黎貴卿，陸順江 燕，李桂珍

(1.廣西林業(yè)科學(xué)研究院，國(guó)家林業(yè)局 八角肉桂工程技術(shù)研究中心，廣西 南寧 530002； 2.廣西分析測(cè)試研究中心，廣西 南寧 530022)

肉桂(CinnamomumcassiaPresl.)又名玉桂，屬樟科，為熱帶、南亞熱帶常綠喬木，分布廣泛，除我國(guó)廣西、廣東、云南、海南、福建、浙江、湖南、江西、四川等地種植外，在越南、老撾、印度、印尼亦有人工栽培[1]。我國(guó)廣西、廣東是肉桂的主產(chǎn)區(qū)，其肉桂油和肉桂皮產(chǎn)品約占世界產(chǎn)量的80% , 在國(guó)際上享有盛譽(yù)，主要出口到英國(guó)、日本、美國(guó)及東南亞等國(guó)家和地區(qū)[2]。

肉桂亦屬常用名貴中藥材，用途廣泛，全身是寶，既可藥用，又是香料副食品，其枝葉、花、果、皮均含有芳香油(肉桂油)，肉桂油主要含有苯甲醛、肉桂醛、香豆素、乙酸肉桂酯、反式鄰甲氧基肉桂醛等[3-10]。肉桂油具有健胃、驅(qū)風(fēng)、殺菌、收斂作用，可用作香料、調(diào)味加香、化妝品、日用香精等，常見(jiàn)中成藥中有10 000個(gè)左右的品種含有肉桂油成分，如新加坡產(chǎn)的風(fēng)濕跌打、止痛止血的“紅花油”；世界馳名的暢銷(xiāo)飲料“可口可樂(lè)”、“百事可樂(lè)”等均含肉桂油[11-12]。

肉桂油一般采用水蒸氣蒸餾法獲得[8]。通過(guò)水蒸氣蒸餾，收集的餾出液經(jīng)油水分離器分離，油相為肉桂油，水相即為肉桂油芳香水。芳香水一般系指芳香揮發(fā)性藥物(多半為揮發(fā)油)的近飽和或飽和水溶液[13]。本研究考察了單位時(shí)間水蒸氣蒸汽量和提取時(shí)間對(duì)肉桂油提取得率的影響，并對(duì)工業(yè)生產(chǎn)線得到的水蒸氣蒸餾肉桂油餾出液芳香水進(jìn)行了復(fù)蒸。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 材料與儀器

肉桂油及芳香水(廣西上思南屏林化廠)、試驗(yàn)室水蒸氣蒸餾裝置、HP-5890A氣相色譜儀(美國(guó)安捷倫科技有限公司)、QP5050A氣-質(zhì)聯(lián)用儀(日本島津有限公司)。

1.2 肉桂油及芳香水的收集

肉桂油及芳香水收集自廣西上思南屏林化廠肉桂油生產(chǎn)線的肉桂油水蒸氣餾出液。本研究共收集了3個(gè)批次的水蒸氣餾出液，每一個(gè)批次即是蒸餾一鍋肉桂枝葉，投料量均為1 600 kg。不同批次采用不同的蒸汽量，同一批次蒸汽量固定不變，各批次水蒸氣的單位時(shí)間蒸汽量即等于冷凝餾出液流出速率，分別是第1批次 7 kg/min，第2批次12 kg/min，第3批次18 kg/min，每批次的第一個(gè)樣品為有餾出液流出5 min后收集，然后每30 min收集一次，收集量均為600 mL，直至冷凝液澄清，說(shuō)明肉桂油被提取完全，第1批次需蒸餾時(shí)間為3.5 h，收集的芳香水編號(hào)1-1～1- 8；第2批次需蒸餾時(shí)間為2.0 h，收集的芳香水編號(hào)2-1～2-5；第3批次需蒸餾時(shí)間為1.5 h，收集的芳香水編號(hào)3-1～3- 4.

