[發明專利]超臨界色譜分離濃縮柑橘精油中含氧化合物的裝置及方法

有效

• 申請號: 201310289339.3
• 申請日: 2013-07-11
• 公開（公告）號: CN103333744A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 王宏濤;張東麗;張登;鐘佩英;李軍;蘇玉忠;洪燕珍
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: C11B9/02
• 分類號: C11B9/02
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙) 35200
• 代理人: 劉勇

技術領域

本發明涉及柑橘精油，尤其是涉及一種超臨界色譜分離濃縮柑橘精油中含氧化合物的裝置及方法。

背景技術

柑橘精油是天然香精香料中的一大類，主要用作食品、日化、醫藥、化工等產品的香料，也是合成某些香料的主要原料。柑橘精油主要存在于柑橘類植物的果皮、花和葉中，但以果皮中含量最豐富（1～3wt%）。柑橘精油中主要含有萜烯類化合物（60～94%）、含氧化合物（5～40%）、蠟酯和色素（2%左右）四類成分，其中含氧化合物主要為高級醇類、醛類、酮類、酯類等成分，是柑橘精油香味的主要來源，其主要代表成分為芳樟醇；而萜烯類化合物主要為不飽和烴類成分，對香氣的貢獻很小，且受熱和光照容易氧化分解，影響產品的穩定性和香氣風味，其主要代表成分為檸檬烯；蠟酯和色素類成分雖然含量很少，但受熱和光照極易產生光毒性物質，引起精油變質而影響其產品質量。因此，柑橘精油香料產品需要脫除萜烯類化合物、蠟酯和色素類成分。

傳統上，主要采用蒸餾法和溶劑提取法脫除萜烯類化合物（主要為檸檬烯）而使柑橘精油中的含氧化合物（主要為芳樟醇）得到分離濃縮，但這些傳統方法普遍存在分離純化程度不高，難以脫除蠟酯和色素類成分，萃取時間長，高溫下產物變質，溶劑殘留以及污染環境等問題。目前，國內外的研究者采用超臨界CO₂萃取技術或耦合其他分離技術分離柑橘精油中的各類成分，一些研究也取得了一定的進展。如王丹青等([1]王丹清，王宏濤，吳大鵬等，超臨界CO₂萃取分離桔油中的萜烯和含氧化合物，化學工程，2010,38(5):9-12)研究了采用超臨界CO₂為溶劑直接萃取冷榨柑橘精油中的萜烯類化合物，在萃取相中所得萜烯類化合物的回收率最高達90%以上。Gironi等（[2]Gironi?F,Maschietti?M.Supercritical?carbon?dioxide?fractionation?of?lemon?oil?by?means?of?a?batch?process?with?an?external?reflux[J].J.of?Supercritical.Fluids,2005,35(3):227-234）利用超臨界萃取耦合間歇精餾過程研究了外回流對檸檬精油中含氧化合物回收率的影響，在較大的回流比條件下，含氧化合物的回收率可達到0.81～1；Sato和Kondo等（[3]Sato?Masaki,Goto?Motonobu,Hirose?Tsutomu.Fractional?extraction?with?supercritical?carbon?dioxide?for?the?removal?of?terpenes?from?citrus?oil[J].Ind.Eng.Chem.Res.,1995,34(11):3941–3946；[4]Sato?Masaki,Goto?Motonobu,Hirose?Tsutomu.Supercritical?fluid?extraction?on?semibatch?mode?for?the?removal?of?terpene?in?citrus?oil[J].Ind.Eng.Chem.Res.,1996,35(6):1906–1911；[5]Sato?Masaki,Kondo?Mitsuru,Goto?Motonobu,et?al.Fractionation?of?citrus?oil?by?supercriticalcountercurrent?extraction?with?side-stream?withdrawal[J].J.Supercritical.Fluids,1998,13(1-3):311–317；[6]Kondo?Mitsuru,Akgun?Nalan,Goto?Motonobu,et?al.Semi-batch?operation?and?countercurrent?extraction?by?supercritical?CO2for?the?fractionation?of?lemon?oil[J].J.Supercritical.Fluids,2002,23(1):21-27）采用超臨界CO₂連續逆流萃取裝置對柑橘精油脫除萜烯類化合物進行了研究，在較低的超臨界壓力（8.8MPa）和溫度梯度（59.85～39.85℃）下，在萃取塔頂部、中部及底部分別得到一定程度濃縮的萜烯類化合物、含氧化合物及蠟酯富集的產物；Goto等（[7]Motonobu?Goto,Gou?Gukui,Hongtao?Wang,et?al.Deterpenation?of?bergamot?oil?by?pressure?swing?adsorption?in?supercritical?carbon?dioxide[J].Journal?of?chemical?engineering?of?Japan,2002,35(4):372-376）利用超臨界CO₂萃取耦合變壓吸附分離過程研究了香檸檬精油的分離，在解吸塔的減壓和解吸操作步驟中得到了濃縮的含氧化合物。上述柑橘類精油精制的方法雖然采用“綠色”超臨界萃取技術，避免了高溫下產物變質，溶劑殘留及環境污染等問題。但普遍存在分離效率低，萜烯類化合物和蠟酯及色素類成分分離不完全，產品中含氧化合物的含量有待提高等問題，有些工藝過程還存在控制系統復雜，從平衡至穩定采出產品的時間過長等問題。因此，目前這些方法仍無法滿足柑橘精油中含氧化合物分離濃縮的要求。