两种提取青翘挥发油工艺的比较研究

【前言】两种提取青翘挥发油工艺的比较研究由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。【摘要】 目的： 以青翘收油率和β蒎烯含量的综合评分为考察指标，比较超临界CO2萃取（SFECO2）与水蒸气蒸馏（SD）两种工艺. 方法： SFECO2, SD分别以正交设计提取青翘挥发油，采用气相色谱法（GC）测定挥发油中β蒎烯的含量. 结果： SFECO2法正交设计的平均收油率为3.4...

作者：肖会敏，王四旺，谢艳华，缪珊，薛丽，李妍

【关键词】 连翘；油类,挥发；超临界CO2；水蒸汽蒸馏法；色谱法,气相；蒎烯

Comparative study on 2 kinds of technologies for extracting essential oil from unripe forsythia suspensa

【Abstract】 AIM: To compare 2 kinds of technologies supercritical CO2 fluid extraction (SFECO2)and steam distillation(SD) in extracting essential oil from unripe forsythia suspensa based on the oilcollecting ratio and the content of βpinene as the indexes. METHODS: SFECO2 and SD were respectively applied to extract essential oil from the unripe forsythia suspensa by means of orthogonal design. The content of βpinene was determined in oil by gas chromatography (GC). RESULTS: By orthogonal design, average oilcollecting ratio was 3.40%（0.94%7.85%）for SFECO2, and 2.14%（1.01%3.58%）for SD; average content of βpinene was 6.72%（1.49%20.59%）for SFECO2, and 47.37%（30.99%65.75%）for SD. CONCLUSION: Compaired with SD, SPECO2 has a higher oilcollecting ratio, a lower content of βpinene, and a less pollution to the environment. However, SD costs less and is fitter for experiments.

【Keywords】 forsythia suspensa; oils, volatile; supercritical CO2; steam distillation; chromatography, gas; pinene

【摘要】 目的： 以青翘收油率和β蒎烯含量的综合评分为考察指标，比较超临界CO2萃取（SFECO2）与水蒸气蒸馏（SD）两种工艺. 方法： SFECO2, SD分别以正交设计提取青翘挥发油，采用气相色谱法（GC）测定挥发油中β蒎烯的含量. 结果： SFECO2法正交设计的平均收油率为3.40%（0.94%~7.85%），β蒎烯平均含量6.72%（1.49%~20.59%）；SD法正交设计的平均收油率为2.14%（1.01%~3.58%），β蒎烯平均含量为47.37%（30.99%~65.75%）. 结论： ① SFECO2收油率相对较高，且具有绿色环保概念；② 青翘SD的挥发油中β蒎烯含量高，其制备方法投资少且适宜实验研究.

【关键词】 连翘；油类，挥发；超临界CO2；水蒸汽蒸馏法；色谱法，气相；蒎烯

0引言

连翘为木犀科植物连翘［Forsythia suspensa (Thunb.)Vahl］的干燥果实，分青翘与老翘，是常用的清热解毒中药. 在其果实中挥发油含量高，主要成分是β蒎烯、α蒎烯等［1-3］. 连翘挥发油采用SFECO2与SD提取已有报道［4-5］，但尚未见青翘的研究资料.

1材料与方法

1.1材料

1.1.1连翘陕西洛南产，经本所鉴定为木犀科植物连翘按文献［6］连翘项下进行质量检测，为青翘.

1.1.2仪器Agilent 4890D气相色谱仪(美国安捷伦公司)； FY2215006型超临界CO2萃取仪（南通市飞宇石油科技开发有限公司）；电子调温电热套，型号MH2000，规格3000 mL（北京科伟永鑫实验仪器设备厂）.

1.1.3试药β蒎烯，纯度为99%，批号：4027531G 13502TB（SigmaAldrich公司）；色谱丙酮，色谱纯，天津市科秘欧化学试剂开发中心；环己酮，无水乙醇为AR级.

1.2方法

1.2.1SD法采用正交试验，选定3因素3水平，根据正交设计方法按表L9(34)安排试验，以收油率、β蒎烯含量为考察指标. 因素水平安排见表l.

按表1要求制备样品，每份200 g，蒸馏前先在水中浸泡30 min，然后再加热沸腾并维持.

1.2.2SFECO2法采用正交试验，选定5因素3水平，根据正交设计方法按表L18(37)安排试验，以收油率、β蒎烯含量为考察指标. 因素水平安排见表2.

表1青翘SD因素水平（略）

粒度1为2.0 mm粒径，粒度2为全破开，粒度3为不粉碎.

表2青翘SFECO2萃取工艺的因素水平（略）

粒度1为不粉碎，粒度2为全部破开，粒度3为2.0 mm粒径.

将青翘按表2要求制备，每份800 g，然后将样品投入萃取缸Ⅰ中，对萃取缸Ⅰ和分离器Ⅰ、分离器Ⅱ进行加热，贮罐进行冷却，当温度达预设值时，打开CO2气瓶送气，并打开高压泵升压，压力达预设值时，开始循环萃取，调节流量为20 kg/h，恒温恒压萃取160 min.

