首页 > 文章中心 > 正文

甘草酸提取与其在烟业的运用

甘草酸提取与其在烟业的运用

本文作者:冯剑作者单位:河南中烟工业有限责任公司郑州卷烟厂

甘草是豆科(Leguminosae)蝶形花亚科甘草属(Glycyrrhiza)植物[1]。甘草在全球有29种,6变种,其中我国产18种,3个变种[2,3]。甘草及其制品在卷烟工业生产中运用时间较长,但其产品以甘草粉、浸膏、酊剂[4,5]等为主,应用较粗犷,品质较粗糙,且在应用过程中给卷烟带来不必要的药草味,影响卷烟品质。为提高甘草在卷烟中的应用价值,笔者对甘草酸的提取条件进行了优化并在卷烟中进行了应用研究。

1实验仪器与材料

1.1仪器

UV-2100紫外可见分光光度计(上海光谱仪器有限公司);TDL-5A台式离心机(恰尔上海菲恰尔分析仪器有限公司);DHG-9145A电热恒温鼓风干燥箱)上海一恒科学仪器有限公司);METTLER4E200电子分析天平(上海沛欧分析仪器有限公司);98-3型数显磁力搅拌器(巩义市英峪仪器厂);RE-52AA旋转蒸发仪(上海亚荣生化仪器厂);SHZ-D循环水式真空泵(巩义市英峪予华仪器厂)。

1.2实验材料

甘草药材,将其干燥粉碎,过40目筛备用。

2实验方法

2.1甘草酸的提取

将甘草粉末置于500ml的圆底烧瓶中,加入适量的乙醇加热提取后,过滤的甘草酸的滤液,减压浓缩至原体积的1/5,将浓缩液静置至室温,冷却,用硫酸调pH值调至1~2,静置过夜,离心,沉淀真空干燥,得到甘草酸。

2.2甘草酸的测定方法

将甘草酸提取液摇匀,准确移取1ml的提取液转移到10ml容量瓶中,用蒸馏水定容,准确移取上述溶液1ml于50ml容量瓶中,用50%乙醇定容,静置5min后,于251.0nm处测定其吸光度。根据标准曲线计算甘草酸提取率。

2.3卷烟加香试验

称取适量甘草酸,分别加入5ml乙醇和3ml蒸馏水,混匀后,用微量喷雾器均匀地喷加50g烟丝上。将加香烟丝卷制成烟支,放入恒温(22±1℃)恒湿(相对湿度为)60±2%)箱内平衡48h以上,请评吸小组进行评吸。对照为由仅喷加相同量乙醇和蒸馏水的烟丝卷制的卷烟。

3结果与讨论

3.1提取时间对甘草酸收率的影响

实验在以60.0%乙醇(体积分数)作为提取溶剂,提取温度为60.0℃,液固比为10:1(ml/g),提取次数为3次的条件下,考察了回流提取时间对甘草酸提取效果的影响,实验结果如图1所示。由图1可知,在提取时间低于1h时,甘草酸浓度随时间增加而大幅度增加;大于1h后,甘草酸浓度随时间变化的趋势减缓。考虑到提取效率和缩短生产周期,本实验采取多次提取,选择提取时间为1h/次。

3.2提取温度对甘草酸提取率的影响

实验在以60%乙醇(体积分数)为提取剂,液固比为10:1(ml/g),提取次数为3次,1h/次的条件下,考察了回流提取温度对甘草酸提取率的影响,实验结果如图2所示。从图2可以看出,甘草酸提取率随温度的增加而增加。温度升高,分子运动速度加快,渗透、扩散、溶解速度加快,有效成分更易从细胞中转移到溶剂中,因此甘草酸提取率随提取温度的升高而提高。但是,实验过程中发现随着温度升高和加热时间的延长,提取液的颜色会逐渐加深,可能原因是甘草酸被氧化破坏而导致提取率不再增加甚至下降。

3.3提取次数对甘草酸提取率的影响

实验在以95.0%乙醇(体积分数)为提取剂,提取温度为60.0℃,液固比为10:1(ml/g),1h/次的条件下,考察了不同回流提取次数对提取效果的影响,实验结果如图3所示。从图3中可以看出,当提取次数达到3次时,甘草酸的析出己接近最大值,继续增加提取次数,对甘草酸提取率的影响很小。

3.4液固比对甘草酸提取率的影响

实验在以95.0%乙醇(体积分数)为提取剂,提取温度为60.0℃,提取次数为3次,1h/次的条件下,考察了不同液固比对提取效果的影响,实验结果如图4所示。从图4可以看出,当液固比小于10::1时,甘草酸提取率随液固比的增加而增加;随着液固比的继续增大,甘草酸提取率却有下降趋势。

3.5乙醇浓度对甘草酸提取率的影响

实验在温度为60.0℃,液固比为10:1(ml/g),提取次数为3次,1h/次的条件下,考察了乙醇浓度对甘草酸提取效果的影响,实验结果如图5所示。从图5可以看出,甘草酸提取率随乙醇浓度的增加而增加。

3.6正交实验

在上述单因素实验的基础上,在提取次数为1次,3h/次的条件下,对提取温度、提取时间和乙醇浓度对甘草酸提取效果的影响进行了L9(34)正交实验,正交实验结果如表1所示。正交实验结果表明,各因素对甘草酸提取效果的影响次序为:乙醇浓度(C)>提取温度(A)>液固比(B)。乙醇浓度对甘草酸提取率影响最大,以70.0%时提取效果最好;温度的影响次之。根据正交实验结果可得最优试验条件为:A2B2C2。综合以上实验结果,以乙醇作为提取剂处理甘草酸的最佳条件是:体积分数为70.0%的乙醇溶液作提取剂,提取温度为70℃,液固比为10:1(ml/g),提取次数为3次(每次为1h)。

3.7在卷烟中的感官评价

甘草酸在卷烟加香效果评价表明,甘草酸可以掩盖杂气,去除刺激,改善余味的作用,在加料浓度为1.0%~1.5%得范围内改善了卷烟的吸食品质,在1.5%浓度的加料试验中达到了去除刺激,掩盖杂气,余味舒适的目的,同时,在评吸时,与卷烟的香气协调,起到了烘托香气风格的作用,提高了卷烟的品质。

4结论

以甘草酸提取率为评价指标,通过单因素、正交和响应面分析法对甘草酸提取工艺进行了优化研究。以乙醇作为提取剂处理甘草酸的最佳条件是:体积分数为70.0%的乙醇溶液作提取剂,提取温度为70℃,液固比为10:1(ml/g),提取次数为3次(每次为1h),在此条件下上甘草酸的得率为30.67%。通过卷烟加香试验表明,甘草酸有改善余味、掩盖杂气、提高卷烟香气质量、柔和烟气及润喉的作用。