夏朝輝，余科義

（河南應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院，河南鄭州 450042）

野菊花是野菊的干燥頭狀花序部分，具有疏風散熱、瀉火平肝、清熱解毒的功效[1-2]，常被用來提取藥效成分，是野菊的主要入藥部位，野菊花的化學成分有很多種，其中黃酮類、揮發(fā)油類和萜類含量較高，也是發(fā)揮藥效的主要成分[3-4]。野菊花的提取物還具有抑菌、消炎鎮(zhèn)痛、抗病毒、抗氧化等多種生物活性。

水蒸氣蒸餾法的原理是揮發(fā)性成分伴隨水蒸氣從原料中提取出來，冷凝后揮發(fā)性成分呈油斑狀不與水互溶，然后通過有機溶劑進行油水分離，從而得到植物精油。這種方法在揮發(fā)油的提取中使用最多，不足之處是往往提取的時間較長。本研究利用超聲輔助水蒸氣蒸餾的方法提取野菊花揮發(fā)油，是在水蒸氣蒸餾之前對野菊花進行超聲輔助破碎。超聲波能加速待提取成分溶出、釋放、擴散，有利于提取[5]。這種方法是物理過程，不會對揮發(fā)油的結(jié)構(gòu)和活性造成影響，彌補了水蒸氣蒸餾法提取時間長的不足，還可以提高揮發(fā)油的得率。

1 材料與方法

1.1 試劑與儀器

干燥野菊花，河南信陽大別山區(qū)；二氯甲烷，分析純，洛陽昊華化學試劑有限公司；無水硫酸鈉，分析純，天津市永大化學試劑有限公司；去離子水。

DF-101S型集熱式恒溫加熱磁力攪拌器，鞏義市予華儀器有限責任公司；CS-700型超帥高速多功能粉碎機，武義海納電器有限公司；FA2004N型電子天平，上海精密科學儀器有限公司；KQ-800KDE型高功率數(shù)控超聲清洗器，昆山市超聲儀器有限公司；YP20001型電子天平，上海衡際科學儀器有限公司；5.0 mL揮發(fā)油提取器，球形冷凝管。

1.2 野菊花揮發(fā)油的提取

將干燥的野菊花采用多功能粉碎機進行粉碎，放置干燥處備用。稱取粉碎后的野菊花40 g和320 mL蒸餾水于500 mL單頸燒瓶中，充分浸泡16 h，用超聲清洗器超聲波對原料進行破碎處理，一定時間后取出，將燒瓶放入恒溫油浴鍋中，連接揮發(fā)油提取器和回流冷凝管，從揮發(fā)油提取器上端加蒸餾水，使液位到達揮發(fā)油提取器的刻度部分，直至有蒸餾水溢流入燒瓶時為止。調(diào)節(jié)水浴鍋溫度，使蒸汽先通過整個回流裝置，再調(diào)節(jié)溫度至微沸，保持微沸萃取一定時間，停止加熱，自然冷卻一段時間，用二氯甲烷進行油水分離，緩慢打開提取器下端活塞放出揮發(fā)油，接入到25 mL的錐形瓶內(nèi)，加入少量無水硫酸鈉進行干燥，將干燥后的揮發(fā)油用移液管轉(zhuǎn)移至另一個干凈的錐形瓶中，貼上標簽，用保鮮膜封口，保鮮膜上扎幾個小孔，放置通風櫥內(nèi)待二氯甲烷揮發(fā)完全，得到的野菊花揮發(fā)油顏色為淡黃色，稱重，按照公式1計算揮發(fā)油得率。

1.3 提取工藝設(shè)計

通過查閱文獻和預(yù)實驗發(fā)現(xiàn)，浸泡時間對揮發(fā)油的得率影響不顯著。因此，采用的浸泡時間為16 h，進行充分浸泡，超聲清洗器功率為100 W。以料液比（g∶mL）、超聲時間（min）、提取溫度（℃）、提取時間（h）作為考察因素，因素水平表見表1。

表1 實驗因素水平表

超聲時間為15 min，提取溫度為120 ℃，提取時間為6 h的條件下，料液比（g∶mL）分別為1∶5、1∶6、1∶7、1∶8、1∶9，進行水蒸氣蒸餾，收集揮發(fā)油，稱重，計算野菊花揮發(fā)油得率。