1.2.3粗提油的纯化SD挥发油，经分液漏斗分出油，无水硫酸钠干燥后备用. SFECO2萃取挥发油用无水乙醇溶解抽滤，去除残渣，旋转蒸发仪回收乙醇.

1.2.4工艺优选综合评分的计算： 按主次指标，收油率满分为70分，规定试验值7.85%，规定β蒎烯含量满分为30分，试验值65.75%. 计算公式分别为：

β蒎烯含量评分=30X/65.75%

收油率评分=70Y/7.85%

X为每份挥发油样品中β蒎烯含量（%）；Y为每份样品中的收油率（%）

1.2.5GC色谱条件色谱柱： Agilent DB5（30 m, 0.53 mm），膜厚1.0 μm，载气： 高纯氮，体积流量： 30 mL/min；燃气： 氢气，体积流量30 mL/min；空气，体积流量300 mL/min；检测器： 氢焰离子化检测器(FID)，温度200℃；进样口温度： 200℃；柱温： 80℃；进样量1 μL.

1.2.5.1内标对照品溶液的配制以环己酮作为内标物，配成含环己酮浓度为0.23 mg/mL, β蒎烯浓度为2.23 mg/mL的丙酮溶液.

1.2.5.2校正因子的测定按1.2.5.1配制进样测定计算结果为8.14, RSD=1.19%.

1.2.5.3供试品溶液的配制分别精称6.40 mg SD, 121.64 mg SFECO2萃取青翘挥发油于10 mL两个容量瓶，分别用0.23 mg/mL内标溶液定容至刻度.

统计学处理： 采用SPSS11.0统计软件作统计学分析，对正交试验获得的数据进行正交设计方差分析，P<0.05认为有统计学差异.

2结果

2.1β蒎烯含量

图1环己酮+β蒎烯（略）

图2青翘挥发油中β蒎烯（略）

2.2SD正交实验结果从表3中知，提取挥发油收油率最佳的工艺条件为A3B2C1，即加水量12倍，蒸馏时间6 h, 粒度2.0 mm，影响次序： C>B>A.

表4结果显示A, B, C因素均具显著性.

2.3SFECO2萃取正交实验结果

表3SD正交试验结果（略）

表4方差分析（略）

表5中知，挥发油的最佳工艺条件为A2B1C2D1E3即萃取压力30 MPa，萃取温度32℃，分离压力6.6 MPa，分离温度30℃，粉碎度为2.0 mm，影响次序E>A>C>B>D；重复3次该条件综合评分均比第7次低；表6结果显示A, C, E均具显著性. 因此，将最佳萃取工艺条件调整为A3B1C2D1E3.

表5SFECO2萃取正交实验结果（略）

2.4验证实验SFECO2萃取按最佳条件A3B1C2D1E3，重复3次，每次进样800 g青翘；SD按最佳条件A3B2C1重复3次，每次进样200 g青翘，RSD为相对标准差（表7），表明两种工艺的最佳条件具有重复性.

表6方差分析（略）

表7SFECO2与SD验证实验综合评分结果（略）

3讨论

3.1方法比较SFECO2技术所用CO2具有临界点较低(t=31.1℃, P=7.4 MPa)，安全性好；该技术系统密闭,可较好地保存有效成分不被破坏，不发生次生化，提取时间快、生产周期短，流程简单，操作方便，污染小等. 而SD提取过程温度高，时间长，为一开放系统，其过程易造成对热不稳定及易氧化成分的破坏.

3.2综合评分连翘挥发油主要是以整体起作用，因β蒎烯具有抗菌等作用［7］，故选择综合评分.

3.3结果比较SFECO2萃取收油率高于SD，而β蒎烯含量则更低，可能是因SFECO2萃取能在密闭较低温度下进行，而SD在开放高温下，所以可能会挥发和/或破坏部分成分，至于是否有其它原因，有待进一步探讨.

【参考文献】

［1］ 刘国声，刘继先，方洪钜，等. 翘种子挥发油的化学研究［J］. 植物学报, 1984,26(6):672-674.

［2］ 卫世安，贾彦龙. 连翘果皮和种子挥发油化学成分的研究［J］. 药物分析志,1992, 12(6):329-332.

［3］ 素贤，何福江. 连翘挥发油化学成分的研究［J］. 药物分析杂志,1995,15(3):10-12.

［4］ 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GCMS分析［J］. 分析测试学报，2002,21（4）:34-36.

［5］ 郝旭亮，刘霞，倪艳. 两种方法提取连翘挥发油气相色谱质谱的比较［J］.中成药, 2002,24（7）:534-536.

［6］ 国家药典委员会,中国药典一部［M］. 北京: 化学工业出版社，2005:117-118.

［7］ Takikawa A, Abe K, Yamamoto M, et al. Antimicrobial activity of nutmeg against Escherichia coli O157［J］. J Biosci Bioeng, 2002,94(4):315-320.