一種雙水相體系及其富集痕量香木蘭烯的應用
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于食品與生物技術和分析化學的工藝技術領域，具體涉及一種雙水相體 系及其富集痕量香木蘭烯的應用。
【背景技術】
[0002] 花椒是一種主要的辛香調(diào)味料，它的使用形式為整粒和花椒粉，影響食品的感官 質(zhì)量，花椒易氧化和霉變，儲藏有困難，同時在食品將供過程中難以計量，因此嚴重影響我 國的食品質(zhì)量。目前，我國出口醬菜如涪陵榨菜等已采用花椒油樹脂為調(diào)味料?；ń酚蜆?脂的主要成分是香木蘭烯，它尤使油樹脂具有更強的香味逼真效果。香木蘭烯是一種值生 萜烯,存在于桉樹科植物的香精油(桉葉油）中，可用于調(diào)配丁香、胡椒、肉豆蔻、柑橘、藥草 等食用香精。含香木蘭烯的油樹脂還具有有效濃度高、體積小、使用方便、易儲藏運輸、微生 物不易生長、有利于食品風味的一致性等優(yōu)點。對含有香木蘭烯的辛香料油樹脂的研究于 20世紀70年代，經(jīng)過近30年的不斷深入研究和應用，含有香木蘭烯辛香料油樹脂的提取和 應用成為想了解關注的熱點。
[0003] 花椒油樹脂的香木蘭烯的提取方法有蒸汽擴散法，超臨界C02萃取法、分離蒸餾法 等方法，然而對于辛香料油樹脂的提取仍存在許多的問題與不易。在分析儀器、檢測儀器、 檢測方法、分離測定、數(shù)據(jù)處理和質(zhì)量控制等方面很難做到精準。面臨著操作復雜，樣品中 香木蘭烯的殘留量低，檢出困難，分析方法誤差大，樣品基質(zhì)及提取過程對香木蘭烯的測定 純在干擾等困難。
[0004] 因此，建立設備簡單，操作易行高效的香木蘭烯檢測方法對人們的生產(chǎn)生活是至 關重要的?，F(xiàn)階段，對于香木蘭烯的檢測手段主要有高效液相色譜法、氣相色譜法、紫外分 光光度法等定量分析測定方法。基于檢測樣品中，殘留量低、檢測出現(xiàn)困難等特點，在痕量 香木蘭烯的檢測和分析過程中，樣品的預處理發(fā)揮著很重要的作用。因此，建立高通量的樣 品預處理技術、在環(huán)境分析中應用的新分離技術以及富集與檢測聯(lián)用的方法和技術，將是 香木蘭烯分析和檢測與處理方法發(fā)展的一個趨勢。
[0005] 離子液體作為一種環(huán)境友好的反應介質(zhì)，具有恪點低、蒸汽壓小、電化學窗口大、 酸性可調(diào)及良好的溶解度、黏度和表面張力等特點。雙水相萃取與傳統(tǒng)的萃取及其他分離 技術相比，具有操作條件溫和、處理量大、易于連續(xù)操作等優(yōu)點。作為一種高效而溫和的新 型綠色分離體系，離子液體雙水相體系結(jié)合離子液體和雙水相的優(yōu)點，萃取過程中在保持 生物物質(zhì)的活性及構象等方面有明顯的技術優(yōu)勢。離子液體雙水相的研究取得了一些階段 性的成果，越來越受到關注。但到目前為止，以離子液體和有機溶劑所形成的雙水相體系分 離香木蘭烯的數(shù)據(jù)資料還未見報道，因此對該類體系的研究探討具有重要的理論意義和現(xiàn) 實意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對現(xiàn)有的香木蘭烯檢測方法中所存在的操作復雜，樣品中香木蘭烯的殘留量 低，檢出困難，分析方法誤差大，樣品基質(zhì)及提取過程對香木蘭烯的測定純在干擾等困難， 本發(fā)明的目的在于，提供一種咪唑類離子液體雙水相體系分離、富集食品配料花椒油樹脂 中痕量香木蘭烯的新方法。該方法利于提高殘留香木蘭烯的準確性，排除α-石竹烯雜質(zhì) 干擾，具有萃取物色純正，設備簡單，操作易行，對樣品的測定回收率高的特點。
[0007] 為了實現(xiàn)上述任務，本發(fā)明采取如下的技術解決方案：
[0008] -種雙水相體系，包括1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽離子液體、丙酮和水。
[0009] 具體的，按質(zhì)量百分比計，雙水相體系中1 -乙基-3 -甲基咪唑四氟硼酸鹽離子 液體為56. 7%~60. 38%，丙酮為13. 02%~15. 48%，其余為水，三者質(zhì)量百分比之和為 100%〇
[0010] 優(yōu)選的，按質(zhì)量百分比計，雙水相體系中1 -乙基_3 -甲基咪唑四氟硼酸鹽離子液 體為58%，丙酮為14. 11%，其余為水，三者質(zhì)量百分比之和為100%。
[0011] 所述的雙水相體系用于富集痕量香木蘭烯的應用。
[0012] 所述的雙水相體系用于富集花椒油樹脂中痕量香木蘭烯的應用。
[0013] 具體的，富集花椒油樹脂中痕量香木蘭烯的步驟包括：
[0014] 步驟一：將花椒油樹脂依次經(jīng)過堿洗、酸洗和醇洗后得到的物質(zhì)與水以體積比為 4:1混合得到混合物，混合物在80°C下溶解24小時得到分層溶液，取下層溶液即得香木蘭 稀待富集溶液；
[0015] 步驟二：按質(zhì)量比5:1，將權利要求1、2或3所述的雙水相體系加入步驟一制備的 香木蘭烯待富集溶液中，然后在溫度為40°C，pH值為2. 0的條件下恒溫振蕩30min，分相后 靜置萃取2h。
