酶法提取松针精油的实验室研

酶法提取松针精油的实验室研究1

刘晓庚，鞠兴荣，茆旭东，张珍

(南京财经大学应用化学系江苏省粮油副产品深度利用重点实验室，江苏

南京210003 )

摘要：比较了水蒸气蒸馏法、微波法、酶法、微波辅助酶法和微波辅助离子液体酶法对新鲜松针提取精油的效果，并首次报道微波辅助离子液体酶法提取松针精油。结果表明，微波辅助离子液体酶法的精油得率高达0.49 %~0.53 %，比最低的水蒸气蒸馏法提高48 %~67 %，比单用酶法提高了12.3 %以上；离子液体的回收率为98.5 %~100 %。结论是酶法、微波辅助离子液体酶法和微波辅助酶法应用于松针精油提取是高效可行的。酶法的最佳工艺条件是：温度50℃，pH值4.5，酶与松针的质量比1:500，酶解时间约1 h。

关键词：松针；精油；酶法提取；微波辅助离子液体酶法提取

中国分类号：TQ351.014；Q814.9 文献标识码：A

STUDIES ON EXTRACTING ESSENTIAL OIL FROM PINE NEEDLE IN LAB LIU Xiao-geng，JU Xing-rong，MAO Xu-dong，ZHANG Zhen （Department of Applied Chemistry, Nanjiing University of Finance & Economics, Key Lab of Cereal & Oil’s By-products Utilization in Jiangsu province, Nanjing

210003, China）

Abstract：Five methods of extracting essential oil (natural perfume) from the fresh pine needles have been discussed, namely: enzymic (EZ) method, microwave-assisted (MA) method, steam distillation (SD) method,

收稿日期：2004-02-11

基金项目：江苏省教育厅自然科技资助项目（03KBJ550048）；南京财经大学预研究资助项目（0301）

作者简介：刘晓庚（1962-），男，江西峡江人，教授，主要从事化学教学和科研工作；E-mail：lxg_6211@。

microwave-assisted enzymic (MAEZ) method, microwave-assisted ionic liquid enzymic (MAILEZ) method. The results showed that the essential oil yields from MAEZM was 0.49%-0.53%, or 12.3% higher than of single enzynolysis. The optimum conditions of EZ method were obtained by orthogonal experiment as follows: temperature 50℃, pH value 4.5, mass ratio of enzyme to pine needles 1:500, enzymic time 1 h. The recovery rate of ionic liquid was 98.5%~100%.

Key words：pine needles；essential oil；enzymic extraction；microwave-assisted ionic liquid enzymic extraction

松针中含有丰富的精油，其主要成分为萜醇、萜烯、醚、酮、酚和酚脂。松针精油是从松树茎、叶等经提取、分馏而得的具有松针油特有的愉快香味的浅黄色或深黄色液体。其应用广泛，除用作香料和合成香料的原料外，还用作树胶、树脂、油类、纤维素醚等的溶剂，矿物质的浮选剂，酒精的变性剂，消泡剂，湿润剂，杀菌剂以及纺织品的加工等[1]。用酶法提取既保护了松针精油的有效成分在提取过程中不被破坏，又缩短了提取时间，提高了提取效益[2]；而微波和离子液体有激活和增强酶活性以及促进提取效率的作用[3~4]。因此，本研究着重探讨了用酶法、微波辅助离子液体酶法和微波辅助酶法提取松针精油。

1 实验材料

1.1主要仪器

DS-1高效组织捣碎机；HH-4数显恒温水浴锅；WXG-4圆盘旋光仪；SHIMADZU UV-2401PC紫外分光光度计；WD900SL23-2格兰仕微波炉；阿贝折光仪。

1.2试剂材料

纤维素酶：酶活力≥1 500 U/g，中国医药(集团)上海化学试剂公司；酶活力≥82 GCU/g，广东裕立宝公司提供，离子液体：咪唑系列的离子液体由中国科学院兰州化学物理研究所提供，胍盐类离子液体自制，其他试剂均为分析纯。

将采自南京财经大学校园和红山动物园新鲜松针用水清洗、除杂、晾置风干后，用刀切成长1~3 cm备用。

2 实验部分

2.1提取基本原理

纤维素酶（CE）又称β-1,4-葡聚糖水解酶，系黑曲霉（Aspergillus niger）或木霉菌（Trichoderma viride）培养发酵液中提取而精制的酶制剂。它能使纤维素多糖中β-1,4-葡聚糖水解为β-糊精，其保存的最适pH值4.5 ~ 5.5，对热较稳定，即使在100℃保持10 min仍可保持原活性的20%以上，其最适温度50~60℃，天然存在于许多霉菌、细菌中[5]。CE对植物具有专一分解特性，催化多糖类物质的水解，可以使细胞壁及细胞间质中的纤维素、半纤维素等物质降解，引起细胞壁及细胞间质结构产生局部疏松、膨胀、崩溃等变化，减小细胞壁、细胞间质等传质屏障对有效成分从细胞内向提取介质扩散的传质阻力，促进传质过程，使有效成分提取率提高。微波能大幅度地提高传质和扩散速率，离子液体又有增强纤维和细胞壁的溶解度和提高酶活性等多重作用。采用微波辅助离子液体CE酶法在较低温度下提取松针精油，在短时间内即可达到高效提取有效成分的效果[3~4,6]。

2.2 提取方法

2.2.1 酶法提取取50~150 g新鲜切好的松针样品加入适量的水，捣碎5~10 min。用HCl或Na2CO3调节pH值，加入按文献[2]方法活化的活性酶CE，于设定温度下进行酶解。然后抽滤，滤液用有机溶剂萃取，真空蒸馏，回收溶剂，