1.3 肉桂油及芳香水的分離與復(fù)蒸

將收集到的肉桂油及芳香水混合液靜置24 h，分離析出肉桂油(即肉桂油Ⅰ)，余下的芳香水在實(shí)驗(yàn)室用水蒸氣蒸餾進(jìn)行復(fù)蒸3 h，得到復(fù)蒸肉桂油(即肉桂油Ⅱ)。

1.4 肉桂油化學(xué)成分的定性定量分析

用氣-質(zhì)聯(lián)用對(duì)肉桂油進(jìn)行定性分析，確定主要的化學(xué)成分。用氣相色譜法對(duì)肉桂油進(jìn)行定量分析。

1.4.1 GC-MS定性分析條件 QP5050A氣-質(zhì)聯(lián)用儀(日本，島津)。色譜柱：彈性石英毛細(xì)管柱AT-35(60 m×0.25 mm×0.25 μm)；載氣為高純氦氣；程序升溫：80 ℃(1 min)，以3 ℃/min升至180 ℃，再以 5 ℃/min升至220 ℃；進(jìn)樣口溫度250 ℃；接口溫度270 ℃；手動(dòng)進(jìn)樣；分流比1 ∶50；進(jìn)樣量0.2 μL。質(zhì)譜條件：EI離子源，電離電壓70 eV，柱前壓47 kPa，電子倍增器1.2 kV，掃描范圍33～800 u，全掃描方式。

1.4.2 GC定量分析條件 HP-5890A氣相色譜儀。彈性石英毛細(xì)管柱AT-35(60 m×0.25 mm× 0.25 μm)；載氣為氮?dú)猓怀绦蛏郎兀?0 ℃(1 min)，以3 ℃/min升至180 ℃，再以5 ℃/min 升至220 ℃；進(jìn)樣口溫度250 ℃；檢測(cè)器溫度250 ℃；分流比1 ∶50；進(jìn)樣量0.2 μL；威瑪龍數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)。

2 結(jié)果與分析

將各批次蒸餾靜置分離得到的肉桂油(即肉桂油Ⅰ)和復(fù)蒸得到的肉桂油(即肉桂油Ⅱ)分別進(jìn)行氣相色譜和氣-質(zhì)聯(lián)用分析，其主要成分為苯甲醛(benzaldehyde)、肉桂醛(cinnamic aldehyde)、香豆素(coumarin)、乙酸肉桂酯(cinnamic acid ester)、反式鄰甲氧基肉桂醛(trans ortho methoxy cinnamic aldehyde)等，結(jié)果見(jiàn)表1。

2.1 蒸餾時(shí)間的影響

對(duì)3個(gè)批次肉桂枝葉分別以7、 12和18 kg/min的水蒸氣量進(jìn)行肉桂油提取，所需時(shí)間分別為第1批次3.5 h、第2批次2.0 h、第3批次1.5 h，冷凝液澄清，說(shuō)明肉桂油被提取完全。由表1可知，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，第1和第2批次的餾出液含油總量都是由低到高，再逐漸降低；第3批次的餾出液含油總量一直呈下降趨勢(shì)。這說(shuō)明水蒸氣需要一定時(shí)間擴(kuò)散、加熱、潤(rùn)濕肉桂枝葉才能得到更多肉桂油，第3批次未能檢測(cè)到含油總量先升后降，可能是蒸汽大、間隔長(zhǎng)，提取速率快，未能捕捉到。

隨著提取時(shí)間的增加，肉桂油中肉桂醛含量整體呈下降趨勢(shì)，反式鄰甲氧基肉桂醛含量整體呈上升趨勢(shì)，原因是提取前期易揮發(fā)的成分苯甲醛、肉桂醛等較容易被水蒸氣帶出，而反式鄰甲氧基肉桂醛揮發(fā)度相對(duì)較小。

