千日红挥发油提取工艺优化及其化学成分分析

黄良勤　王刚

摘要：确定千日红（Gomphrena gliobosa. L）挥发油的最佳提取工艺，并分析其化学成分。采用微波辅助萃取法从千日红中提取挥发油，以挥发油提取率为指标，考察萃取时间、液料比、微波功率等影响因素，采用正交试验法优化千日红挥发油提取工艺。通过气相色谱-质谱法对千日红挥发油进行分析，用归一化法测定挥发油成分的百分含量，再用Wiley和Nist05标准谱库解析挥发油成分的结构。千日红挥发油最佳提取工艺：料液比为1∶14，萃取时间为5 h，微波功率为700 W，此工艺条件下，挥发油提取率达1.34%。共鉴定了33种成分，占挥发油总成分的98.19%。为进一步开发利用千日红提供科学依据。

关键词：千日红（Gomphrena gliobosa. L）；挥发油；气质联用仪

中图分类号：O657.7+1 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2014）05-1156-03

千日红（Gomphrena gliobosa. L），又名圆仔花、火球花、千年红，为石竹目苋科千日红属一年生草本植物，是热带及亚热带常见花卉，具有食用、药用、保健等功能[1-3]，其性平、味甘，具有清肝、散结、止咳、定喘等功效[4-5]。千日红挥发油的化学成分尚未见报道[6]。本研究首次采用微波萃取法（MAE）以挥发油提取率为指标，通过正交试验优化千日红挥发油提取工艺[7，8]，结合气质联用仪（GC-MS）对千日红挥发性成分进行分析[9]。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

Agilent 5973型气质联用仪（美国安捷伦公司）； JH-100A型微波萃取器（南京金海丰微波科技有限公司）；LJ9-XZ-970型旋转薄膜蒸发仪（中西远大科技公司）；千日红于2009年3月采购自广西南宁，经遵义医学院药学院杨建文鉴定为石竹目苋科千日红属千日红干燥的花蕾；无水硫酸钠为分析纯。

1.2 方法

1.2.1 微波萃取正交试验设计 以千日红挥发油提取率为考察指标，设计3因素3水平正交试验，以萃取时间、液料比、微波功率为因素，每个因素设3水平，按L9（34）表安排试验。试验方案见表1。

1.2.2 样品制备 取干燥药材9份，每份100 g。按试验方案进行微波萃取，经适量无水硫酸钠脱水，过滤，称重，计算挥发油提取率。

1.2.3 气相色谱条件 DB-5MS（30 m×0.25 mm×0.25 μm）弹性石英毛细管柱；采用程序升温，50 ℃保持5 min，以10 ℃/min升至200 ℃，恒温5 min，又以5 ℃/min升至250 ℃，恒温10 min；气化室温度为260 ℃；载气为高纯氦气（纯度为99.999%）；载气流量为1.0 mL/min；进样量为1 μL（正己烷溶液）；分流比为20∶1。

1.2.4 质谱条件 离子源为EI源，离子源温度为230 ℃，四极杆温度为150 ℃，倍增器电压为1 994 V，接口温度为280 ℃，电子能量为70 eV，发射电流为34.6 μA，溶剂延迟为4 min，质量范围为10～550 amu。

2 结果与分析

根据微波萃取正交试验设计，9批千日红药材挥发油提取率结果见表2，方差分析结果见表3。

2.1 正交试验结果

从正交试验及方差分析可知，三个因素对试验结果影响大小为：C （萃取时间） > A （微波功率）> B （液料比），由方差分析结果表明（表3），萃取时间对千日红挥发油提取具有显著性影响，微波功率其次，而液料比影响不显著。微波萃取法提取千日红挥发油的最佳工艺组合为A3B3C2，即微波功率700 W、萃取时间4.0 h、液料比1∶14。

2.2 验证实验

根据优化条件进行微波萃取千日红样品，制备3批样品，测定挥发油提取率。结果可靠、稳定，见表4。

2.3 GC-MS 分析结果

取MAE法所得挥发油3 μL，用GC-MS分析鉴定，共分离出32种成分，见图1，通过化学工作站检索Wiley和Nist05标准质谱图库解析，鉴定出其中33个化合物，其相对峰面积分别占总峰面积的98.19%。按峰面积归一化法计算求得各化学成分在挥发油中的相对含量（表5）。