分別超聲0 min、15 min、30 min、45 min后，在料液比為1∶8，提取溫度為120 ℃，提取時間為6 h的條件下進行水蒸氣蒸餾，收集揮發(fā)油，稱重，計算野菊花揮發(fā)油得率。

超聲時間為30 min，料液比為1∶8，提取溫度為125 ℃，提取時間設(shè)為4、6 h、8 h、10 h、12 h，探究提取時間對野菊花揮發(fā)油得率的影響。

超聲時間為30 min，料液比為1∶8，提取時間為 8 h，提取溫度為 115 ℃、120 ℃、125 ℃、130 ℃、135 ℃，探究提取溫度對野菊花揮發(fā)油得率的影響。

2 結(jié)果與分析

2.1 料液比對野菊花揮發(fā)油得率的影響

在超聲時間、提取溫度、提取時間3個因素都不變的條件下，改變料液比對野菊花揮發(fā)油的得率有一定的影響。由圖1可以看出，料液比為1∶8時候野菊花揮發(fā)油的得率最高。

圖1 料液比對野菊花揮發(fā)油得率的影響

2.2 超聲時間對野菊花揮發(fā)油得率的影響

由圖2可知：在料液比、提取溫度、提取時間3個因素都不變的條件下，改變超聲時間，發(fā)現(xiàn)超聲30 min時，野菊花揮發(fā)油得率最高。

2.3 提取時間對野菊花揮發(fā)油得率的影響

圖2 超聲時間對野菊花揮發(fā)油得率的影響

通過圖3可以看出，提取時間在8 h之前，野菊花揮發(fā)油的得率提高的趨勢比較明顯，在8 h時得率已經(jīng)到達一個較高水平；提取時間從8 h增加至12 h，揮發(fā)油的得率僅僅增加了0.006 5%。分析原因可能是因為野菊花中揮發(fā)性成分含量有限，隨著提取時間增長，揮發(fā)性組分減少，大部分揮發(fā)油已經(jīng)提取出來，所以當時間超過8 h之后，野菊花揮發(fā)油的得率增加緩慢。此外，野菊花揮發(fā)性成分隨水蒸氣蒸餾出來，在8 h之后，野菊花揮發(fā)性成分在空氣中揮發(fā)的量與蒸餾出來的量相當。因此在提取時間達到8 h之后，野菊花揮發(fā)油的得率增加緩慢。從節(jié)省時間成本上考慮，選擇提取時間為8 h時為最佳。

圖3 提取時間對野菊花揮發(fā)油得率的影響

2.4 提取溫度對野菊花揮發(fā)油得率的影響

圖4結(jié)果顯示，隨著提取溫度的升高，野菊花揮發(fā)油的得率呈上升趨勢，由預(yù)實驗得出料液在120 ℃時微沸，在低于120 ℃時蒸汽量極少，野菊花中揮發(fā)性成分是伴隨蒸汽被帶出來的，因此野菊花揮發(fā)油的提取量與水蒸氣的量呈正比。但是到達130 ℃之后，隨著溫度的升高，揮發(fā)油的得率不再繼續(xù)增加，此時揮發(fā)油的提取量不再受蒸汽量的單一因素影響。溫度較高時，容易出現(xiàn)暴沸甚至燒結(jié)現(xiàn)象，前者會導致回流冷凝裝置超負荷運行，無法及時冷凝，使一部分揮發(fā)油損失；后者則可能影響揮發(fā)油的質(zhì)量。另外，溫度過高也會使實驗過程不穩(wěn)定，存在安全隱患。為了防止燒瓶瓶壁上出現(xiàn)燒結(jié)，使料液混合充分，增加野菊花與蒸餾水的相互作用，在整個實驗中采用磁轉(zhuǎn)子進行攪拌。綜合考慮，提取溫度為130 ℃為宜。

圖4 提取溫度對野菊花揮發(fā)油得率的影響

3 結(jié)論

從料液比、超聲時間、提取時間、提取溫度4個方面探討了野菊花揮發(fā)油的提取工藝，最佳提取工藝條件為：料液比1∶8（g/ml）、超聲時間30 min、提取時間8 h、提取溫度130 ℃,此時野菊花揮發(fā)油的最大得率為0.411%。