朱砂根揮發(fā)油的超臨界CO2萃取工藝優(yōu)選及GC

朱砂根揮發(fā)油的超臨界CO2萃取工藝優(yōu)選及GC【摘要】目的研究朱砂根揮發(fā)油超臨界CO2萃取的最佳工藝和揮發(fā)油的化學(xué)成分。方法采用均勻設(shè)計(jì)方法，以揮發(fā)油提取率為指標(biāo)，萃取壓力、萃取溫度、萃取時(shí)間為因素，考察超臨界CO2萃取朱砂根揮發(fā)油的最佳工藝，并通過GC-MS對(duì)其成分進(jìn)行了分析。結(jié)果超臨界CO2萃取的最佳提取條件為：萃取壓力33MPa，萃取溫度42℃，萃取時(shí)間60min。從朱砂根揮發(fā)油中共分離出32個(gè)峰,鑒定出29個(gè)化學(xué)成分，鑒定率%。主要成分為油酸、亞油酸、棕櫚酸、α-亞麻酸甲酯、5,8,11-十七碳三烯酸甲酯等。結(jié)論該工藝優(yōu)于水蒸氣蒸餾法，產(chǎn)品中含較多的對(duì)人體有益的不飽和脂肪酸及萜類化合物。

【關(guān)鍵詞】朱砂根揮發(fā)油超臨界流體二氧化碳萃取均勻設(shè)計(jì)氣-質(zhì)聯(lián)用

中藥朱砂根ArdisiacrenataSims始載于《本草綱目》，又名八爪金龍、地紅消、大紅消等，為紫金?？谱辖鹋俪＞G矮小灌木［1］，分布于我國(guó)浙江、江西、貴州等地。朱砂根的根及全株入藥，性味苦，辛，涼［2］，具有清熱解毒、散淤止痛、清咽利喉、祛痰止咳等功效，治療上呼吸道感染、扁桃體炎、急性咽喉炎、白喉、丹毒、淋巴結(jié)炎、勞傷吐血、心胃氣痛、跌打損傷、風(fēng)濕骨痛諸病［3］，為貴州民間習(xí)用藥材。有關(guān)朱砂根的文獻(xiàn)報(bào)道多是集中在皂苷等化學(xué)成分的研究及藥用資源調(diào)查方面，有關(guān)朱砂根揮發(fā)油化學(xué)成分方面還未見報(bào)道。本研究利用超臨界流體CO2萃取技術(shù)研究了朱砂根揮發(fā)油的萃取工藝，并通過氣相色譜-質(zhì)譜(GC-MS)聯(lián)用法分離并鑒定了揮發(fā)油的化學(xué)成分,為朱砂根植物的開發(fā)利用提供了科學(xué)依據(jù)。

1儀器與材料

主要儀器超臨界萃取裝置；HP5890/HP5973GC/MS聯(lián)用儀(美國(guó)惠普公司)。

試劑與材料朱砂根樣品采集于貴州貴陽(yáng)地區(qū)，經(jīng)貴陽(yáng)中醫(yī)學(xué)院陳德媛教授鑒定為紫金?？浦焐案鵄rdisiacrenataSims植物。洗凈、干燥，備用。

2方法

用水蒸氣蒸餾法萃取朱砂根中的揮發(fā)油稱取干燥朱砂根樣品100g，參照《中國(guó)藥典》(2005版)方法，用水蒸氣蒸餾裝置進(jìn)行蒸餾，通過3次平行實(shí)驗(yàn)得到揮發(fā)油的平均萃取率為1%。

均勻設(shè)計(jì)方法用于超臨界萃取條件的摸索

萃取方法取朱砂根根部粉末100g，裝入L萃取釜內(nèi)膽，蓋上燒結(jié)板擰緊，裝入萃取筒。啟動(dòng)總電源開關(guān)，啟動(dòng)萃取、分離溫控儀表并設(shè)置溫度參數(shù)。啟動(dòng)制冷裝置，使之保持在3～5℃之間，等溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí)適當(dāng)調(diào)節(jié)各個(gè)閥門使萃取罐內(nèi)壓力達(dá)到工藝要求。待萃取罐內(nèi)溫度、壓力都達(dá)到設(shè)定值時(shí)，打開閥門使流體流入分離罐中。

以朱砂根揮發(fā)油的萃取率為指標(biāo)，以萃取壓力、萃取溫度、萃取時(shí)間3個(gè)因素為實(shí)驗(yàn)因素，每個(gè)因素安排7個(gè)水平，按均勻設(shè)計(jì)表U7*［4］，取2，3，4列安排實(shí)驗(yàn)進(jìn)行萃取，進(jìn)行其中分離釜I溫度45℃，分離壓力7～8MPa，分離釜Ⅱ溫度40℃，分離壓力5～6MPa。二氧化碳流量30L·h-1，萃取一定時(shí)間后收集分離釜Ⅰ、Ⅱ中的萃取液。均勻設(shè)計(jì)法的因素水平見表1，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)安排見表2。表1SFE-CO2萃取朱砂根的因素水平

