前胡揮發油的超臨界CO2流體萃取及其成分分析

喻世濤, 褚家勇, 王 娜, 王 珊, 馬舒翼, 朱 巍

(湖北中煙工業公司技術中心,湖北武漢 430040)

前胡揮發油的超臨界CO2流體萃取及其成分分析

喻世濤, 褚家勇, 王 娜, 王 珊, 馬舒翼, 朱 巍＊

(湖北中煙工業公司技術中心,湖北武漢 430040)

采用正交設計優化前胡中揮發油的萃取工藝條件,確定了超臨界CO2萃取前胡揮發油的最佳條件:萃取壓力35 M Pa,萃取溫度50℃,選擇無水乙醇為夾帶劑,夾帶劑用量為20%,萃取時間為90 m in,解析壓力為7～8 M Pa,解析溫度為45℃,萃取率為37.58%。GC/M S法分析前胡油的主要成分為à-蒎烯、à-月桂烯、蒈烯、石竹烯等,質量分數約為76.32%。與傳統提取方法相比,應用超臨界萃取前胡油不僅簡便、提取率高,而且得到的膏狀萃取物香氣純正。

前胡揮發油;超臨界CO2流體萃取;成分分析

前胡[Radix peucedani]為傘形科植物白花前胡干燥根。具有散風清熱,降氣化痰等功效[1]。其主要成分為揮發油、前胡甙和前胡素等。前胡揮發油因其具有特殊的甜香嗅感,在醫藥、食品、化妝品等領域應用廣泛[2]。

超臨界CO2流體萃取(SFE-CO2)是20世紀70年代興起的一門新的提取分離技術,具有傳質速度快、溶解能力強、選擇性高、低溫操作、無溶劑殘留以及節能等優點,廣泛用于食品、醫藥、化工、香精香料等行業。SFE-CO2法在前胡油制備中的應用,已有一些文獻進行了探討[3],然而,在萃取工藝的優化及萃取產品的成分分析并沒有進行過系統的研究[4]。作者從上述兩個方面研究了前胡油的最佳萃取工藝,并分析了其主要成分。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

前胡(購自浙江中藥材市場,經鑒定為傘形科植物白花前胡[Peucedanum praerup torumdunn]干燥根);體積分數95%乙醇溶液:武漢市長江化工公司產品;石油醚:沸程60～90℃,分析純,國藥集團化學試劑有限公司產品;無水乙醇:分析純,國藥集團化學試劑有限公司產品;HL-(10+3)L/50M Pa-ⅡA型超臨界CO2萃取儀;TRACE GC U ltra-DSQⅡ氣質連用儀:Thermo公司產品;旋轉蒸發皿RE-52A:上海亞榮生化儀器廠產品;HH-2型電熱恒溫水浴鍋:江南儀器廠產品;SK8200HP型超聲波萃取裝置:上海科導超聲儀器有限公司產品;CP323S-OCE型電子天平:德國賽多利斯科學儀器有限公司產品。

1.2 超臨界CO2萃取條件及方法

選擇萃取壓力、萃取溫度、萃取時間、夾帶劑用量4個因素,各取3個水平,以前胡油萃取得率為考察指標,以無水乙醇為夾帶劑,進行L9(34)正交試驗,試驗因素與水平見表1。解析壓力為7～8 M Pa,解析溫度為45℃。

表1 正交試驗因素水平表Tab.1 Levelsand factors in orthogonal test

1.3 揮發性成分的 GC/MS分析

1.3.2 樣品分析 準確稱取提取物10.00 g,置于錐形瓶中,依次加入20.00 g無水乙醇和10.00 g無水Na2SO4,搖勻,靜置過夜,過濾,取續濾液用于GC/M S分析。

2 結果與討論

2.1 正交試驗結果

在如表1所確定的主要影響因素和水平的基礎上,按正交表L9(34)進行試驗,試驗結果如表2。

圖1 超臨界CO2萃取物(a)、石油醚提取物(b)及體積分數95%乙醇提取物(c)G C圖譜Fig.1 GC chromatograms of extracte of SFE-CO2(a)、extracte of Petroleum ether(b)and 95%Ethanol(c)

表2 L9(34)四因素三水平正交表Tab.2 Dates of uniform design of 4 factors and 3 levels

續表2

表3 方差分析Tab.3 Variance analysis

分析結果表明,各因素對結果影響由大到小的次序是B>A>C>D,即萃取溫度對萃取率影響最大,其次是萃取壓力,萃取時間和夾帶劑用量對結果影響無顯著性。根據測定結果,優化工藝為A3B3C2D2。由于在正交試驗安排中沒有該組試驗,故按優化工藝條件A3B3C2D2進行3次驗證試驗,3次試驗所得前胡油的平均得率為37.58%,并且所得萃取物呈膏狀,香氣純正,較為理想,說明該工藝穩定、可行。

