一种超声辅助索氏提取法提取烟草油分的方法

摘要

本发明公开了一种超声辅助索氏提取法提取烟草中油分的方法，它包括如下步骤：1）称取一定量目数的烟草，装入滤纸包，干燥，冷却；2）将步骤1）中的滤纸包放入索氏提取装置的接收瓶，用一定量的石油醚浸泡一段时间；3）超声法处理步骤2）中的接收瓶；4）进行索氏提取；5）将石油醚提取液进行浓缩；6）GC/MS检测分析烟草油分。本发明的所提出的工艺与标准法（YC/T176-2003）相比：石油醚提取物总量平均提高了15%以上，精密度和重现性明显，且溶剂用量少、操作简单。

权利要求

1.一种超声辅助索氏提取法提取烟草油分的方法，包括如下步骤：（1）称取一定量目数的烟草样品，装入滤纸包，干燥，冷却，称量；

（2）将步骤（1）中的滤纸包放入索氏提取装置的接收瓶，用一定量的石油醚浸泡一段时间；

（3）超声法预处理步骤（2）中的接收瓶；

（4）将接收瓶中的滤纸包和石油醚转移到索氏提取器中，在接收瓶中加入一定量的沸石和80~160ml 的石油醚，于64~66℃水浴中回流萃取一定时间；

（5）取出滤纸包，将石油醚提取液进行浓缩，于44~46℃下旋蒸至一定体积；

（6）GC/MS 检测分析烟草油分；

气相色谱条件为：

色谱柱：HP-5MS30m×0.25mm×0.25μm；

程序升温：58~62℃保持290~310 秒，以4℃ /min 的速度升至133~137℃；以1℃ /min，升至173~177℃ ；再以10℃ /min, 升至308~312℃，并保持590~610 秒；进样口温度：248~

252℃，进样量为1μL ；载气为高纯He，载气流速1ml/min ；溶剂延迟6min ；分流比10:1 ；

质谱检测条件

EI 离子源温度：228~232℃ ；离子源电子能量：60ev ；质量扫描范围为35-500u。

2.如权利要求1 所述的提取烟草油分的方法，其特征在于：烟草样品的颗粒度为40目。

3.如权利要求1 所述的提取烟草油分的方法，其特征在于：石油醚浸泡时间为6~16h。

4.如权利要求1 所述的提取烟草油分的方法， 其特征在于：超声功率为70W，超声时间

30~60min。

5.如权利要求1 所述的提取烟草油分的方法，其特征在于：索氏提取法提取时间为3~

9h。

6.如权利要求1 所述的提取烟草油分的方法，其特征在于：样品与提取液的质量体积比：1:40~1:100。

说明书

一种超声辅助索氏提取法提取烟草油分的方法

技术领域

[0001] 本发明属于烟草成分提取技术领域，涉及烟草中油分的提取，特别是涉及一种超声辅助索氏提取法提取烟草油分的方法。

背景技术

[0002] 烟草是世界上种植最广泛的经济作物，其化学成分主要包括总糖、总氮、还原糖、烟碱、钾和氯等6种物质。烟草油分是一类具有烟草特征香气的致香物质，是烟草制品的理想添加剂，其含量高低直接反映烟叶质量的好坏，提高油分含量能够提高卷烟档次。烟叶油分足，一方面能够保持卷烟的“色，香，味，”另一方面能够降低烟草对人体健康的危害。

[0003] 油分是个笼统的概念，其含量低，成分复杂，据相关文献报道烟草油分主要包括高级脂肪酸、酯类物质、西柏三烯类物质和糖苷类等，目前，对烟草油分的概念没有准确的界定。因此研究烟草的油分对提高烟草品质具有重要的意义，有必要对其进行系统研究。