均勻設(shè)計(jì)結(jié)果分析上述試驗(yàn)數(shù)據(jù)經(jīng)專業(yè)軟件進(jìn)行二次多項(xiàng)式逐步回歸分析，得到如下的模型方程：Y=400110416667X2+5694791667X3+007367187500X3×X3+0744791667X1×11125000000X1×X3，理論最大優(yōu)化值為%。模型的復(fù)相關(guān)系數(shù)R=1，F(xiàn)=1,而＝，因此該方程在α=的水平上顯著。因此，用該模型預(yù)測(cè)萃取工藝參數(shù)對(duì)朱砂根的超臨界CO2萃取的影響是可行的。由方程得到的最優(yōu)萃取工藝條件是：萃取壓33MPa，萃取溫度42℃，萃取時(shí)間60min，分離釜I溫度45℃，分離壓力7～8MPa，分離釜Ⅱ溫度40℃，分離壓力5～6MPa，二氧化碳流量30L·h-1。

驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)取150g粉碎過篩的朱砂根粉末按優(yōu)化后的條件進(jìn)行萃取，制備3批樣品，平均萃取率3％，與回歸模型預(yù)測(cè)值較為接近。

朱砂根超臨界萃取揮發(fā)油的GC-MS分析

分析條件氣相色譜條件：色譜柱為HP-INnowaxPolyethyleneGlycol(m×320μm×μm)彈性石英毛細(xì)管柱,柱溫50℃，以4℃·min-1升溫至230℃，保持20min；汽化室溫度250℃；載氣為高純He(%)；柱前壓psi,載氣流量ml·min-1；進(jìn)樣量1μl(乙醚溶液)；分流比40:1。

質(zhì)譜條件：離子源為EI源；離子源溫度230℃；四極桿溫度150℃；電子能量70eV；發(fā)射電流μA；倍增器電壓1936V；接口溫度280℃;質(zhì)量范圍10～550amu。

定性分析取朱砂根揮發(fā)油1μl(乙醚溶液)，用GC/MS聯(lián)用儀分析鑒定,共檢出32個(gè)峰及對(duì)應(yīng)的質(zhì)譜峰，通過HPMSD化學(xué)工作檢索，結(jié)合Nist98標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜庫(kù)和Wiley質(zhì)譜圖庫(kù)，并結(jié)合有關(guān)人工譜圖解析,鑒定出其中的29個(gè)化合物，鑒定率為%，結(jié)果見表3。

峰面積相對(duì)含量分析通過HPMSD化學(xué)工作站數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，按峰面積歸一化法進(jìn)行計(jì)算求得各化學(xué)成分在揮發(fā)油中的相對(duì)含量。

3結(jié)果與討論

結(jié)果所鑒定的朱砂根揮發(fā)油中的29種成分及其在揮發(fā)油中的相對(duì)含量列于表3。表3朱砂根揮發(fā)油的化學(xué)成分

由表3可知，已鑒定的化合物占總組分的%,其中相對(duì)含量較高的成分有油酸(%)，亞油酸(%)和棕櫚酸(%)等。

討論由水蒸氣蒸餾所得揮發(fā)油的收率為1%，而優(yōu)化的超臨界萃取工藝所得揮發(fā)油收率為3%,由此可見對(duì)于朱砂根揮發(fā)油的萃取，超臨界工藝明顯高于水蒸氣蒸餾工藝。

該植物揮發(fā)油中含有的主要成分是高級(jí)脂肪酸如油酸、亞油酸、棕櫚酸等，另含部分萜類成分和芳香族化合物。其中油酸可降低血液總膽固醇和有害膽固醇，卻不降低有益膽固醇。營(yíng)養(yǎng)界把油酸稱為“安全脂肪酸”，而且對(duì)皮膚具有保濕作用，可光潤(rùn)肌膚；亞油酸具有能降低總膽固醇、甘油三酯，預(yù)防動(dòng)脈粥樣硬化的作用，促進(jìn)細(xì)胞代謝，改善細(xì)胞再生［5］；棕櫚酸具有強(qiáng)化組織功效；十七酸產(chǎn)生活絡(luò)組織作用；β-沒藥烯具有散血去淤，消腫定痛作用；β-丁香烯具有平喘、鎮(zhèn)咳、祛痰作用。

通過對(duì)朱砂根揮發(fā)油的化學(xué)成分分析，可見其含較多的對(duì)人體有益的不飽和脂肪酸及有藥用作用的萜類成分，為藥用資源的開發(fā)利用提供了研究基礎(chǔ)。

【參考文獻(xiàn)】

［1］田振華,駱紅梅,何燕.貴州紫金牛屬藥用植物的種類與分布［J］.華西藥學(xué)雜志,1996,11(3):193.

［2］倪慕云,韓力.中藥朱砂根化學(xué)成分的研究［J］.中藥通報(bào),1988,12(3):33.

［3］貴州省中醫(yī)研究所.貴州