蒸馏法与超临界CO2萃取法提取细辛挥发油的成分比较

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　　摘要 [目的]比较蒸馏法与超临界CO2萃取法提取细辛挥发油化学成分。[方法]优化超临界CO2提取细辛挥发油方法，并用GC-MS法对2种提取方法所得化学成分定量分析。[结果]超临界CO2和蒸馏法提取的挥发油仅鉴定了百分值大于2%的8种成分，分别占挥发油总成分的94.38%和93.93%。[结论]2种提取方法所得的挥发油组分与含量差异不大，为细辛挥发油的进一步开发应用提供了理论依据。
　　关键词 细辛;超临界CO2萃取法;蒸馏法;挥发油;化学成分;GC-MS
　　中图分类号 R284.2 文献标识码 A 文章编号 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
　　细辛Asarun sieboldiimiq为马兜铃科细辛属多年生草本，为常用中药，具有祛风止痛、解表散寒、行水和开窍之功效，亦具有治疗风冷头痛、鼻渊、齿痛、痰饮咳逆及风湿痹痛的作用。 作药用的有北细辛（Asarun heterotropoidies  Fr.var.mandshuricum（Maxim）Kitag）、华细辛（Asarum sieboldii miq.）和汉城细辛（Asarum sieboldii miq.var.seoulense Nakai ）的干燥全草，以根色灰黄、叶色绿、气辛香、嚼之辛辣麻舌者佳。细辛含挥发油，为多成分混合物，经气相色谱-质谱联用分离鉴定的有α-蒎烯、β-蒎烯、崁烯、优香芹酮、黄樟醚、甲丁基香酚等。
　　吴艳蓉等[1]对细辛的挥发油进行了研究，所建立的分析方法可用于细辛药材的质量控制。随着挥发油提取方法及化学分析仪器如气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）等普遍用于中医药领域，尤其是细辛挥发油的化学成分进一步明确，对挥发油提取工艺的改进有指导意义[2]。
　　超临界CO2萃取（SFE-CO2）技术集提取、分离、浓缩为一体，尤其萃取剂无色无毒，廉价易得，临界压力低，且临界温度接近常温，因此超临界CO2萃取技术在药用植物有效成分提取中得到越来越广泛的应用[3-7]。植物挥发油的提取方法还有溶剂萃取法、固相萃取法、超声波流体萃取及水蒸气蒸馏法等。为了提高细辛的药材利用率，充分发挥药用价值，并进一步拓展超临界CO2 萃取方法在中草药挥发油提取中的适用性。该试验分别采用水蒸气蒸馏（SD）法和超临界CO2萃取（SFE-CO2）法从北细辛中提取挥发油，并采用GC-MS法对2种不同提取方法获得的提取物进行化学成分定性和定量比较。
　　1 材料与方法
　　1.1 设备和仪器
　　HA120-50-02 型超临界萃取装置，江苏南通仪创实验仪器有限公司;多功能提取器，湖南合信制药设备有限公司;Agilent 5977A MSD型气相色谱-质谱联用仪（GC-MS），美国Agilent公司;PL203 電子天平，瑞士梅特勒-托利多公司。
　　1.2 样品
　　北细辛为市售样品（干燥全草）。处理方法为粉碎后过2号筛。
　　1.3 试验方法
　　1.3.1
　　超临界CO2萃取法。取100 g样品装入萃取釜中。萃取压力30 MPa，萃取温度为45 ℃，CO2流量为20 L/h，萃取时长 2 h，获得萃取液，浓缩并经无水硫酸钠干燥后获得细辛挥发油。重复3次，计算平均出油率。
　　1.3.2 水蒸气蒸馏法。取100 g样品，按《中国药典》2015版四部附录挥发油测定法乙法提取挥发油[8]。重复3次，计算平均出油率。 　　1.3.3 色谱条件。色谱柱为弹性石英毛细管柱Agilent DB-5（5%苯基-甲基聚硅氧烷，规格30 m×0.25 mm×0.25 μm），初始温度40 ℃，保持5 min;升温程序45 ℃/min至 290 ℃，保持5 min;气化室温度250 ℃;进样量0.1 μL;分流比40∶1;载气为高纯氦气。
　　1.3.4 质谱条件。EI 离子源，离子源温度 200 ℃，电子能量 70 eV，扫描范围50～500（m/z）。标准质谱图库为NIST。
