香紫苏醇发酵液中香紫苏醇的提取与纯化工艺
引用本文:孙立权，郜玉欣，滕茂浩. 香紫苏醇发酵液中香紫苏醇的提取与纯化工艺[J]. 化学试剂, 2023, 45(12):48-53.
DOI:10.13822/j.cnki.hxsj.2023.0251
背景介绍
香紫苏醇作为合成龙涎香的中间体和配制香料的一种重要成分，一直受到香料界人士的关注。通常香紫苏醇是从植物香紫苏的花序中提取，近年来，也有许多课题组开始尝试采用生物（发酵）法合成香紫苏醇。随着菌种改造的成功，香紫苏醇的产量大大提高，从发酵液中分离和纯化香紫苏醇亦成为首要难题。
文章亮点
1.本论文选取微波辅助法和丙酮-萃取结晶法提取和纯化香紫苏醇发酵液中的香紫苏醇。通过单因素实验和响应面法优化了香紫苏醇的提取工艺，最佳提取工艺参数：料液比为1:25（g/mL），微波温度为59 ℃，提取时间为9.5 min，提取率为6.26%；
2.丙酮-萃取结晶法分离纯化得到的香紫苏醇纯度为94.20%，回收率为63.56%；
3.整个提取和纯化工艺过程步骤少，操作简单，所用溶剂可循环利用，对环境友好，实验结果可为发酵法生产香紫苏醇的工业化提供参考和技术支撑。
内容介绍
1 实验部分
1.1 主要仪器与试剂
1.2 香紫苏醇的提取工艺
1.3 提取方法及提取溶剂的选择
1.4 单因素实验
通过单因素实验探究料液比（1:5、1:10、1:15、1:20、1:25 （g/mL））、微波温度（40、50、60、70、80 ℃）、提取时间（1、5、10、15、20 min）、微波功率（160、320、480、640、800 W）对香紫苏醇提取率的影响，确定各参数范围，为优化微波辅助法提取发酵液中香紫苏醇的工艺参数提供依据。
1.5 响应面实验
在单因素实验基础上，根据Box-Behnken-design实验设计原理[12-14]，选取微波辅助提取法进行优化研究，其中料液比（A）、微波温度（B）、提取时间（C）为独立变量，以发酵液中香紫苏醇的提取率为响应值，利用软件Design-Expert.13.0进行响应面实验模拟，优化微波辅助提取法提取发酵液中香紫苏醇的工艺参数。
2 结果与讨论
2.1 提取溶剂和提取方法的确定
2.2 单因素实验结果
2.3 响应面实验优化香紫苏醇提取工艺参数
拟合二次多元回归方程进行方差分析和显著性检验，根据F值的大小，各因素对香紫苏醇的提取率大小的影响程度排序为微波温度（C）>料液比（A）>提取时间（B）。
2.5 工艺优化结果与实验验证
根据响应面实验优化结果得到提取香紫苏醇的最佳提取工艺参数：料液比为1:24.56（g/mL）、微波温度为59.06 ℃、提取时间为9.54 min，最终选取料液比1:25（g/mL），微波温度为59 ℃，提取时间为9.5 min，在该条件下实测香紫苏醇的提取率为6.26%，与预测值的误差为0.025%，验证了该响应面模型能够有效地应用于发酵液提取。
3 结论
本研究采用微波辅助法提取发酵液中的香紫苏醇，在单因素实验基础上采用响应面法优化了提取工艺参数，获得最佳提取工艺条件：料液比1:25（g/mL），微波温度为59 ℃，提取时间为9.5 min，香紫苏醇的提取率为6.26%，实际实验结果与数学模型预测值相符。提取物通过丙酮萃取结晶法进行分离纯化，得到纯度为94.2%的香紫苏醇晶体，其回收率为63.56%。所用溶剂丙酮已经有报道在工业生产中重复利用，因此，本提取与纯化工艺中过程步骤少，操作简单，所用溶剂可循环利用，对环境友好，为微生物发酵法生产香紫苏醇过程中的提取与纯化步骤提供了备选工艺，优化的工艺参数为生产规模扩大实践奠定了基础。