3 小结与讨论

从千日红中分离出43个色谱峰，鉴定了33个化合物，占挥发油总量的（98.19%）。其中相对含量较高的成分有棕榈酸（16.39%）、14-甲基三十二烷（5.85%）、二十七烷（5.82%）， 其余成分含量相对较低。千日红含有多种具有生物活性的化学成分，其挥发油部分主要含有不饱和脂肪酸成分，不饱和脂肪酸具有多种生理功能，能降低血中胆固醇和甘油三酯、调节心脏功能、降低血液黏稠度、改善血液微循环、提高脑细胞的活性、增强记忆力和思维能力、增强人体防御系统的功能等[10-12]。

参考文献：

[1] 蔡连捷，张秀省，黄 勇.千日红的栽培及利用价值[J].特种经济动植物，2002，5（5）：43.

[2] 王自军，廉宜君.千日红色素的提取工艺[J].食品研究与开发，2010，31（1）：47-49.

[3] 王自军，廉宜君.千日红色素的提取及稳定性研究[J].中药材，2009，20（7）：1696-1698.

[4] 徐 忠，张海华，王 航.千日红花色苷的微生物法提取及稳定性研究[J].食品科学，2007，28（7）：125-130.

[5] 徐 忠，薄 凯.千日红花色苷的微生物法提取及稳定性研究[J].食品与发酵工业，2006，32（8）：139-141.

[6] 刘存瑞，胡喜兰，曾宪佳，等.天然千日红色素的稳定性研究[J].广州食品工业科技，2003，19（4）：62-63.

[7] 陈丛瑾，黎 跃，李 欣.植物挥发油的提取技术研究进展[J].食品研究与开发，2011，32（11）：151-157.

[8] 高 梅，潘久香，贾 茹.挥发油提取方法的研究进展[J].生命科学仪器，2012，20（5）：3-7.

[9] 严绥平，于 蕾，申静伟，等.陈皮挥发油成分的气-质联用分析及药理作用研究进展[J].内蒙古中医药，2007，11（3）：57-58.

[10] 王 萍，张银波，江木兰.多不饱和脂肪酸的研究进展[J].中国油脂，2008，33（12）：42.

[11] 林 杰.不饱和脂肪酸的生理功能及其应用进展[J].广东化工，2013，40（6）：92-93.

[12] 张荣灿，王一兵，柯 珂，等.海藻多不饱和脂肪酸研究进展[J].食品研究与开发，2013，34（3）：111-115.

摘要：确定千日红（Gomphrena gliobosa. L）挥发油的最佳提取工艺，并分析其化学成分。采用微波辅助萃取法从千日红中提取挥发油，以挥发油提取率为指标，考察萃取时间、液料比、微波功率等影响因素，采用正交试验法优化千日红挥发油提取工艺。通过气相色谱-质谱法对千日红挥发油进行分析，用归一化法测定挥发油成分的百分含量，再用Wiley和Nist05标准谱库解析挥发油成分的结构。千日红挥发油最佳提取工艺：料液比为1∶14，萃取时间为5 h，微波功率为700 W，此工艺条件下，挥发油提取率达1.34%。共鉴定了33种成分，占挥发油总成分的98.19%。为进一步开发利用千日红提供科学依据。

关键词：千日红（Gomphrena gliobosa. L）；挥发油；气质联用仪

中图分类号：O657.7+1 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2014）05-1156-03

千日红（Gomphrena gliobosa. L），又名圆仔花、火球花、千年红，为石竹目苋科千日红属一年生草本植物，是热带及亚热带常见花卉，具有食用、药用、保健等功能[1-3]，其性平、味甘，具有清肝、散结、止咳、定喘等功效[4-5]。千日红挥发油的化学成分尚未见报道[6]。本研究首次采用微波萃取法（MAE）以挥发油提取率为指标，通过正交试验优化千日红挥发油提取工艺[7，8]，结合气质联用仪（GC-MS）对千日红挥发性成分进行分析[9]。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