[0004] 当前，国内外提取烟草油分的方法主要有水蒸气蒸馏法、同时蒸馏萃取法、索氏提取法、超声波萃取法等。超声波萃取技术是近年来发展起来的一种高新技术，索氏提取法与水蒸气蒸馏法和液液萃取法相比具有萃取效率高、溶剂用量少、操作简单等优点。以超声法为预处理提取烟草油分的方法虽然常见，但是效果不明显。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种超声辅助索氏提取法提取烟草中油分的方法，从而有效提高烟草中油分的提取量。

[0006] 本发明的目的通过以下技术方案实现。

[0007] （1）称取一定量目数的烟草，装入滤纸包，干燥，冷却，称量；

[0008] （2）将步骤（1）中的滤纸包放入索氏提取装置的接收瓶，用一定量的石油醚浸泡一段时间；

[0009] （3）超声法处理步骤（2）中的接收瓶；

[0010] （4）将接收瓶中的滤纸包和石油醚转移到索氏提取器中，在接收瓶中加入2~3粒沸石和148~152ml的石油醚，于63~67℃水浴中回流萃取一定时间；

[0011] （5）取出滤纸包，将石油醚提取液进行浓缩，于44~46℃下旋蒸至1ml；

[0012] （6）GC/MS检测分析烟草油分。

[0013] 气相色谱条件为：

[0014] 色谱柱：HP-5MS30m×0.25mm×0.25μm

[0015] 程序升温：58~62℃保持290~310秒，以4℃/min的速度升至133~137℃；以1℃/min，升至173~177℃；再以10℃/min,升至308~312℃，并保持590~610秒；

[0016] 进样口温度：248~252℃，进样量为1μL；载气为高纯He，载气流速1ml/min；溶剂延迟6min；分流比10:1；

[0017] 本发明给出了一种超声辅助索氏提取法提取烟草油分的方法，并对其中的样品处理工艺进行了深入的研究，以期最大程度的提取出烟草油分，提高得率；样品的处理工艺中主要是考虑一下六个因素：提取时间、超声功率、超声时间、浸泡时间、颗粒度和料液比。

[0018] 提取时间对烟草油分提取率的影响：整体的油分得率随着提取时间的延长而增大，在6-8h之间时达到最大，随后减小趋于平衡。分析其原因可能蒸馏是在常压下进行，某些不稳定组分可能被空气中的氧所氧化或者直接发生热分解反应；在实验的进行中石油醚可能会挥发损失一部分，使油分也减少。

[0019] 超声功率对烟草油分提取率的影响：整体的油分得率随着提取功率的增大先增大，在70-75W之间时达到最大，之后油分得率下降。分析其原因随着超声功率的增大，实验条件变得剧烈，增大了石油醚的挥发量，使油分中的低沸点组分也随介质的挥发而损失。

[0020] 超声时间对烟草油分提取率的影响：整体的油分得率随着超声时间的延长先增大，在50min左右达到最大值，之后随着超声时间的延长烟草油分得率反而下降。分析其原因可能是在一定超声功率下，随着超声时间的延长，烟草细胞不断被破坏，烟草中的油分不断渗出来，以致达到最大值；随着超声时间的进一步延长，石油醚不断挥发，使烟草油分中低沸点组分也挥发损失一部分。

[0021] 浸泡时间对烟草油分提取率的影响：整体的油分得率随着浸泡时间的延长先增加，在12h左右达到最大值，随后浸泡时间的延长，对烟草油分的得率没有明显的变化。分析其原因可能是随着浸泡时间的延长，烟叶已经得到充分的浸泡，再增加浸泡时间，油分提取率也不会有显著的增加。

[0022] 颗粒度对烟草油分提取率的影响：整体的烟草油分提取率随着颗粒度的增大先增大，在40目左右达到最大值，之后随颗粒度的增大减小，最后趋于平衡。分析其原因可能是颗粒度的过分增大，使烟草油分中挥发性组分也不断损失，不利于油分的提取。