表1 肉桂油的分析

2.2 蒸汽量的影響

計(jì)算可得出第1批次產(chǎn)生的餾出液總量為7 kg/min×(7×30 min)=1 470 kg；第2批次產(chǎn)生的餾出液總量為12 kg/min×(4×30 min)=1 440 kg；第3批次產(chǎn)生的餾出液總量為18 kg/min×(3×30 min)=1 620 kg。第1批次所產(chǎn)生的餾出液量雖少，也最容易處理(直接靜置分離及復(fù)餾)，但是生產(chǎn)耗時(shí)最久，需能量最多；第2批次次之；第3批次產(chǎn)生的餾出液最多，溶入水中的肉桂油也就越多，靜置分離得到的肉桂油總量最少，復(fù)餾處理的消耗最大。綜合各方面因素考慮，第2批次的提取蒸汽量及提取時(shí)間是肉桂油提取的最優(yōu)條件，即12 kg/min 蒸汽量、蒸餾2.0 h。

2.3 復(fù)蒸的影響

從肉桂油來(lái)源量看，復(fù)蒸得到的肉桂油Ⅱ的量相當(dāng)可觀，在第1、 2、 3批次中分別占到了14.793÷18.998×100%=77.87%、 3.011÷4.790×100%=64.24%、 2.834÷4.120×100%=67.32%，基本上占到總得油率的60%以上，復(fù)蒸是肉桂油生產(chǎn)中提高肉桂油得率的關(guān)鍵手段之一。從肉桂醛含量可以看出，肉桂油Ⅱ質(zhì)量明顯比肉桂油Ⅰ好，這是由于從肉桂枝葉中蒸餾出來(lái)的揮發(fā)性成分有少部分未溶解于水中，導(dǎo)致芳香水中的肉桂醛含量相對(duì)偏高，可高達(dá)89.2%。從反式鄰甲氧基肉桂醛含量看，肉桂油Ⅰ中的明顯比肉桂油Ⅱ中的高。

2.4 肉桂油總得率測(cè)定

通過(guò)蒸餾分離、復(fù)蒸3個(gè)批次的總餾出液，分別得到的肉桂油Ⅰ分別為7.01、 6.61、 5.75 kg，肉桂油Ⅱ分別為12.03、 12.27、 11.37 kg，則每個(gè)批次的得率分別為第1批次1.19%、第2批次1.18%、第3批次1.07%。

3 結(jié) 論

3.1 以7、 12和18 kg/min水蒸氣量對(duì)3個(gè)批次肉桂枝葉(投料量均為1 600 kg)進(jìn)行肉桂油的提取，提取完全所花費(fèi)時(shí)間分別為第1批次3.5 h、第2批次2.0 h、第3批次1.5 h。隨著提取時(shí)間的增加，餾出液含油總量都是由低到高，再逐漸降低；肉桂油中肉桂醛含量整體呈下降趨勢(shì)，反式鄰甲氧基肉桂醛含量整體呈上升趨勢(shì)。

3.2 提取時(shí)單位時(shí)間的蒸汽量要適當(dāng)控制，蒸汽量太大，蒸餾完全所得到的餾出液越多，溶入水中的肉桂油也就越多，靜置分離得到的肉桂油總量越少，復(fù)餾處理的消耗越大；蒸汽量太小，生產(chǎn)耗時(shí)就越多，也不利于生產(chǎn)成本的降低。綜合考慮提取蒸汽量及蒸餾時(shí)間，第2批次的提取條件最優(yōu)，即蒸汽量12 kg/min、蒸餾2.0 h最佳，所用時(shí)間較短，復(fù)蒸處理量較小。在此條件下，肉桂油提取總得率為1.18%。

3.3 復(fù)蒸得到的肉桂油Ⅱ的量相當(dāng)可觀，基本上占到總得油率的60%以上，而且肉桂醛含量高，可高達(dá)89.2%。

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