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        蒸餾法與超臨界CO2萃取法提取細辛揮發(fā)油的成分比較

        2020-06-21 15:37:21王紅梅張琳
        安徽農(nóng)業(yè)科學 2020年11期
        關(guān)鍵詞:化學成分揮發(fā)油

        王紅梅 張琳

        摘要 [目的]比較蒸餾法與超臨界CO2萃取法提取細辛揮發(fā)油化學成分。[方法]優(yōu)化超臨界CO2提取細辛揮發(fā)油方法,并用GC-MS法對2種提取方法所得化學成分定量分析。[結(jié)果]超臨界CO2和蒸餾法提取的揮發(fā)油僅鑒定了百分值大于2%的8種成分,分別占揮發(fā)油總成分的94.38%和93.93%。[結(jié)論]2種提取方法所得的揮發(fā)油組分與含量差異不大,為細辛揮發(fā)油的進一步開發(fā)應(yīng)用提供了理論依據(jù)。

        關(guān)鍵詞 細辛;超臨界CO2萃取法;蒸餾法;揮發(fā)油;化學成分;GC-MS

        中圖分類號 R284.2文獻標識碼 A文章編號 0517-6611(2020)11-0205-02

        Abstract [Objective] The research aimed to compare the distillation and supercritical CO2 extraction methods to extract the chemical constituents of asarum volatile oil.[Method]Essential oils were extracted by supercritical CO2 extraction and stream distillation. The chemical components of essential oil were analyzed on GCMS instrument. [Result]Supercritical CO2 and volatile oil extracted by distillation only identified 8 components with a percentage value greater than 2%, accounting for 94.38% and 93.93% of the total volatile oil composition, respectively.[Conclusion]The components and contents of the volatile oil obtained by the two extraction methods are not much different, which provides a theoretical basis for the further development and application of volatile oil from Asarun sieboldii miq.

        Key words Asarun heterotropoidies ?Fr.var. mandshuricum (Maxim) Kitag;Supercritical CO2 extraction method;Stream distillation;Essential oil;Chemical constituents;GCMS

        細辛Asarun sieboldiimiq為馬兜鈴科細辛屬多年生草本,為常用中藥,具有祛風止痛、解表散寒、行水和開竅之功效,亦具有治療風冷頭痛、鼻淵、齒痛、痰飲咳逆及風濕痹痛的作用。 作藥用的有北細辛(Asarun heterotropoidies ?Fr.var.mandshuricum(Maxim)Kitag)、華細辛(Asarum sieboldii miq.)和漢城細辛(Asarum sieboldii miq.var.seoulense Nakai )的干燥全草,以根色灰黃、葉色綠、氣辛香、嚼之辛辣麻舌者佳。細辛含揮發(fā)油,為多成分混合物,經(jīng)氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分離鑒定的有α-蒎烯、β-蒎烯、崁烯、優(yōu)香芹酮、黃樟醚、甲丁基香酚等。

        吳艷蓉等[1]對細辛的揮發(fā)油進行了研究,所建立的分析方法可用于細辛藥材的質(zhì)量控制。隨著揮發(fā)油提取方法及化學分析儀器如氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)等普遍用于中醫(yī)藥領(lǐng)域,尤其是細辛揮發(fā)油的化學成分進一步明確,對揮發(fā)油提取工藝的改進有指導意義[2]。

        超臨界CO2萃?。⊿FE-CO2)技術(shù)集提取、分離、濃縮為一體,尤其萃取劑無色無毒,廉價易得,臨界壓力低,且臨界溫度接近常溫,因此超臨界CO2萃取技術(shù)在藥用植物有效成分提取中得到越來越廣泛的應(yīng)用[3-7]。植物揮發(fā)油的提取方法還有溶劑萃取法、固相萃取法、超聲波流體萃取及水蒸氣蒸餾法等。為了提高細辛的藥材利用率,充分發(fā)揮藥用價值,并進一步拓展超臨界CO2 萃取方法在中草藥揮發(fā)油提取中的適用性。該試驗分別采用水蒸氣蒸餾(SD)法和超臨界CO2萃?。⊿FE-CO2)法從北細辛中提取揮發(fā)油,并采用GC-MS法對2種不同提取方法獲得的提取物進行化學成分定性和定量比較。

        1 材料與方法

        1.1 設(shè)備和儀器

        HA120-50-02 型超臨界萃取裝置,江蘇南通儀創(chuàng)實驗儀器有限公司;多功能提取器,湖南合信制藥設(shè)備有限公司;Agilent 5977A MSD型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS),美國Agilent公司;PL203 電子天平,瑞士梅特勒-托利多公司。

        1.2 樣品

        北細辛為市售樣品(干燥全草)。處理方法為粉碎后過2號篩。

        1.3 試驗方法

        1.3.1

        超臨界CO2萃取法。取100 g樣品裝入萃取釜中。萃取壓力30 MPa,萃取溫度為45 ℃,CO2流量為20 L/h,萃取時長 2 h,獲得萃取液,濃縮并經(jīng)無水硫酸鈉干燥后獲得細辛揮發(fā)油。重復(fù)3次,計算平均出油率。