[0016] 優(yōu)選的，富集花椒油樹脂中痕量香木蘭烯的步驟包括：
[0017] 步驟一：將花椒油樹脂依次經(jīng)過堿洗、酸洗和醇洗后得到的物質(zhì)與水以體積比為 4:1混合得到混合物，混合物在80°C下溶解24小時得到分層溶液，取下層溶液即得香木蘭 稀待富集溶液；
[0018] 步驟二：按質(zhì)量比5:1，將權利要求1、2或3所述的雙水相體系加入步驟一制備的 香木蘭烯待富集溶液中，然后在溫度為40°C，pH值為2. 0的條件下恒溫振蕩30min，分相后 靜置萃取2h。
[0019] 本發(fā)明的優(yōu)點如下：
[0020] (1)本發(fā)明的方法集合了離子液體與雙水相的特點，在分離和純化方面表現(xiàn)出更 大的優(yōu)勢：體系易于放大，對于痕量香木蘭烯的分離富集的工業(yè)化應用尤為有利；體系內(nèi) 傳質(zhì)和平衡速度快，回收率高，香木蘭烯的萃取可達90%以上，比起傳統(tǒng)分離技術，其能耗 ??；
[0021] (2)體系的相間張力大大低于有機溶劑與水的相間張力，分離條件溫和，能保持香 木蘭烯中個分子的活性，經(jīng)試驗，該方法對香木蘭烯的萃取率可達96% ;
[0022] (3)該方法利于提高殘留香木蘭烯的準確性，排除α-石竹烯雜質(zhì)干擾，具有萃取 物色純正，設備簡單，操作易行，對樣品的測定回收率高的特點；不但能方便對此類調(diào)味料 的加工處理，同時操作較為簡單，適用于食品配料花椒油樹脂中的香木蘭烯的定量分析。
【附圖說明】
[0023] 圖1是丙酮濃度對萃取率的影響關系圖；
[0024] 圖2是1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽濃度對萃取率的影響關系圖；
[0025] 圖3是溫度對萃取率的影響關系圖；
[0026] 圖4是pH對萃取率的影響關系圖；
[0027] 圖5是萃取時間對萃取率的影響關系圖；
[0028] 以下結(jié)合說明書附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做具體說明。
【具體實施方式】
[0029] 本發(fā)明的雙水相體系分離花椒油樹脂中痕量香木蘭烯的過程包括：將1 -乙 基-3 -甲基咪唑四氟硼酸鹽離子液體、丙酮和蒸餾水混合均勻，得到雙水相萃取體系。其中 1 -乙基-3 -甲基咪唑四氟硼酸鹽尚子液體的質(zhì)量分數(shù)為56. 7~60. 38%，丙酮的質(zhì)量分 數(shù)是13. 02%~15. 48%，其余組分是蒸餾水，三者總的質(zhì)量分數(shù)是100%，按質(zhì)量比為5:1 向上述雙水相體系中加入香木蘭烯待富集溶液，然后在40°C溫度，pH值為2. 0的條件下，在 恒溫振蕩器中震蕩30min，分相后靜置萃取2h。該方法對香木蘭烯的萃取率可達96%。
[0030] 本發(fā)明的1 -乙基-3 -甲基咪唑四氟硼酸鹽離子液體購自上海成捷化學有限公 司，純度為0.99。
[0031] 本發(fā)明所指痕量是指香木蘭烯的質(zhì)量分數(shù)在0. 254%左右，花椒油樹脂是指采用 萃取法從花椒中提取的含有花椒全部風味特征的油狀制品，每公斤相當于20~30公斤花 椒所具有的香氣和麻感，且性狀穩(wěn)定，使用時分散均勻無殘留物，是調(diào)制花椒香氣、麻味的 理想原料。
[0032] 本發(fā)明通過一系列的實驗，采用以1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽離子液體與 丙酮形成的雙水相體系作為萃取溶劑，萃取花椒油樹脂中香木蘭烯。為了實現(xiàn)高萃取率，本 發(fā)明設計了一系列實驗以得到較優(yōu)的工藝參數(shù)：
[0033] 香木蘭烯待富集溶液的配置方法，以花椒油樹脂為例：
[0034] 花椒油樹脂先與2mol/LNa0H溶液以體積比為4:1混合浸泡5h得到堿性浸泡液， 用蒸餾水將堿性浸泡液洗至中性后再與3mol/LHC1溶液以體積比4:1混合浸泡7h得到酸 性浸泡液，用蒸餾水將酸性浸泡液洗至中性后與乙醇以體積比4:1混合浸泡24h充分溶脹 得到醇溶脹液，用乙醇將醇溶脹液洗至流出液加lmL水無白色渾濁現(xiàn)象得到醇溶液，再用 蒸餾水反復清洗使蒸餾水替換醇溶液中的乙醇得到水溶液；再將得到的水溶液在25mL高 壓釜中進行充分溶解，對高壓釜采用電加熱套加熱，磁力攪拌，在80°C的溫度下保持24小 時，然后停止加熱和攪拌，并在室溫下自然冷卻，分別收集上下層溶液，下層溶液即為所要 的香木蘭烯待富集溶液。
[0035] 1、分別取5. 8gl-乙基-3 -甲基咪唑四氟硼酸鹽離子液體、1 - 丁基咪唑四氟硼 酸鹽離子液體、1，3-二甲基咪唑硫酸甲酯鹽離子液體、聚乙烯吡咯烷酮k30、聚乙二醇400， 加入1. 41lg丙酮及適量蒸餾水使體系總質(zhì)量為10g。再加入2g香木蘭烯待富集溶液。于 40°C和pH2.