乙醇提取雷竹叶芳香油及其红外光谱分析＊

童晓滨

（武夷学院福建省高校绿色化工技术重点实验室，福建 武夷山 354300）

乙醇提取雷竹叶芳香油及其红外光谱分析＊

童晓滨

（武夷学院福建省高校绿色化工技术重点实验室，福建 武夷山 354300）

以新鲜和干雷竹叶为材料提取雷竹叶中的芳香油，经乙醇浸提、超声处理、蒸馏以及精制，获得了具有清香味的淡黄色透明液体芳香油.经用红外的光谱拟合及其差谱处理技术对2种芳香油的组分和基团进行测定和认证，较简捷、方便、快速的给出了丰富信息，发现干竹叶较鲜竹叶组分的数量和种类增多，这对中药利用干竹叶的原理及效用提供了有力支持.

雷竹叶；提取；芳香油；光谱拟合；差谱

竹子具有独特的生物学、生态学特点及多用途.竹叶是中医的一味传统清热解毒药材，在食品中的使用也具有悠久的历史，被认为是竹叶特有的清香物质在食用和药用价值上的重要体现.众多的竹叶精细提取物中，挥发性芳香油是一种良好的天然香料，产品具有较高的药用和商业价值，在香料、医药、食品等方面有较大用途［1］.随着相关行业和对外贸易的迅速发展，对天然芳香油的需求量在不断增加.有必要对其提取和组分予以进一步的研究，这对探究中医用干竹叶而不用鲜竹叶入药的原理以及更好地利用废弃竹叶资源、提高其经济价值并使之成为产业，具有实际意义.

由于用雷竹叶提取芳香油在国内尚属鲜见，所以本实验选用雷竹（CV.Ventricousinternode，福建特有竹种，禾本科竹亚科刚竹属，又名早竹、早园竹，别名雷公竹）叶为原料进行提取，并对提取物进行光谱测试及分析.

1 材料与试剂

1.1 材料及处理

雷竹叶均采于武夷学院校内.将新鲜雷竹竹叶洗净，自然去潮，置于磨口瓶内，并放在冰箱中保存备用.另部分采用同法处理、干后粉碎、在磨口瓶已放置2年多的干旧竹叶粉.

1.2 试剂

乙醚，无水硫酸钠，无水氯化钙，无水硫酸镁，酒石酸钾，磷酸氢二钠，磷酸氢二钾，无水乙醇，磷酸二氢钾，均为分析纯.溴化钾晶体涂片，光谱纯.以上全系上海国药集团试剂厂产品.有机物尽量回收、处理、重新利用.实验配剂用水均为2次重蒸水.

1.3 主要仪器

数显恒温水浴锅（温度0～1 000℃）；旋转蒸发仪；TCL冰箱；BS224电子天平 Max 220±0.000 1g；SZ－Ⅲ自动重纯水蒸馏器；KQ－250B型数控超声波清洗器；DF－101S集热式恒温加热磁力搅拌器；SHB－旋片式真空泵；SHIMDZU 2K－82A型真空干燥箱；DHG－9240A型带热恒温鼓风干燥箱；RT04高速中药粉碎机.［美］尼高力FT－IR330傅立叶红外光谱仪.玻璃仪器使用前均用重铬酸钾洗液洗涤，依次用粗水、去离子水和2次重蒸水洗净、烘干、备用.

2 原理与步骤

2.1 实验原理

挥发性芳香油（Aromatic Oil）是存在于竹叶中的一种具有芳香气味且与水不相混溶的挥发性油状成分的总称.竹叶芳香油的在常温下易挥发汽化、不溶于水、易溶于有机溶剂，是具有芳香气味的多类型组分的混合物.一种挥发油含有几十乃至上百种组分，其中数十种为主成分，且占较大的比重.对此，结合实验室工作条件，本文改进文献方法［2-3］，注意了传统提取工艺耗时耗能、成本较高的缺点，设计了新的提取工艺路线和流程，选取无毒的有机溶剂浸取、超声振荡、蒸馏－萃取、再挥发掉溶剂的方法取提取雷竹叶芳香油.

提取物用傅立叶－红外光谱仪进行测定，并进行光谱拟合和差谱处理［4］，以确定芳香油含有的可能基团和对比干、鲜竹叶芳香油的组分及含量的差异，以期能得到有益的结果和信息.

2.2 工艺流程

设计的鲜竹叶提取制备芳香油工艺流程见图1.干竹叶粉的工艺流程省略“粉碎”.经反复试验，此工艺和方法科学合理，提取效果较好.