Agilent 5973型气质联用仪（美国安捷伦公司）； JH-100A型微波萃取器（南京金海丰微波科技有限公司）；LJ9-XZ-970型旋转薄膜蒸发仪（中西远大科技公司）；千日红于2009年3月采购自广西南宁，经遵义医学院药学院杨建文鉴定为石竹目苋科千日红属千日红干燥的花蕾；无水硫酸钠为分析纯。

1.2 方法

1.2.1 微波萃取正交试验设计 以千日红挥发油提取率为考察指标，设计3因素3水平正交试验，以萃取时间、液料比、微波功率为因素，每个因素设3水平，按L9（34）表安排试验。试验方案见表1。

1.2.2 样品制备 取干燥药材9份，每份100 g。按试验方案进行微波萃取，经适量无水硫酸钠脱水，过滤，称重，计算挥发油提取率。

1.2.3 气相色谱条件 DB-5MS（30 m×0.25 mm×0.25 μm）弹性石英毛细管柱；采用程序升温，50 ℃保持5 min，以10 ℃/min升至200 ℃，恒温5 min，又以5 ℃/min升至250 ℃，恒温10 min；气化室温度为260 ℃；载气为高纯氦气（纯度为99.999%）；载气流量为1.0 mL/min；进样量为1 μL（正己烷溶液）；分流比为20∶1。

1.2.4 质谱条件 离子源为EI源，离子源温度为230 ℃，四极杆温度为150 ℃，倍增器电压为1 994 V，接口温度为280 ℃，电子能量为70 eV，发射电流为34.6 μA，溶剂延迟为4 min，质量范围为10～550 amu。

2 结果与分析

根据微波萃取正交试验设计，9批千日红药材挥发油提取率结果见表2，方差分析结果见表3。

2.1 正交试验结果

从正交试验及方差分析可知，三个因素对试验结果影响大小为：C （萃取时间） > A （微波功率）> B （液料比），由方差分析结果表明（表3），萃取时间对千日红挥发油提取具有显著性影响，微波功率其次，而液料比影响不显著。微波萃取法提取千日红挥发油的最佳工艺组合为A3B3C2，即微波功率700 W、萃取时间4.0 h、液料比1∶14。

2.2 验证实验

根据优化条件进行微波萃取千日红样品，制备3批样品，测定挥发油提取率。结果可靠、稳定，见表4。

2.3 GC-MS 分析结果

取MAE法所得挥发油3 μL，用GC-MS分析鉴定，共分离出32种成分，见图1，通过化学工作站检索Wiley和Nist05标准质谱图库解析，鉴定出其中33个化合物，其相对峰面积分别占总峰面积的98.19%。按峰面积归一化法计算求得各化学成分在挥发油中的相对含量（表5）。

3 小结与讨论

从千日红中分离出43个色谱峰，鉴定了33个化合物，占挥发油总量的（98.19%）。其中相对含量较高的成分有棕榈酸（16.39%）、14-甲基三十二烷（5.85%）、二十七烷（5.82%）， 其余成分含量相对较低。千日红含有多种具有生物活性的化学成分，其挥发油部分主要含有不饱和脂肪酸成分，不饱和脂肪酸具有多种生理功能，能降低血中胆固醇和甘油三酯、调节心脏功能、降低血液黏稠度、改善血液微循环、提高脑细胞的活性、增强记忆力和思维能力、增强人体防御系统的功能等[10-12]。

参考文献：

[1] 蔡连捷，张秀省，黄 勇.千日红的栽培及利用价值[J].特种经济动植物，2002，5（5）：43.

[2] 王自军，廉宜君.千日红色素的提取工艺[J].食品研究与开发，2010，31（1）：47-49.

[3] 王自军，廉宜君.千日红色素的提取及稳定性研究[J].中药材，2009，20（7）：1696-1698.

[4] 徐 忠，张海华，王 航.千日红花色苷的微生物法提取及稳定性研究[J].食品科学，2007，28（7）：125-130.