        1.3.2 水蒸氣蒸餾法。取100 g樣品,按《中國藥典》2015版四部附錄揮發(fā)油測定法乙法提取揮發(fā)油[8]。重復(fù)3次,計算平均出油率。

        1.3.3 色譜條件。色譜柱為彈性石英毛細管柱Agilent DB-5(5%苯基-甲基聚硅氧烷,規(guī)格30 m×0.25 mm×0.25 μm),初始溫度40 ℃,保持5 min;升溫程序45 ℃/min至 290 ℃,保持5 min;氣化室溫度250 ℃;進樣量0.1 μL;分流比40∶1;載氣為高純氦氣。

        1.3.4 質(zhì)譜條件。EI 離子源,離子源溫度 200 ℃,電子能量 70 eV,掃描范圍50~500(m/z)。標準質(zhì)譜圖庫為NIST。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 不同提取方法對北細辛油出油率的影響

        北細辛超臨界CO2萃取產(chǎn)物的氣相色譜-質(zhì)譜總離子流圖如圖1所示,提取揮發(fā)油成分(峰面積百分值大于2%的成分,其余未列出)對比如表1所示。

        不同提取方法對北細辛揮發(fā)油出油率和性狀的影響如表2所示。由表2可知,SFE-CO2 法提取得到揮發(fā)油所需時間較短,SD 法所需時間較長;而前者出油率較后者稍多,分別為4.05%和3.47%;2種提取方法所得到的揮發(fā)油的性狀也不同,使用前者提取得到的是橙紅色油狀物,具有濃郁芳香氣味,使用后者提取得到的是淡黃色油狀物,顏色較前者淺。

        2.2 不同提取方法所得提取物中化學成分的定性和定量比較

        按“1.3.3”和“1.3.4”所述GC-MS條件對2種提取方法所得產(chǎn)物進行分析,運用色譜數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對細辛揮發(fā)油各組分進行面積歸一化可得各組分相對含量。2種提取方法所得化合物成分定性及每種化合物峰面積對比如表1所示。

        SFE-CO2法提取的細辛揮發(fā)油中共分離出8種相對含量大于2%的化合物,分別為α-蒎烯(5.01%)、β-蒎烯(26.92%)、崁烯(3.15%)、優(yōu)香芹酮(35.57%)、黃樟醚(5.58%)、甲基丁香酚(7.66%)、細辛醚(2.60%)、欖香脂素(7.89%),這8種化合物峰面積之和占色譜出峰總面積的94%以上,且均可得到質(zhì)譜鑒定。面積百分值低于2%的化合物沒有鑒定結(jié)構(gòu)。

        SD法提取的細辛揮發(fā)油中共分離出8種相對含量大于2%的化合物,這8種化合物峰面積之和占色譜出峰總面積的93%以上,也可得到質(zhì)譜鑒定。如表1所示,2種提取方法獲取的揮發(fā)油占比在2%以上的化學成分相同。經(jīng)檢測,2種方法揮發(fā)油所得相對密度均為1.036~1.060,旋光度均為-2.0°~0°,折光度均為1.528~1.537。

        3 結(jié)論與討論

        2種提取方法得到的揮發(fā)油的物理性質(zhì)、組分及含量相差不大,面積百分含量大于2%的物質(zhì)分別有8種,并且各成分的含量相差不大。在優(yōu)化超臨界CO2萃取法過程中,對萃取壓力、萃取溫度、CO2流量以及萃取時長進行了4因素3水平的正交試驗[9],采用該研究萃取方法揮發(fā)油的提取率最高。杜成智等[10]分析了不同產(chǎn)地細辛揮發(fā)油化學成分,鑒定出黑龍江細辛的20個化學成分,遼寧細辛23個,吉林細辛24個。該研究僅對峰面積占比2%以上的進行了鑒定,得出2種方法對細辛揮發(fā)油提取效果相差不大。

        參考文獻

        [1] 吳艷蓉,賈凌云,高福坤,等.不同產(chǎn)地和采收期遼細辛揮發(fā)油的含量測定[J].沈陽藥科大學學報,2006,23(5):285-288.

        [2] 吳壽金,趙泰,秦永祺.現(xiàn)代中草藥成分化學[M].北京:中國醫(yī)藥科技出版社,2002:655-657.

        [3] 張杰.淺談超臨界CO2萃取技術(shù)[J].黑龍江醫(yī)藥科學,2007,30(1):22-23.

        [4] 王忠華,張鐘憲.超臨界二氧化碳萃取技術(shù)[J].化學工程與裝備,2007,20(1):57-61.

        [5] 董新艷,張興儒.超臨界萃取技術(shù)在中草藥研究中的應(yīng)用[J].青海大學學報(自然科學版),2005,23(3):15-18,26.

        [6] 唐一梅,李仲瑾,張麗,等.超臨界萃取技術(shù)在中藥研究中的應(yīng)用[J].西北藥學雜志,2007,22(5):288-289.

        [7] 劉志華,周德英.超臨界CO2萃取法與水蒸氣蒸餾法提取廣藿香油的化學成分比較[J].安徽農(nóng)業(yè)科學,2009,37(19):8816-8817.

        [8] 國家藥典委員會.中華人民共和國藥典(2015版四部) [S].北京:化學工業(yè)出版社,2015:203-204.

        [9] 王鵬,張忠義,吳惠勤.超臨界CO2萃取連翹揮發(fā)油的正交試驗和GC-MS分析 [J].分析測試學報,2002,21(4):34-37.

        [10] 杜成智,陳玉萍,覃潔萍,等.不同產(chǎn)地細辛揮發(fā)油的GC-MS分析 [J].中國實驗方劑學雜志,2011,17(7):57-59.

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