2.2 各種提取方法的比較

2.2.1 石油醚回流提取 取藥材粗粉1 000 g,用沸程60～90℃的石油醚作溶劑,回流提取兩次,第一次用2.5倍量提取2 h,藥渣再用2.5倍量提取1 h,合并兩次濾液,減壓濃縮至膏狀,測定得率為22.17%。

2.2.2 乙醇回流提取 取藥材粗粉1 000 g,用體積分數95%乙醇回流提取兩次,第一次用2.5倍量提取2 h,藥渣再用2.5倍量提取1 h,合并兩次濾液,減壓濃縮至膏狀,測定得率為26.41%。

2.3 提取物 GC∕MS分析結果

將按上述最優工藝條件萃取出的前胡油進行GC∕M S分析[5],結果表明,超臨界CO2萃取到的前胡揮發油的主要成分是 à-蒎烯、à-月桂烯、蒈烯、石竹烯、新植二烯、檸檬烯、棕櫚酸甲酯等,含量約為76.32%;共分析出30種主要物質,其中烯烴類主要為蒎烯、月桂烯、石竹烯、甜沒藥烯、環己烯、檸檬烯、新植二烯等,酯類主要有棕櫚酸甲酯、乙酸松油酯、苯酚乙酸酯。有機酸類主要有十八烷二烯酸、油酸。而石油醚提取物和乙醇提取物中的化學成分比較簡單,含量也較低。

3 結 語

1)超臨界CO2萃取前胡中揮發油的最佳條件:萃取壓力35 M Pa,萃取溫度50℃,選擇無水乙醇為夾帶劑,夾帶劑用量為20%,萃取時間為90 min,解析壓力為7～8 M Pa,解析溫度為45℃,得率為37.58%。

2)幾種提取方法相比,超臨界CO2萃取得率優于其它兩種提取方法,避免了有機溶劑的大量使用,保證了前胡揮發油的純天然特性。

3)從圖1中可以看出,超臨界CO2萃取物中低沸點、易揮發性成分種類較多,約占揮發油總量的76.32%,說明這些成分對萃取物香氣質量的提升起主要作用,同時超臨界CO2萃取前胡揮發油的得率也明顯高于其他方法。

（References）：

[1]國家藥典委員會.中華人民共和國藥典(一部)[M].北京:化學工業出版社,2005.

[2]金平正,余小斌,金聞博.卷煙植物添加劑研究進展[M].北京:中國輕工業出版社,2003.

[3]邱洪濤.超臨界CO2萃取白花前胡丙素的研究[D].天津:河北工業大學,2005.

[4]張鏡澄.超臨界流體萃取[M].北京:化學工業出版社,2000.

[5]張影陸,范文來,姜文廣,等.4種果酒中的揮發性成分分析比較[J].食品與生物技術學報,2008,27(5):102-107.

ZHANG Ying-lu,FAN Wen-lai,JIANG Wen-guang,et al.Comparison of volatile compounds in four fruit wines[J].Journal Food Science and Biotechnology,2008,27(5):102-107.(in Chinese)

Supercritical Fluid CO2Extraction of Radix Peucedani Volatile Oil and Componens Analysis

YU Shi-tao, CHU Jia-yong, WANG Na, WANG Shan, MA Shu-yi, ZHU Wei＊
(Technology Center of China Tobacco Hubei Industrial CO.,LTD,Wuhan 430040,China)

In this manuscript,the optimum supercritical fluid CO2extraction process parameters of Radix Peucedani volatile oil was acquired by Orthogonal experimental design and described as follows:pressure 35 M Pa,and 50℃for 90 m in,the dosage of absolute ethyl alcohol entrainer was 20%,the separate temperature 45℃,the pressure 7～8 M Pa,the extraction rate was 37.58%,76.32%of them are à-Pinene, á-M yrcene,Carene,Caryophyllene and so on.Compared with that of traditional method,the method provided here was a simple,efficient,and the ointment extracte with pure fragrance for yield oil.

radix peucedani volatile oil,supercritical fluid CO2extraction,components analysis

TQ 051.83

A

1673-1689(2010)02-0255-03

2009-01-09

湖北省重點科技發展指導性計劃項目(992B05)。

喻世濤(1983-),男,河南信陽人,工學碩士,助理工程師,主要從事煙用香精香料研究。Email:yushitaosuccess@126.com

＊通信作者:朱巍(1972-),男,湖北黃陂人,工程師,主要從事煙用香精香料研究。Email:zhuwei@hbtobacco.cn

(責任編輯:朱明)