鐘觀林,林 琴,林尊賢,薛 珺,羅國(guó)添,?
(贛南師范大學(xué) a.化學(xué)化工學(xué)院;b.江西省有機(jī)藥物化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江西 贛州 341000)
贛南自上世紀(jì)70年代開(kāi)始種植臍橙以來(lái),經(jīng)過(guò)40多年的發(fā)展,種植面積已達(dá)200萬(wàn)畝,年產(chǎn)量已超過(guò)150萬(wàn)噸,臍橙產(chǎn)業(yè)規(guī)模迅速得到壯大,已經(jīng)成為臍橙種植面積世界第一、年產(chǎn)量世界第三、全國(guó)最大的臍橙主產(chǎn)區(qū),臍橙產(chǎn)業(yè)已成為贛南農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)之一.積極開(kāi)展臍橙資源的綜合利用與關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)發(fā)研究是江西省科技發(fā)展研究領(lǐng)域的重要課題.臍橙皮色澤鮮艷,香味濃郁,油性極大,皮中包含大量具有理氣健脾,祛濕化痰等功效的香精油與麝香草酚等有機(jī)物,也含有具有生理活性的黃酮甙(如橙皮甙、柚皮甙)、天然類胡蘿卜素和果膠等物質(zhì)[1].多甲氧基黃酮( PMFs)是一類僅存在于柑桔屬水果中的黃酮化合物, 在柑桔果皮部位含量豐富, 迄今為止已經(jīng)僅從柑桔皮中鑒定出的類黃酮單體就有60余種,其中以橙皮苷含量最高,分布最廣,約占干重的5%左右[2].它具有抗癌、抑制腫瘤、抗炎癥、抗突變、抗血小板凝集、降膽固醇水平及抗菌活性等生理功能[3-7].本文以贛南臍橙果皮為原料,建立了連續(xù)提取精油、果膠、橙皮苷的工藝流程(見(jiàn)圖1),并對(duì)精油的主要成分進(jìn)行了GC-MS分析和結(jié)構(gòu)鑒定.
Agilent 6890/5973N GC-MS聯(lián)用儀(美國(guó)Agilent公司),HK-08B流水式中藥粉碎機(jī)(廣州市旭朗機(jī)械設(shè)備有限公司),IS 50傅立葉變換紅外光譜儀(美國(guó)ThermoFisher公司),RE-2000B旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(上海亞榮生化儀器廠), DZF-6090真空干燥箱(上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司). 無(wú)水乙醇(A.R),無(wú)水硫酸鈉(A.R),乙酸乙酯(A.R),氫氧化鈉(A.R),鹽酸(A.R)等均為國(guó)產(chǎn)試劑.臍橙皮(產(chǎn)地:贛州).
圖1 臍橙皮有效成分連續(xù)提取工藝流程
1.3.1 精油的提取[8]
將烘干的橙皮置于流水式中藥粉碎機(jī)中進(jìn)行粉碎,稱取10 g粉碎的橙皮粉,加入適量的蒸餾水于圓底燒瓶中,用水蒸氣蒸餾法進(jìn)行蒸餾,得到油水混合物.將其置于分液漏斗中,加入乙酸乙酯20 mL(3次)進(jìn)行萃取,靜置分層.收集有機(jī)相于錐形瓶中,加入無(wú)水硫酸鈉干燥4-5 h,過(guò)濾,用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀除去乙酸乙酯,得淡黃色液體0.201 5 g,提取率(以干重計(jì))為2.00%.再用GC-MS進(jìn)行分析.
1.3.2 酸浸提法制果膠[9]
上述水蒸氣蒸餾后的殘?jiān)们逅粗翞V液接近無(wú)色,放入烘干箱中,60 ℃條件下進(jìn)行烘干.取出殘?jiān)?,加?00 mL pH2.5左右的鹽酸進(jìn)行浸提90 min,所得液進(jìn)行濃縮,使其濃縮比(V前:V后)為4:1,加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%的乙醇,靜置60 min,抽濾,得膠狀微黃色果膠.置于真空干燥箱中55 ℃進(jìn)行烘干,得微黃色產(chǎn)品為0.265 7 g,收率為2.70%.