[0023] 料液比对烟叶油分提取率的影响：料液比在1:40-1:80之间时，随着料液比的增大，油分提取率不断增大，直至最大值。原因可能是：随着料液比的不断增大，使烟叶得到充分的浸泡，从而达到更好的质壁分离效果，更有利于烟草油分的渗出；料液比在1:80-1:100之间时，随着料液比的增大，油分提取率又有下降的趋势。

[0024] 综合考虑以上六个因素，要获得最大得率，最好的处理条件如下：提取时间4h，超声功率70W，超声时间40min，浸泡时间12h，颗粒度40目，料液比1:80。

[0025] 本发明的有益效果是：本发明采用超声辅助索氏提取法对烟草油分进行研究，与国标法（YC/T176-2003）相比，油分提取率提高了15%以上。实验结果的相对标准偏差（RSD/%）明显小于国标法，可见超声辅助索氏提取法的精密度和重现性明显优于国标法。本发明首次在烟草油分提取的石油醚提取液中检测出β-松油烯、邻尼古丁、二烯烟碱、异尼古丁、反式角鲨烯、石竹素、(Z)-石竹烯7种物质。此外本发明所述的方法溶剂用量少，操作简单，值得探索和研究。
具体实施方案

[0026] 实施例1

[0027] 为能进一步理解本发明，下面结合具体的实施方式对上述的技术方案做进一步的阐述和说明。

[0028] 以下实施例中用到的试剂、设备的具体情况见表1、表2。

[0029] 表1 实验试剂

[0030]名称 纯度 生产商
二氯甲烷 分析纯（AR） 天津市风船化学试剂科技有限公司
无水硫酸钠 分析纯（AR） 天津市耀华化学试剂有限责任公司
氯化钠 分析纯（AR） 天津市科密欧化学试剂有限公司

[0031] 表2 实验设备

[0032]名称 生产商
RE-2000B型旋转蒸发器 巩义市予华仪器有限责任公司
SHZ-D(Ⅲ)型循环水式真空泵 河南省予华仪器有限公司
FW-400A型倾斜式高速万能粉碎机 北京中兴伟业仪器有限公司
电子分析天平 北京赛多利斯仪器系统有限公司
DZKW-C型电子恒温水浴锅 上海跃进医疗器械厂
电热套 巩义市予华仪器有限责任公司
国家统一标准筛 浙江省上虞市舜龙实验仪器厂

[0033] 具体USEM法计算烟草油分的提取率的方法：

[0034] 1.实验样品含水率的测定

[0035] 实验中烟草样品含水率的测定采用Y C /T31- 1996中的烘箱法，如下：

[0036] 1）将空称量皿放入烘箱中，在（100士1）℃下烘2h，在干燥器中冷却30min，称量为m0。

[0037] 2）向称量皿中加入1.998~2.002g的烟样，称重为m1。

[0038] 3）将放入烟样的称量皿放入烘箱，在（100士1）℃下烘2h，在干燥器中冷却30min，称量为m2。

[0039] 样品的含水率按下式计算：

[0040] W=(m1—m2)/(m1—m0)*100%               (3.1)

[0041] 式中：W—样品的含水率，%；

[0042]      m0——称量皿质量，g；

[0043]      m1——烘干前称量皿与样品的总质量，g；

[0044]      m2——烘干后称量皿与样品的总质量，g。

[0045] 2.烟草油分提取步骤

[0046] 1）准确称取1.998~2.002g40目的烟草样品，装入滤纸包中，将滤纸包放入称量瓶，于80℃下干燥 2 h。取出，在干燥器中冷却约30 min，称量。