图1 乙醇提取鲜竹叶芳香油工艺流程图

2.3 芳香油的提取

称取已洗净、自然去潮的新鲜竹叶250g，粉碎并放置冷冻过夜后再转移到圆底烧瓶中，加入乙醇，使其浸没竹叶，盖上橡皮塞，进行超声振荡0.5h后，在回流装置上回流3h.冷却圆底烧瓶，转移出内容物并抽滤，去滤渣，得到乙醇与水的混合液.将滤液转移到洁净的圆底烧瓶，在80℃下进行蒸馏，高效冷凝、收集馏分.馏分用适量已烘干的无水氯化钙及无水硫酸镁等干燥后，磨口器密闭，在冰箱的冰冻层下过夜.将上述馏分在80℃下进行2次蒸馏精制，将收集的馏分在真空条件下挥发乙醇，即得到产物.重复实验步骤，共完成1 000g新鲜竹叶的提取，合并结果，密闭保存于冰箱，备测定.提取物的一些物理特征列于表1.

表1 雷竹叶芳香油的物理特征

经实验考证及相关文献分析，由于芳香油易挥发，为防止其损失，认为提取芳香油用到回流及蒸馏时，都对温度有严格要求，其蒸馏、收集、保存中始终要进行低温处理.根据芳香油的较易挥发的特性，必须选用沸点低的有机溶剂，笔者根据文献对比选用了乙醇，因乙醇的沸点为78.3℃，较易挥发，所以温度不宜过高，须控制在80℃左右.而收集馏分的容器更应始终置于冰盐浴中，才能使芳香油不会随乙醇同时挥发.用真空抽滤挥发乙醇时，也都应把馏分容器始终置于冰盐浴中.竹叶浸取后进行超声振荡0.5h和回流3h，都有助于竹叶中芳香油的充分溶出.实验结果说明在以上条件下效果较佳.

称取已处理好的干旧雷竹叶粉20g（按质量比，干叶∶ 鲜叶＝1∶12.5），同上方法提取其中的芳香油，处理要点均与新鲜竹叶一致，共完成80g干叶粉的提取，提取物合并.此实验用于对比.

3 芳香油的光谱及分析

将得到的芳香油进行红外光谱测定，测定条件：红外灯照射下，溴化钾涂片窗口法，进行红外重复扫描，扫描次数为64次／min，波长范围4 000cm－1～500cm－1，分辨率＜0.04cm－1，选择仪器的同一灵敏度条件下确定峰值，并进行了光谱拟合及差谱技术处理，所得结果分别见图2，3.

芳香油类的官能团在红外光谱图上表现为相应的特征吸收峰，常根据其特征吸收峰来鉴定芳香油类含有的官能团，据此推断芳香油的基本构成.由红外光谱数据并参考气相色谱工作给出的芳香油主要成分［5］，推断出的可能对应基团归属及组分分别见表2，3.

表2 乙醇提取鲜竹叶芳香油红外光谱峰值数据及可能基团归属（／cm－1）［6-7］

表3 乙醇提取干竹叶芳香油红外光谱峰值数据及可能基团归属（／cm－1）［6-7］

由表2，3可知：用乙醇提取鲜竹叶或干竹叶中的芳香油，提取结果差别较大，在仪器相同的灵敏度条件下，鲜竹叶显示的基团峰数仅16个，干竹叶显示的基团峰位数虽仍有22个，但与乙醚提取2种竹叶峰位数（分别为22个和19个）对比，一方面反映了干竹叶中含有更多的提取成分，另一方面也说明乙醇提取能力不如乙醚.对比干竹叶与鲜竹叶同一基团的峰位，在基团归属峰位范围内及允许的误差下，相互发生了不同程度的红移或蓝移.由其红外拟合光谱（见图2）可见，乙醇提取二者的光谱虽具有一定的拟合度，但在基团归属峰位范围内及允许的误差下，干竹叶与鲜竹叶对应的仅有8～9个相同或相近（包括适度红移或蓝移的）的峰位可以拟合，而乙醚提取的拟合峰位数有14个，可见能拟合的峰位数却相对要少，这里还包括了同一或相邻峰位分裂为2个相连的肩峰数.经统计，峰位可以拟合的拟合度占全部峰位数的40.9%（干竹叶）～56.2%（鲜竹叶），比乙醚提取的拟合度63.6%～73.7%，要低得多，而峰强度也有所不同.

经分析，芳香油的官能团主要由C、H、N、O、S、P等元素组成［8］.竹叶提取物的成分包括烷、烯及醇、醛、酮、醚、胺、羧酸等及其高级脂肪酸、芳香衍生物，还有氨基酸和有机磷、硫及其干竹叶放置后的降解化合物和新的化合物等.值得注意的是，鲜竹叶的有些元素基团变为新的基团、乃至消失、而干竹叶中又有一些新的基团、组分出现，这可能与官能团或元素的重新分配和组合，相互影响的结果有关，也应是同一基团峰位产生不同程度红移或蓝移的原因.干竹叶有一些新的基团形成，如出现铵根离子，显然与含N元素的相应化合物发生了不同程度的氧化甚至降解关联.

