前胡挥发油的超临界CO2流体萃取及其成分分析

喻世涛, 褚家勇, 王 娜, 王 珊, 马舒翼, 朱 巍

(湖北中烟工业公司技术中心,湖北武汉 430040)

前胡挥发油的超临界CO2流体萃取及其成分分析

喻世涛, 褚家勇, 王 娜, 王 珊, 马舒翼, 朱 巍＊

(湖北中烟工业公司技术中心,湖北武汉 430040)

采用正交设计优化前胡中挥发油的萃取工艺条件,确定了超临界CO2萃取前胡挥发油的最佳条件:萃取压力35 M Pa,萃取温度50℃,选择无水乙醇为夹带剂,夹带剂用量为20%,萃取时间为90 m in,解析压力为7～8 M Pa,解析温度为45℃,萃取率为37.58%。GC/M S法分析前胡油的主要成分为à-蒎烯、à-月桂烯、蒈烯、石竹烯等,质量分数约为76.32%。与传统提取方法相比,应用超临界萃取前胡油不仅简便、提取率高,而且得到的膏状萃取物香气纯正。

前胡挥发油;超临界CO2流体萃取;成分分析

前胡[Radix peucedani]为伞形科植物白花前胡干燥根。具有散风清热,降气化痰等功效[1]。其主要成分为挥发油、前胡甙和前胡素等。前胡挥发油因其具有特殊的甜香嗅感,在医药、食品、化妆品等领域应用广泛[2]。

超临界CO2流体萃取(SFE-CO2)是20世纪70年代兴起的一门新的提取分离技术,具有传质速度快、溶解能力强、选择性高、低温操作、无溶剂残留以及节能等优点,广泛用于食品、医药、化工、香精香料等行业。SFE-CO2法在前胡油制备中的应用,已有一些文献进行了探讨[3],然而,在萃取工艺的优化及萃取产品的成分分析并没有进行过系统的研究[4]。作者从上述两个方面研究了前胡油的最佳萃取工艺,并分析了其主要成分。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂与仪器

前胡(购自浙江中药材市场,经鉴定为伞形科植物白花前胡[Peucedanum praerup torumdunn]干燥根);体积分数95%乙醇溶液:武汉市长江化工公司产品;石油醚:沸程60～90℃,分析纯,国药集团化学试剂有限公司产品;无水乙醇:分析纯,国药集团化学试剂有限公司产品;HL-(10+3)L/50M Pa-ⅡA型超临界CO2萃取仪;TRACE GC U ltra-DSQⅡ气质连用仪:Thermo公司产品;旋转蒸发皿RE-52A:上海亚荣生化仪器厂产品;HH-2型电热恒温水浴锅:江南仪器厂产品;SK8200HP型超声波萃取装置:上海科导超声仪器有限公司产品;CP323S-OCE型电子天平:德国赛多利斯科学仪器有限公司产品。

1.2 超临界CO2萃取条件及方法

选择萃取压力、萃取温度、萃取时间、夹带剂用量4个因素,各取3个水平,以前胡油萃取得率为考察指标,以无水乙醇为夹带剂,进行L9(34)正交试验,试验因素与水平见表1。解析压力为7～8 M Pa,解析温度为45℃。

表1 正交试验因素水平表Tab.1 Levelsand factors in orthogonal test

1.3 挥发性成分的 GC/MS分析

1.3.2 样品分析 准确称取提取物10.00 g,置于锥形瓶中,依次加入20.00 g无水乙醇和10.00 g无水Na2SO4,摇匀,静置过夜,过滤,取续滤液用于GC/M S分析。

2 结果与讨论

2.1 正交试验结果

在如表1所确定的主要影响因素和水平的基础上,按正交表L9(34)进行试验,试验结果如表2。

图1 超临界CO2萃取物(a)、石油醚提取物(b)及体积分数95%乙醇提取物(c)G C图谱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

续表2

表3 方差分析Tab.3 Variance analysis

分析结果表明,各因素对结果影响由大到小的次序是B>A>C>D,即萃取温度对萃取率影响最大,其次是萃取压力,萃取时间和夹带剂用量对结果影响无显著性。根据测定结果,优化工艺为A3B3C2D2。由于在正交试验安排中没有该组试验,故按优化工艺条件A3B3C2D2进行3次验证试验,3次试验所得前胡油的平均得率为37.58%,并且所得萃取物呈膏状,香气纯正,较为理想,说明该工艺稳定、可行。

2.2 各种提取方法的比较

2.2.1 石油醚回流提取 取药材粗粉1 000 g,用沸程60～90℃的石油醚作溶剂,回流提取两次,第一次用2.5倍量提取2 h,药渣再用2.5倍量提取1 h,合并两次滤液,减压浓缩至膏状,测定得率为22.17%。

2.2.2 乙醇回流提取 取药材粗粉1 000 g,用体积分数95%乙醇回流提取两次,第一次用2.5倍量提取2 h,药渣再用2.5倍量提取1 h,合并两次滤液,减压浓缩至膏状,测定得率为26.41%。

2.3 提取物 GC∕MS分析结果

将按上述最优工艺条件萃取出的前胡油进行GC∕M S分析[5],结果表明,超临界CO2萃取到的前胡挥发油的主要成分是 à-蒎烯、à-月桂烯、蒈烯、石竹烯、新植二烯、柠檬烯、棕榈酸甲酯等,含量约为76.32%;共分析出30种主要物质,其中烯烃类主要为蒎烯、月桂烯、石竹烯、甜没药烯、环己烯、柠檬烯、新植二烯等,酯类主要有棕榈酸甲酯、乙酸松油酯、苯酚乙酸酯。有机酸类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学成分比较简单,含量也较低。

3 结 语

1)超临界CO2萃取前胡中挥发油的最佳条件:萃取压力35 M Pa,萃取温度50℃,选择无水乙醇为夹带剂,夹带剂用量为20%,萃取时间为90 min,解析压力为7～8 M Pa,解析温度为45℃,得率为37.58%。

2)几种提取方法相比,超临界CO2萃取得率优于其它两种提取方法,避免了有机溶剂的大量使用,保证了前胡挥发油的纯天然特性。

3)从图1中可以看出,超临界CO2萃取物中低沸点、易挥发性成分种类较多,约占挥发油总量的76.32%,说明这些成分对萃取物香气质量的提升起主要作用,同时超临界CO2萃取前胡挥发油的得率也明显高于其他方法。

（References）：

[1]国家药典委员会.中华人民共和国药典(一部)[M].北京:化学工业出版社,2005.

[2]金平正,余小斌,金闻博.卷烟植物添加剂研究进展[M].北京:中国轻工业出版社,2003.

[3]邱洪涛.超临界CO2萃取白花前胡丙素的研究[D].天津:河北工业大学,2005.

[4]张镜澄.超临界流体萃取[M].北京:化学工业出版社,2000.

[5]张影陆,范文来,姜文广,等.4种果酒中的挥发性成分分析比较[J].食品与生物技术学报,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

湖北省重点科技发展指导性计划项目(992B05)。

喻世涛(1983-),男,河南信阳人,工学硕士,助理工程师,主要从事烟用香精香料研究。Email:yushitaosuccess@126.com

＊通信作者:朱巍(1972-),男,湖北黄陂人,工程师,主要从事烟用香精香料研究。Email:zhuwei@hbtobacco.cn

(责任编辑:朱明)