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解決方案 | XH-300A 用天然深層共熔溶劑進行小茴香種子精油的三級微波萃取法

發布時間：

2020/06/23 18:55

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第一作者：趙一平
通訊作者：王鵬, 鄭偉, 于國偉, 李祖光, 佘元斌, 雷茂榮
DOI:Industrial Crops & Products 140 (2019) 111660
IF：4.191 一區

本文亮點

精油提取，纖維素溶解，微波蒸餾、微波萃取、微波反應加速

前言

2019年，Industrial Crops & Products雜志發表了浙江工業大學的科研成果。該文章報道了通過微波輔助天然深共晶溶劑預處理與微波蒸餾相結合的新方法。

研發背景

天然深層共晶溶劑(NADESs)作為一類前景廣闊的綠色介質，近年來吸引了越來越多的關注。本文采用一種基于微波輔助的天然深共晶溶劑預處理-微波加氫蒸餾（MA-NADES-MHD）的新方法，從小茴香種子中提取香精油。

NADESs作為吸附微波和溶解纖維素的預處理溶劑。以氯化膽堿和L-乳酸(摩爾比為1:3)組成的天然深層共晶溶劑加40%(w/w)的水，采用該三級微波萃取技術得到的精油最高收率為2.22%(w/w)。與微波水解(MHD)和超聲輔助天然深層共晶溶劑預處理結合微波水解(UA-NADES-MHD)分別獲得1.13%(w/w)和1.57%(w/w)的精油收率相比,MA-NADES-MHD自然帶來更多的精油。值得注意的是,采用氣相色譜-質譜法分別鑒定了MHD、UA-NADES-MHD和MA-NADES-MHD中的45、48和58種揮發性成分。因此,NADESs對精油的提取具有顯著的影響,尤其是與微波技術結合后,其產量更高、質量更好、數量更多。此外,MA-NADES-MHD作為一種經濟、環保的技術,有可能應用于其他植物材料。

圖表解析

Figure 1 精油提取裝置示意圖。

Figure 2 篩選不同種類和數量的NADESs； (A）NADESs型（實驗條件：預處理階段。NADESs/粉體比（g/g）5:1，持續時間5 min，微波功率600 W，溫度60℃；快速加熱階段：去離子水200 mL，反應時間5 min，微波600 W，溫度110℃；水蒸氣階段：反應時間30 min，微波功率300 W，溫度110℃）；（B）NADES-11的含水量（實驗條件：預處理階段。NADES-11/粉體比例（g/g）5:1，持續時間5 min，微波功率600 W，溫度60℃；快速加熱階段：去離子水200 mL，反應時間5 min，微波600 W，溫度110℃；水蒸氣階段：反應時間30 min，微波功率300 W，溫度110℃）；（C）液/固比（實驗條件。預處理階段：NADES-11加40%的水(g/g)，時間5 min，微波功率600 W，溫度60℃；快速加熱階段：去離子水200 mL，反應時間5 min，微波功率600 W，溫度110℃；水解階段：反應時間30 min，微波功率300 W，溫度110℃）。

Figure 3 微波參數對預處理的影響。 (A）預處理階段的微波功率（實驗條件：預處理階段。NADES-11加40%的水（g/g），液固比（g/g）6:1，持續時間5分鐘，微波溫度60℃；快速加熱階段：去離子水200mL，反應時間5分鐘，微波功率600W，溫度110℃；水蒸餾階段：反應時間30分鐘，微波功率300W，溫度110℃）；（B）預處理階段的預處理溫度（實驗條件：預處理階段。NADES-11加40%的水（g/g），液固比（g/g）6:1，持續時間5 min，微波功率600 W，溫度60℃；快速加熱階段：去離子水200 mL，反應時間5 min，微波功率600 W，溫度110℃；水蒸餾階段：反應時間30 min，微波功率300 W，溫度110℃）；（C）預處理階段的預處理時間（實驗條件：預處理階段。NADES-11加40%的水（g/g），液固比（g/g）6:1，微波功率600 W，溫度90℃；快速加熱階段：去離子水200 mL，反應時間5 min，微波功率600 W，溫度110℃；水蒸餾階段：反應時間30 min，微波功率300 W，溫度110℃）；（D）水蒸餾階段的水蒸餾持續時間（實驗條件。NADES-11中加入40%的水（g/g），液固比（g/g）6:1，持續時間4 min，微波功率600 W，溫度90℃；快速加熱階段：去離子水200 mL，反應時間5 min，微波功率600 W，溫度110℃；水蒸餾階段：微波功率300W，溫度110℃）。

Figure 4 采用不同方法(A：MHD；B：UA-NADES-MHD；C：MA-NADES-MHD)對所有精油進行總離子色譜分析。

全文小結

本研究采用一種基于微波輔助NADESs預處理后再進行微波水蒸餾(MA-NADES-MHD)的環保、經濟、高效的方法從小茴香種子中提取精油。在最佳條件下,小茴香種子精油的最高收率為2.22%。與水相比,在制備過程中加入一定量的水的NADESs與三段式微波技術相匹配,強化了可持續提取過程。與MHD和UA-NADES-MHD方法相比，所提出的這種方法帶來了更多的精油和鑒定成分，特別是含氧烴類。而這一技術導致了碳足跡和能源消耗的減少。因此，該先進方法確定了NADESs和微波技術的影響，它顯示出被認為是一種新的綠色技術，用于小茴香精油提取，具有更高的產量、優質和更多的數量。

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