　　2 结果与分析
　　2.1 不同提取方法对北细辛油出油率的影响
　　北细辛超临界CO2萃取产物的气相色谱-质谱总离子流图如图1所示，提取挥发油成分（峰面积百分值大于2%的成分，其余未列出）对比如表1所示。
　　 不同提取方法对北细辛挥发油出油率和性状的影响如表2所示。由表2可知，SFE-CO2 法提取得到挥发油所需时间较短，SD 法所需时间较长;而前者出油率较后者稍多，分别为4.05%和3.47%;2种提取方法所得到的挥发油的性状也不同，使用前者提取得到的是橙紅色油状物，具有浓郁芳香气味，使用后者提取得到的是淡黄色油状物，颜色较前者浅。
　　2.2 不同提取方法所得提取物中化学成分的定性和定量比较
　　按“1.3.3”和“1.3.4”所述GC-MS条件对2种提取方法所得产物进行分析，运用色谱数据处理系统对细辛挥发油各组分进行面积归一化可得各组分相对含量。2种提取方法所得化合物成分定性及每种化合物峰面积对比如表1所示。
　　SFE-CO2法提取的细辛挥发油中共分离出8种相对含量大于2%的化合物，分别为α-蒎烯（5.01%）、β-蒎烯（26.92%）、崁烯（3.15%）、优香芹酮（35.57%）、黄樟醚（5.58%）、甲基丁香酚（7.66%）、细辛醚（2.60%）、榄香脂素（7.89%），这8种化合物峰面积之和占色谱出峰总面积的94%以上，且均可得到质谱鉴定。面积百分值低于2%的化合物没有鉴定结构。
　　SD法提取的细辛挥发油中共分离出8种相对含量大于2%的化合物，这8种化合物峰面积之和占色谱出峰总面积的93%以上，也可得到质谱鉴定。如表1所示，2种提取方法获取的挥发油占比在2%以上的化学成分相同。经检测，2种方法挥发油所得相对密度均为1.036～1.060，旋光度均为-2.0°～0°，折光度均为1.528～1.537。
　　3 结论与讨论
　　2种提取方法得到的挥发油的物理性质、组分及含量相差不大，面积百分含量大于2%的物质分别有8种，并且各成分的含量相差不大。在优化超临界CO2萃取法过程中，对萃取压力、萃取温度、CO2流量以及萃取时长进行了4因素3水平的正交试验[9]，采用该研究萃取方法挥发油的提取率最高。杜成智等[10]分析了不同产地细辛挥发油化学成分，鉴定出黑龙江细辛的20个化学成分，辽宁细辛23个，吉林细辛24个。该研究仅对峰面积占比2%以上的进行了鉴定，得出2种方法对细辛挥发油提取效果相差不大。
　　参考文献
　　[1] 吴艳蓉，贾凌云，高福坤，等.不同产地和采收期辽细辛挥发油的含量测定[J].沈阳药科大学学报，2006，23（5）：285-288.
　　[2] 吴寿金，赵泰，秦永祺.现代中草药成分化学[M].北京：中国医药科技出版社，2002：655-657.
　　[3] 张杰.浅谈超临界CO2萃取技术[J].黑龙江医药科学，2007，30（1）：22-23.
　　[4] 王忠华，张钟宪.超临界二氧化碳萃取技术[J].化学工程与装备，2007，20（1）：57-61.
　　[5] 董新艳，张兴儒.超临界萃取技术在中草药研究中的应用[J].青海大学学报（自然科学版），2005，23（3）：15-18，26.
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　　[7] 刘志华，周德英.超临界CO2萃取法与水蒸气蒸馏法提取广藿香油的化学成分比较[J].安徽农业科学，2009，37（19）：8816-8817.
　　[8] 国家药典委员会.中华人民共和国药典（2015版四部） [S].北京：化学工业出版社，2015：203-204.
　　[9] 王鹏，张忠义，吴惠勤.超临界CO2萃取连翘挥发油的正交试验和GC-MS分析 [J].分析测试学报，2002，21（4）：34-37.
　　[10] 杜成智，陈玉萍，覃洁萍，等.不同产地细辛挥发油的GC-MS分析 [J].中国实验方剂学杂志，2011，17（7）：57-59.
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