[摘要] 目的:對山茱萸超臨界C02流體萃取物進行研究。方法:萃取條件為:壓力15 MPa,溫度40℃ , 時間2 h,液態C02流量22.0 lKg/h,采用GC-MS技術分析山茱萸C02超臨界萃取物的化學組成。結果:超臨界C02流體萃取法得率為2.42%。鑒定了其中31種成分,并用面積歸一化法測定其相對含量。結論:超臨界C02流體萃取物主要成分有1,2-苯二甲酸二(1-丁基-2一異丁基)酯,異丙基十四烷酸酯等。
[關鍵詞] 山茱萸;C02超臨界萃取;GC-MS
山茱萸Cornus officinalis Sieb.et Zucc.是我國傳統常用的中藥材,具有補肝腎,澀精氣,固虛脫的作用。有關山茱萸的成分,文獻記載有熊果酸、齊墩果酸等三萜酸,馬錢素、莫諾苷等環烯醚萜苷類,鞣質,多糖等成分,其中對山茱萸中的揮發性成分只有國外文獻有過報道,故本實驗通過超臨界C02萃取技術對山茱萸揮發性成分進行了研究。
1 超臨界Co2萃取技術簡介
超臨界流體(supercritical fluid),又稱為稠密氣體(dense gas)或高壓氣體(high compressed gas),是溫度和壓力超過臨界溫度和臨界壓力的流體。超臨界流體萃取技術是20世紀60年代興起的一種新型分離技術。超臨界流體兼有氣、液兩者的特點,密度接近于液體,粘度和擴散系數接近于氣體,它不僅具有與液體溶劑相當的溶解能力,而且具有優良的傳質性能。超臨界流體萃取技術就是利用上述超臨界流體的特殊性質,在高壓條件下與待分離的固體或液體混合物接觸,調節系統的操作壓力和溫度,在一個適當的溫度和壓力下使流體具有較大的密度即對物質具有較大的溶解能力,使被萃取組分溶解在流體中,然后通過改變溫度或壓力,降低流體對物質的溶解能力,從而實現被萃取組分的分離和提純。
被用作超臨界流體的溶劑有乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、甲醇、乙醇、水、二氧化碳等多種物質,超臨界二氧化碳是首選的萃取劑。這是因為二氧化碳的臨界條件易達到(Tc=304.1 K,Pc=7.347 MPa),且無毒、無味、不燃、價廉、易精制,這些特性對熱敏性和易氧化的產物更具有吸引力。因此在食品工業、香料工業、醫藥工業等部門得到了廣泛的應用。
超臨界流體的溶解能力取決于它的溫度和壓力,通常和流體的密度呈正相關,隨流體的密度增加而增加。在臨界點附近,壓力、溫度的微小變化會引起流體密度及其對物質溶解能力的較為顯著的變
化。
由于超臨界co2萃取技術在中藥有效成分的提取分離方面與傳統方法相比具有一系列的優點,所以近年來在中藥領域應用較廣泛。
2 試驗部分
2.1 材料
2.1.1 儀器:Agilent6890/5973N 氣相色譜-質譜聯用分析。化學工作站G1701DA MSD Chemstation。超臨界CO2萃取設備HA120-50-01超臨界萃取裝置(江蘇南通華安超臨界萃取有限公司)。
2.1.2 藥材:來源于2001年購于河南西峽GAP種植基地,經我校鑒定教研室吳德康教授鑒定為山茱萸科植物山茱萸C.officinalis干燥成熟果肉,粉碎后過40目篩備用。
2.2 方法
2.2.1 萃取條件:實驗時把已經粉碎的山茱萸粗粉裝入萃取罐內,將各萃取分離罐加熱至預定狀態,將壓力升至預定值開始流動萃取,每次投料107 g。本試驗考察了壓力、溫度、時間、Co2流量對超臨界CO2萃取山茱萸收率的影響,最后所采用的萃取條件為:壓力15MPa,溫度40℃ ,萃取時間2 h,CO2流量20 m /h得到5.2 g萃取物,得率為2.42% 。
2.2.2 超臨界CO2萃取物的GC-MS分析:樣品處理取山茱萸超臨界CO2萃取物0.5 g用5 mL醋酸乙酯溶解,振搖后加無水硫酸鈉脫水,過0.45μm微孔濾膜后即可進樣。色譜條件:HP-5MS 5%phenyl methyl siloxane30 m×0.25 mm×0.25 m 彈性石英毛細管柱。程序升溫50℃-20℃ /min-1—90℃ 一3℃/min-~250℃ 。載氣He,流速1 Ml/min。模式分流,分流比40:1,進樣量1 L。質譜條件 EI離子源,離子源溫度230℃ ,四極桿溫度150℃ ,輔助線溫度280℃ ,電子能量70ev,電子倍增器電壓1 294 V,掃描范圍10~550mAU 。山茱萸的超臨界CO2萃取物經GC-MS分析后,各色譜峰的質譜圖經人工解析及通過NIST98質譜數據系統檢索,與標準質譜圖比較分析,確定其化學結構,最后用面積歸一化法確定各成分的相對含量,結果見表1。
3 討論
影響超臨界CO2萃取的因素有:萃取壓力,萃取溫度,解析壓力,萃取物顆粒大小,co2流速,夾帶劑等。從相關文獻的實驗結果來看,壓力對山茱萸揮發性成分收率影響最大,壓力升高,CO2密度也隨著升高,溶劑能力增強,導致得率上升。在本次實驗中,未系統考察各因素對得率的影響,在以后的實驗中將另行考察。
超臨界CO2萃取具有其他很多提取方法不具備的優點,特別適合于揮發性等熱敏性成分的提取。如采用水蒸氣蒸餾法,因其加熱時間長,提取溫度高,易使對熱不穩定的揮發性成分發生變化,而用超臨界C02進行萃取,可以克服上述缺點,還可以得到用水蒸氣蒸餾法得不到的成分。產白日本的山茱萸C.officinalis經水蒸氣蒸餾提取后,提取液用GC-MS分析,主要含有棕櫚酸(palmitic acid),肉桂酸芐酯(benzyl cinnamate),異丁醇(isobutyl alcoho1)等成分 ;本實驗山茱萸超臨界C02萃取物經GC-MS分析發現:2種提取物中均含有氧化芳樟醇(1inalool oxide),苯乙醇(phenylethyl alcoho1)等,但成分略有不同。2種山茱萸的產地不同可能導致所含成分不同,而不同的提取方法則是成分差異的主要因素。研究表明,超臨界CO2,萃取與傳統的水蒸氣蒸餾提取相比可以提出更多的成分,并且部分組分的含量數倍于水蒸氣蒸餾產品。目前超臨界萃取研究工作在不斷地擴大研究領域,不斷地從非極性、弱極性向中等極性物質有效成分的提取深入。使用不同的夾帶劑,甚至可以獲取水溶性活性物質。
本實驗用超臨界c02萃取法對山茱萸揮發性成分進行了探索性研究,為今后深入研究其揮發性成分提供了參考。