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

本文亮點(diǎn)

精油提取，纖維素溶解，微波蒸餾、微波萃取、微波反應(yīng)加速

前言

2019年，Industrial Crops & Products雜志發(fā)表了浙江工業(yè)大學(xué)的科研成果。該文章報(bào)道了通過(guò)微波輔助天然深共晶溶劑預(yù)處理與微波蒸餾相結(jié)合的新方法。

研發(fā)背景

天然深層共晶溶劑(NADESs)作為一類前景廣闊的綠色介質(zhì)，近年來(lái)吸引了越來(lái)越多的關(guān)注。本文采用一種基于微波輔助的天然深共晶溶劑預(yù)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(yù)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(jí)微波萃取技術(shù)得到的精油ZG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(yù)處理結(jié)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(lái)更多的精油。值得注意的是,采用氣相色譜-質(zhì)譜法分別鑒定了MHD、UA-NADES-MHD和MA-NADES-MHD中的45、48和58種揮發(fā)性成分。因此,NADESs對(duì)精油的提取具有顯著的影響,尤其是與微波技術(shù)結(jié)合后,其產(chǎn)量更高、質(zhì)量更好、數(shù)量更多。此外,MA-NADES-MHD作為一種經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的技術(shù),有可能應(yīng)用于其他植物材料。

圖標(biāo)解析

Figure 1 精油提取裝置示意圖。

Figure 2 篩選不同種類和數(shù)量的NADESs； (A）NADESs型（實(shí)驗(yàn)條件：預(yù)處理階段。NADESs/粉體比（g/g）5:1，持續(xù)時(shí)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(yīng)時(shí)間5 min，微波600 W，溫度110℃；水蒸氣階段：反應(yīng)時(shí)間30 min，微波功率300 W，溫度110℃）；（B）NADES-11的含水量（實(shí)驗(yàn)條件：預(yù)處理階段。NADES-11/粉體比例（g/g）5:1，持續(xù)時(shí)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(yīng)時(shí)間5 min，微波600 W，溫度110℃；水蒸氣階段：反應(yīng)時(shí)間30 min，微波功率300 W，溫度110℃）；（C）液/固比（實(shí)驗(yàn)條件。預(yù)處理階段：NADES-11加40%的水(g/g)，時(shí)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(yīng)時(shí)間5 min，微波功率600 W，溫度110℃；水解階段：反應(yīng)時(shí)間30 min，微波功率300 W，溫度110℃）。

Figure 3 微波參數(shù)對(duì)預(yù)處理的影響。 (A）預(yù)處理階段的微波功率（實(shí)驗(yàn)條件：預(yù)處理階段。NADES-11加40%的水（g/g），液固比（g/g）6:1，持續(xù)時(shí)間5分鐘，微波溫度60℃；快速加熱階段：去離子水200mL，反應(yīng)時(shí)間5分鐘，微波功率600W，溫度110℃；水蒸餾階段：反應(yīng)時(shí)間30分鐘，微波功率300W，溫度110℃）；（B）預(yù)處理階段的預(yù)處理溫度（實(shí)驗(yàn)條件：預(yù)處理階段。NADES-11加40%的水（g/g），液固比（g/g）6:1，持續(xù)時(shí)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(yīng)時(shí)間5 min，微波功率600 W，溫度110℃；水蒸餾階段：反應(yīng)時(shí)間30 min，微波功率300 W，溫度110℃）；（C）預(yù)處理階段的預(yù)處理時(shí)間（實(shí)驗(yàn)條件：預(yù)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(yīng)時(shí)間5 min，微波功率600 W，溫度110℃；水蒸餾階段：反應(yīng)時(shí)間30 min，微波功率300 W，溫度110℃）；（D）水蒸餾階段的水蒸餾持續(xù)時(shí)間（實(shí)驗(yàn)條件。NADES-11中加入40%的水（g/g），液固比（g/g）6:1，持續(xù)時(shí)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(yīng)時(shí)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(duì)所有精油進(jìn)行總離子色譜分析。

全文小結(jié)

本研究采用一種基于微波輔助NADESs預(yù)處理后再進(jìn)行微波水蒸餾(MA-NADES-MHD)的環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、GX的方法從小茴香種子中提取精油。在ZJ條件下,小茴香種子精油的ZG收率為2.22%。與水相比,在制備過(guò)程中加入一定量的水的NADESs與三段式微波技術(shù)相匹配,強(qiáng)化了可持續(xù)提取過(guò)程。與MHD和UA-NADES-MHD方法相比，所提出的這種方法帶來(lái)了更多的精油和鑒定成分，特別是含氧烴類。而這一技術(shù)導(dǎo)致了碳足跡和能源消耗的減少。因此，該先進(jìn)方法確定了NADESs和微波技術(shù)的影響，它顯示出被認(rèn)為是一種新的綠色技術(shù)，用于小茴香精油提取，具有更高的產(chǎn)量、優(yōu)質(zhì)和更多的數(shù)量。

祥鵠科技-本文所用產(chǎn)品

將微波、超聲波兩種能量場(chǎng)協(xié)同組合使用進(jìn)行催化合成/萃取反應(yīng)是由我國(guó)知名化學(xué)家胡文祥教授率先提出的，在其2003年出版的《協(xié)同組合化學(xué)》學(xué)術(shù)專著中曾有專門論述。祥鵠人秉承胡教授的殷切期望，于2008年率先在國(guó)內(nèi)外研發(fā)并生產(chǎn)出了世界上DY臺(tái)微波超聲波組合儀器