这些也可从差谱的谱图（见图3）标示二者组分基团及含量不能对消的结果直接看到，说明干竹叶中应提取出了更多的组分，有一些环状或开环化合物基团形成，相关类型组分的成分也较鲜竹叶要更为复杂、也更为高级.而这与笔者气相色谱工作［4］得到的结果：（1）干竹叶的有机化合物数目增加，干竹叶要较鲜竹叶芳香油成分要更为复杂、也更为高级；（2）在鲜、干竹叶质量折合相同的情况下，其各自的芳香油的含量（%），鲜竹叶为0.248 1而干竹叶为0.267 0，同比含量增加了7.62%，进一步说明了这一变化和差异情况，不同工作的一致性结果可以互为印证［4］.由于是用同一溶剂提取，说明干竹叶中应提取出了更多的组分.

笔者据此认为：这能够说明，鲜竹叶在干燥后及数年储放过程中可能自动发生了开环、氧化、加成、取代、脱水、降解、重构、增（断）链等复杂的化学作用，经这些化学变化不仅增加了新的组分，且原有组分及其转化组分也有一定增加和变化所致.至于发生这些变化的机理、过程及推动力目前尚不完全清楚，有待于进一步研究.而以上结果也提示了，这可能是中医采用干竹叶而不用鲜竹叶入药的可能的药理原因之一.

4 结果与讨论

（1）选用雷竹鲜竹叶与干竹叶，用同一溶剂（乙醇）、方法提取芳香油，虽然提取效果不如乙醚，但考虑乙醚的残留物有一定毒性，对油的品质会有影响，故选用乙醇提取，不仅价廉且具有实际意义.

（2）傅立叶－红外光谱仪测定2种竹叶中提取的芳香油结构基团.较简捷、方便、快速、可靠的给出丰富的信息，干竹叶较鲜竹叶在官能团和组成种类上和数量上有一定的差异和增多，同比有增重.

（3）测定2种竹叶中提取的芳香油，干叶的结构基团及组分种类方面都有一定的变化和增加.这可能与新鲜竹叶变干、放置后会经自动化学变化有关，这不仅会增加新的组分，且原有组分及其转化组分也有一定的增加，且这点也得到了笔者的气相色谱和乙醚提取工作结果的支持.

（4）关于竹叶自动发生复杂的化学作用及变化的机理、过程及推动力目前尚不完全清楚，是有待于进一步研究的课题.

（5）本实验结果也说明了在中国传统中医取用干竹叶而不用鲜竹叶入药的药理及原因之一，这不仅对提高雷竹叶的中药品质给予了定性和半定量指证，也对其资源的开发利用提供了依据.

［1］金旭东，陈庆宏，康平利，等.竹叶挥发油的提取及成分分析 ［J］.天然产物研究与开发，1998（11）：71－74.

［2］丁湖广.几种芳香油的蒸馏提取技术 ［J］.企业技术开发，1989，7（3）：21－24.

［3］陆韩涛，程玉镜.利用分子蒸馏精制芳香油 ［J］.广东化工，1992（2）：39－42.

［4］童晓滨.红外差谱及光谱拟合对雷竹叶提取黄酮的品质鉴定 ［J］.化学试剂，2010，32（11）：1 000－1 002.

［5］童晓滨.雷竹叶芳香油的提取及其化学成分的研究 ［J］.精细与专用化学品，2011，19（8）：21－25.

［6］吴谨光.近代傅立叶变换红外光谱技术及应用（上卷）［M］.北京：科学技术文献出版社，1994：267，626.

［7］陈耀祖.有机分析 ［M］.北京：高等教育出版社，1983：589－598.

［8］刘建华，高玉琼，霍 昕.慈竹叶精油化学成分研究 ［J］.天然产物研究与开发，2002，14（6）：31－32.

（责任编辑 陈炳权）

Extraction of Aromatic Oil from Lei－Bamboo Leaves with the Ethanol and FT－IR Spectrum Analysis

TONG Xiao－bin
（The Key Laboratory for Greenchemical Industry Technology of Fujian Higher Education，Wuyi College，Wuyishan 354300，Fujian China）

Using fresh and dry Lei bamboo leaves as the materials of the aromatic extract oil by the ethanol extraction and dealing with by ultrasonic，distillation，and refining，clear light yellow transparent liquid of aromatic oil was obtained.By means of subtractive spectroscopy and spectrum fitting of FT－IR，the composition and groups of the two kinds of aromatic oil are determined and authenticated.It is found that in dry leaves there are more components than in fresh leaves，which provides strong support for the principle and effects of selecting and using dry bambso leaves in traditional Chinese medicine.

Lei bamboo leaves；extraction；aromatic oil；spectrum－fitting；subtractive－spectroscopy

TQ654

B

10.3969／j.issn.1007－2985.2012.03.016

1007－2985（2012）03－0066－05

2012－02－15

福建省南平市科技局“武夷高教园科研开发项目”资助项目（N2007Z01－1）

童晓滨（1947－），男，浙江杭州人，武夷学院教授，主要从事生物无机配合物及精细化工研究.