菱角挥发成分超临界萃取及GC-MS方法检测

菱角挥发成分超临界萃取及GC-MS方法检测（共2篇）

菱角挥发成分超临界萃取及GC-MS方法检测 篇1

菱角挥发成分超临界萃取及GC-MS方法检测

菱角(Trapa manshurica Fler)为菱属菱科植物中的一种,其性清凉甘润,清暑解热,除烦止渴,益气健脾,为中药大辞典所收载.<现代本草纲目>曰其可用来治疗胃癌、食管癌等消化系统疾病及其他肿瘤疾病.

作 者：牛凤兰 黄占有 吴秀华 刘国良 李晨旭 作者单位：牛凤兰,黄占有,李晨旭(吉林大学公共卫生学院卫生检验教研室,长春,130021)

吴秀华,刘国良(吉林省外国企业服务有限公司,130041)

刊 名：中国公共卫生 ISTIC PKU英文刊名：CHINESE JOURNAL OF PUBLIC HEALTH年，卷(期)：25(1)分类号：Q946关键词：菱角 超临界萃取 气相色谱-质谱

菱角挥发成分超临界萃取及GC-MS方法检测 篇2

关键词：杜香,挥发油,超临界CO2萃取,GC-MS分析

杜香 (Ledum palustre L.var.dilioatum wahl) 是杜鹃花科杜香属常绿小灌木, 单叶互生, 全缘, 两面及幼枝密生褐色绒毛和腺体, 植株富有香味[1]。杜香植物体内含有多种有效成分, 具有药用、芳香等价值, 是重要的资源植物[2]。其植物体内富含的多种代谢物, 主要应用于制药和香料生产。对杜香挥发油的化学成分, 外国也有相关研究报道[3,4,5,6]。其常用的提取方法为水蒸汽蒸馏法, 传统的提取往往造成挥发性成分的损失, 超临界CO2萃取 (SFE-CO2) 技术作为一项较新的提取分离技术, 具有提取时间短、收率高、活性成分含量高等优点, 是提取杜香挥发油的理想方法[7], 被广泛应用于化工、医药、食品等工业[8,9]。该文采用正交试验设计超临界CO2萃取技术应用于杜香挥发油的提取, 初步探讨了颗粒度、温度、压力等因素对杜香挥发油提取率的影响。

该研究超临界流体萃取法 (SFE) 对杜香挥发油进行提取, 利用气相色谱-质谱联用技术 (GC-MS) 结合计算机数据库检索分析鉴定了45种挥发油的化学成分, 采用峰面积归一化法测定了其中各个化学成分的相对含量。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验用杜香于2013年8月采自内蒙古大兴安岭地区, 自然阴干后选取杜香枝叶混合物备用, 试验仪器为SFE-2型超临界CO2流体萃取仪 (美国Applied Separations Inc公司) ;Thermo Fisher Scientific SQ气质联用仪, 装载Xcalibur工作站, 可检索NIST标准质谱图库。

1.2 超临界CO2萃取杜香挥发油

该试验采用SFE-CO2法[10,11]。选定颗粒度、萃取压力、萃取温度3个因素, 采用3因素3水平正交试验设计, 具体设计见表1。以挥发油的提取率为考察指标。将材料干燥、粉碎后装入萃取缸中, 将CO2冷却后由高压泵加压到预定压力, 选择所要求的试验条件 (A—颗粒度、B—萃取压力、C—萃取温度) , 萃取40 min后, 称量获得的杜香挥发油, 并按下式计算其提取率:

1.3 GC-MS分析

色谱柱型号为AB-5MS, 30 m×0.25 mm×0.25μm, 与质谱仪相联。载气:99.999%高纯度氦气, 进样量:0.2μL, 分流比:1∶30。质谱条件:EI离子源, 电子能量为70 e V, 离子源温度250℃。柱箱升温条件:60℃保持2 min, 以5℃/min速度升温至300℃并保持10 min[12]。

2 结果与分析

2.1 正交试验结果

不同工艺条件下挥发油的提取率见表2。由表2中的Rj可知, 3个因素的影响力优先顺序为A>B>C, 即颗粒度>压力>温度, 初步得出最佳的试验方案为A3B3C1, 即颗粒度为80目、萃取压力为40 MPa、萃取温度为35℃。