[0047] 2）将滤纸包放入索氏提取装置的接收瓶中，加入一定量（石油醚的体积刚好没过滤纸包，148~152ml）的石油醚，用保鲜膜封口，室温下浸泡12h。

[0048] 3）将超声器调制45khz的频率下，在70w的超声功率下将接收瓶超声40min。

[0049] 4）将接收瓶中的滤纸包和石油醚转移到索氏提取器中，在接收瓶中加入2~3粒沸石和150ml的石油醚，于65℃水浴中回流萃取4h。

[0050] 5）取出滤纸包，于烘箱中80℃下干燥 2 h，在干燥器中冷却约30 min，称量。将接收瓶中的石油醚萃取液转移到旋蒸瓶中，于45℃下旋蒸至1ml，以备分析用。

[0051] 3. 空白实验步骤

[0052] 1）将滤纸包放入称量瓶中，于(80.0±1)℃下干燥 2 h。取出，在干燥器中冷却约30min，称量。

[0053] 2）按照上述步骤2和3将滤纸包进行处理。

[0054] 3）取出滤纸包，于烘箱中(80.0±1)℃下干燥 2 h，在干燥器中冷却约30 min，称量。

[0055] 烟草油分的提取率采用减重法进行计算，公式如下：

[0056] 烟草油分得率/%=（M1-M2）-(M3-M4)/M0*(1-W)*100%

[0057] M0=烟叶样品的实际称量质量(g)

[0058] M1=实验前烟叶样品和滤纸包的质量（g）

[0059] M2=实验后烟叶样品和滤纸包的质量（g）

[0060] M3=实验前空滤纸包的质量（g）

[0061] M4=试验后空滤纸包的质量（g）

[0062] W=指烟草样品中的含水率(%)

[0063] 选取2013年国家基准烤烟样品上部叶、中部叶、下部叶共三个，分别为B3F、C3F、X3F。采用USEM法和标准法分别测定其石油醚提取物含量，每个样品平行测定7次。上部叶B3F样品石油醚提取物总量，USEM法比标准法提高了24.141%；中部叶C3F样品石油醚提取物总量，USEM法比标准法提高17.292%；下部叶X3F样品石油醚提取物总量，USEM法比标准法提高了16.483%，可见USEM法比标准法石油醚提取物总量平均提高了15%以上。

[0064] 实施例2

[0065] 重复实施例1中烟草油分的具体提取步骤对平顶山C032、福建南平C015、洛阳洛宁C3F和赞比亚ZM-BOAT四种不同烟草样品进行提取，并采用GC/MS仪器对提取物进行成分检测，对四种不同样品检出成分进行对比分析。

[0066] GC/MS联用仪器及检测条件

[0067] 气相色谱条件为：

[0068] 色谱柱：HP-5MS(30m×0.25mm×0.25μm)

[0069] 程序升温：60℃保持5min，以4℃/min的速度升至135℃；以1℃/min，升至175℃；再以10℃/min,升至310℃，并保持10min。

[0070] 进样口温度：250℃，进样量为1μL；载气为高纯He，载气流速1ml/min；溶剂延迟6min；分流比10:1

[0071] 质谱检测条件：

[0072] EI离子源温度：230℃；离子源电子能量：60ev；质量扫描范围为35-500u。

[0073] 实例2得出烟草油分的石油醚提取液中共检测出97种物质，按照化学成分的分类，包括生物碱类（5种）、醇类（13种）、烃类（26种）、酸类（6种）、酮类（11种）、醛类（4种）、酯类（15种）、酚类（4种）、吡咯类（1种）、吡啶类（1种）、呋喃类（1种）、嘧啶类（1种）、酰胺类（1种）、酸酐类（1种）、芳香族类（7种）等14种。并且首次在烟草油分中提取分析出β-松油烯、邻尼古丁、二烯烟碱、异尼古丁、反式角鲨烯、石竹素、(Z)-石竹烯7种物质。其分析结果如表3所示。

[0074] 表3 烟草中油分的组成成分

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[0076] 续表3 烟草中油分的组成成分

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[0078] 续表3 烟草中油分的组成成分

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[0080] 续表3 烟草中油分的组成成分

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