下，结果见表1；
色谱条件：HP-5弹性石英毛细管柱(0.25mm×30m，0.25μm)，载气为高纯氦气(99.999％)，恒定流量为1.0ml·min-1，不分流，溶液延迟时间：3min，进样量为3μl，进样口温度250℃，传输线温度280℃，升温程序：起始温度90℃，保持3min，然后以10℃/min升至180℃，然后以3℃/min升至280℃，保持10min，然后以5℃/min升至300℃，保持8min；
质谱条件：EI源，电子能量70eV，离子源温度250℃，四级杆温度150℃，扫描方式为全扫描，扫描范围m/z为50-550；
表1
由实验数据可知，采用本发明实施例1-2的提取方法提取沉香精油的倍半萜类和色酮类物质的含量高，脂肪酸类物质和有机溶剂残留量少，色状优良。
与实施例1相比，实施例3中分子蒸馏的条件与本发明不同，分馏效果差，倍半萜类物质和色酮类物质的含量相对较少，脂肪酸类的含量较多，有机溶剂残留量较多；实施例4中强电场萃取的条件与本发明不同，未能有效将挥发性成分与其他成分分离，倍半萜类物质和色酮类物质含量相对较少；实施例5未使用羟丙基葡聚糖凝胶进行洗脱，洗脱效果差，杂质较多。
与实施例1相比，对比例1中未进行超声预提，直接将沉香粉碎成沉香粉进行提取，对挥发性成分的影响较大，挥发性成分流出少；对比例2未采用本发明的洗脱方式，洗脱效果差，倍半萜类和色酮类物质的含量少，脂肪酸类物质的含量多；对比例3采用超声替换本发明的强电场萃取，萃取所得沉香精油中倍半萜类和色酮类物质含量低，脂肪酸类物质的含量较高；对比例4未进行分子蒸馏，最终所得精油的有机溶剂残余量和杂质含量高。
试验例2稳定性考察试验
取本发明实施例1、3-4和对比例2-3的沉香精油置于温度为25±2℃，相对湿度为40±10％的环境中开口保存，分别在保存的0d、5d、10d后测定酸值，结果见表2；
酸值的测定参照GB/T 14455.5-2008《香料酸值或含酸量的测定》；
表2
由上表可知，本发明实施例1提取所得的沉香精油在室温条件下，在开口保存10d后，酸值由0.4mgKOH/g上升至6.8mgKOH/g，与实施例4、对比例2精油放置5d后的酸值接近，说明本发明提取方法所提取得沉香精油的酸值小，贮存稳定性较好。
与实施例1相比，实施例3中分子蒸馏的条件与本发明不同，脂肪酸类物质的含量较多，沉香精油的酸值较大；实施例4中强电场萃取的条件与本发明不同，脂肪酸的分离效果差；对比例2未采用本发明的洗脱方式，未能有效分离脂肪酸类物质，酸值较大；对比例3采用超声替换本发明的强电场萃取，成分的分离效果差，酸值大；对比例4未进行分子蒸馏，脂肪酸类物质的去除效果较差，酸值较大。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。