2.1.1 原料粒度对萃取效率的影响。

试验材料为天然植物, 如果颗粒度过大, 不利于溶剂扩散, 提取率低;如果颗粒度过小, 原料粉末容易压实。杜香挥发油的提取率随颗粒度的增大逐渐升高, 从平均提取率可以看出, 从40目到80目提取率上升缓慢, 考虑综合效益, 选取40目也可达到较高的提取率。

2.1.2 萃取压力的影响。

从平均提取率趋势可以看出, 随着压力的提高, 杜香挥发油提取率逐步提高。可知当温度一定时, 萃取压力越高, 流体的密度越大, 对溶质的溶解能力越强, 萃取所需时间越短, 萃取越完全。但当压力超过30 MPa后, 提取率上升幅度趋缓, 过高的萃取压力对操作和设备的使用寿命不利, 综合考虑, 压力在30 MPa也可达到较好的提取。

2.1.3 萃取温度的影响。

萃取温度对超临界CO2溶解能力的影响比较复杂。在一定的压力下, 升高温度有利于溶质挥发性的增加和扩散速度的提高, 进而有利于溶质的萃出[13]。试验中平均提取率逐渐降低, 而CO2临界温度接近室温 (31.3℃) , 所以最佳萃取温度应是35℃, 在此温度下, 杜香挥发油的扩散速度最高, 提取率最高。

2.1.4 最佳萃取条件的验证。

为了进一步考察上述最佳萃取条件的萃取效果, 将30 g杜香 (80目) 用上述最佳条件萃取40 min, 提取率为7.01%, 高于正交试验中的最高收率, 证明此次正交试验结果可靠。

2.2 杜香挥发油的成分

杜香挥发油化学成分GC-MS检测的总离子流图如图1所示。选择了21个含量较高的成分进行鉴定, 直接由该机的数据系统进行检索 (谱库Wileyl38) , 并与标准图谱比较, 确定其成分, 用数据处理机峰面积归一法, 测定总油中各成分的相对含量23种化合物的含量占总成分的62.79%, 结果见表3。SFE法所提取的杜香挥发油中主要含有龙脑、1-异丙基二环[3.1.0]-2-己烯-4酮、反式-松香芹醇、香橙烯、对-伞花烃、桃金娘烯醛等[7], 其中药用成分羽扇豆醇 (12.43%) 、羽扇烯酮 (10.12%) 、表蓝桉醇 (2.85%) 、玫瑰醚 (2.28%) 等文献并未提及。

2.2.1 香料成分。

超临界CO2萃取杜香挥发油气质成分中的异龙脑 (4.44%) 、桃金娘烯醛 (4.02%) 、顺-β-松油醇 (2.49%) 、反式-松香芹醇 (1.76%) 、反式-桧烯水合物 (1.61%) 、香橙烯 (1.39%) 等, 其中玫瑰醚 (2.28%) 等未见文献报道。

2.2.2 药用成分。

超临界CO2萃取杜香挥发油气质成分中的羽扇豆醇 (12.43%) 、羽扇烯酮 (10.12%) 均未见文献报道 (图2~3) 。羽扇豆醇是一种在水果、蔬菜以及药用植物中存在的食物三萜。据文献报道, 羽扇豆醇在动物试验中有促进皮肤愈合、抗炎、抗氧化等药理作用, 它作为药物的活性成分之一在北美、日本、中国很早就被当地的传统医学所应用[13]。在体内是人的DNA拓扑异构酶Ⅱ (tpoⅡ) 选择性抑制成分[14]。羽扇豆醇、羽扇烯酮具有良好的生物活性, 均可用于制药。

3 结论与讨论

超临界CO2萃取杜香挥发油的正交试验中, 最佳萃取条件颗粒度为80目、萃取压力为40 MPa、萃取温度为35℃, 杜香挥发油萃取率最高。考虑到经济及能源效益, 颗粒度在40目, 压力为30 MPa也可达到较高的提取率。表明SFE法尤其适用于热敏性天然物质的提取。

从GC-MS成分分析结果可知, 超临界CO2萃取的杜香挥发油中主要含有羽扇豆醇、羽扇烯酮、异龙脑、桃金娘烯醛等成分, 其中羽扇豆醇、羽扇烯酮尚未见文献提过, 可用于制药行业;异龙脑、桃金娘烯醛、顺-β-松油醇、反式-松香芹醇、反式-桧烯水合物、香橙烯、玫瑰醚等均可用于香料工业。