1.3.3 堿浸酸析法制橙皮苷[10]
將上述制完果膠的殘?jiān)盟疀_洗至中性,按液料比為1:30 g/ml加入300 mL蒸餾水,加入0.6 g氫氧化鈣,反應(yīng)1 h, 抽濾,再往濾液中加入0.1 mol/L的鹽酸,調(diào)至pH=3~4,靜置12 h, 有大量白色固體析出,抽濾,烘干,得粗產(chǎn)品為0.251 5 g,再經(jīng)重結(jié)晶提純,得米黃色產(chǎn)品0.225 1 g,收率為2.25%.
1.3.4 GC-MS分析
色譜條件:色譜柱為HP-5MS5%Pheny Methyl Siloxane 30 m×0.25 mm×0.25 um彈性石英毛細(xì)管柱;柱箱溫度:70 ℃,進(jìn)樣溫度:250 ℃,進(jìn)樣方式:分流,載氣:He,初始?jí)毫Γ?00-900 kPa,流量控制方式:壓力,壓力:100.0 kPa; 總流量:35.2 ml/min, 柱流量:1.53 ml/min.
質(zhì)譜條件:離子源溫度:200 ℃,接口溫度:250 ℃,溶劑延遲時(shí)間:2.5 min;微掃描寬度(M):0u,開(kāi)始時(shí)間:2.5 min,結(jié)束時(shí)間:90 min,采集方式:scan,間隔:0.3,電離電壓:1 666 V,開(kāi)始:35 m/z,結(jié)束:500 m/z.
按文獻(xiàn)[11]方法將獲得的精油用GC-MS進(jìn)行分析,通過(guò)G1701BA化學(xué)工作站數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),檢索NIST98譜圖庫(kù),并分別與8峰索引及EPA、NIH質(zhì)譜圖集的標(biāo)準(zhǔn)譜圖進(jìn)行對(duì)照,再結(jié)合有關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行人工譜圖解析,確認(rèn)臍橙皮精油中的各化學(xué)成分;按峰面積歸一化法進(jìn)行定量分析,求得各化學(xué)成分在精油中的相對(duì)含量.
1.3.5 紅外光譜測(cè)試
采用溴化鉀壓片法.將制得的果膠1 mg與溴化鉀100 mg在紅外干燥燈的照射下,于瑪瑙研缽中細(xì)磨成粉狀,用壓片機(jī)壓成透明片狀,然后放到紅外光譜儀上進(jìn)行測(cè)定.橙皮苷的紅外光譜測(cè)試與果膠的步驟一致.
分析確認(rèn)臍橙皮精油中的23種化學(xué)成分及其相對(duì)含量列入表1.
表1 精油的GC-MS的分析鑒定結(jié)果
由表1可知,已鑒定的化合物為23種,精油的主要成分是d-檸檬烯、反式-(1-甲基乙炔)-1,2,-環(huán)丁烷、α-松油醇、4-萜烯醇、癸醛,相對(duì)含量分別為60.27%、22.21%、4.34%、1.91%、1.82%.
圖2 果膠產(chǎn)品的紅外光譜
圖3 橙皮苷產(chǎn)品的紅外光譜
果膠的紅外光譜如圖2,特征吸收頻率及歸屬: IR(KBr,cm-1):3 423.14(υO(shè)-H),2 926.69 (υC-H),1 736.80(υC=O),1 638.60(υas, COO),1 440.21(υs,COO),1 100.88(υC-O-H),1 017.75(δC-H);與文獻(xiàn)[9]及標(biāo)準(zhǔn)紅外光譜 (National Institute of Advanced Industrial Science and Technology 提供)基本一致,表明該產(chǎn)品為果膠.
橙皮苷的紅外光譜如圖3,特征吸收頻率及歸屬:IR(KBr, cm-1):3 548.60,3 475.70,3 422.16(υO(shè)-H),2 938.02,2 917.56(υC-H ,CH3),1 648.38(υC=O),1 606.94,1 519.54,1 444.79,1 358.88(υC=C,phenyl ring),1 277.00(υO(shè)-H, phenol),1 205(υO(shè)-H, phenol),1 133.07(υC-O-C),1 096(υC-O-H),1 050.06(υC-O-H).與文獻(xiàn)[10]及標(biāo)準(zhǔn)紅外光譜 (National Institute of Advanced Industrial Science and Technology 提供)基本一致,表明該產(chǎn)品為橙皮苷.
采用本工藝可以從臍橙皮中連續(xù)提取精油、果膠及橙皮苷,提取率(以干重計(jì))分別為2.0%、2.7%、2.25%.精油的主要成分有萜類、檸檬烯類、脂類、β-蒎烯、芳樟醇等,具有一定的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值.