[5] 徐 忠，薄 凯.千日红花色苷的微生物法提取及稳定性研究[J].食品与发酵工业，2006，32（8）：139-141.

[6] 刘存瑞，胡喜兰，曾宪佳，等.天然千日红色素的稳定性研究[J].广州食品工业科技，2003，19（4）：62-63.

[7] 陈丛瑾，黎 跃，李 欣.植物挥发油的提取技术研究进展[J].食品研究与开发，2011，32（11）：151-157.

[8] 高 梅，潘久香，贾 茹.挥发油提取方法的研究进展[J].生命科学仪器，2012，20（5）：3-7.

[9] 严绥平，于 蕾，申静伟，等.陈皮挥发油成分的气-质联用分析及药理作用研究进展[J].内蒙古中医药，2007，11（3）：57-58.

[10] 王 萍，张银波，江木兰.多不饱和脂肪酸的研究进展[J].中国油脂，2008，33（12）：42.

[11] 林 杰.不饱和脂肪酸的生理功能及其应用进展[J].广东化工，2013，40（6）：92-93.

[12] 张荣灿，王一兵，柯 珂，等.海藻多不饱和脂肪酸研究进展[J].食品研究与开发，2013，34（3）：111-115.

摘要：确定千日红（Gomphrena gliobosa. L）挥发油的最佳提取工艺，并分析其化学成分。采用微波辅助萃取法从千日红中提取挥发油，以挥发油提取率为指标，考察萃取时间、液料比、微波功率等影响因素，采用正交试验法优化千日红挥发油提取工艺。通过气相色谱-质谱法对千日红挥发油进行分析，用归一化法测定挥发油成分的百分含量，再用Wiley和Nist05标准谱库解析挥发油成分的结构。千日红挥发油最佳提取工艺：料液比为1∶14，萃取时间为5 h，微波功率为700 W，此工艺条件下，挥发油提取率达1.34%。共鉴定了33种成分，占挥发油总成分的98.19%。为进一步开发利用千日红提供科学依据。

关键词：千日红（Gomphrena gliobosa. L）；挥发油；气质联用仪

中图分类号：O657.7+1 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2014）05-1156-03

千日红（Gomphrena gliobosa. L），又名圆仔花、火球花、千年红，为石竹目苋科千日红属一年生草本植物，是热带及亚热带常见花卉，具有食用、药用、保健等功能[1-3]，其性平、味甘，具有清肝、散结、止咳、定喘等功效[4-5]。千日红挥发油的化学成分尚未见报道[6]。本研究首次采用微波萃取法（MAE）以挥发油提取率为指标，通过正交试验优化千日红挥发油提取工艺[7，8]，结合气质联用仪（GC-MS）对千日红挥发性成分进行分析[9]。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

Agilent 5973型气质联用仪（美国安捷伦公司）； JH-100A型微波萃取器（南京金海丰微波科技有限公司）；LJ9-XZ-970型旋转薄膜蒸发仪（中西远大科技公司）；千日红于2009年3月采购自广西南宁，经遵义医学院药学院杨建文鉴定为石竹目苋科千日红属千日红干燥的花蕾；无水硫酸钠为分析纯。

1.2 方法

1.2.1 微波萃取正交试验设计 以千日红挥发油提取率为考察指标，设计3因素3水平正交试验，以萃取时间、液料比、微波功率为因素，每个因素设3水平，按L9（34）表安排试验。试验方案见表1。

1.2.2 样品制备 取干燥药材9份，每份100 g。按试验方案进行微波萃取，经适量无水硫酸钠脱水，过滤，称重，计算挥发油提取率。

1.2.3 气相色谱条件 DB-5MS（30 m×0.25 mm×0.25 μm）弹性石英毛细管柱；采用程序升温，50 ℃保持5 min，以10 ℃/min升至200 ℃，恒温5 min，又以5 ℃/min升至250 ℃，恒温10 min；气化室温度为260 ℃；载气为高纯氦气（纯度为99.999%）；载气流量为1.0 mL/min；进样量为1 μL（正己烷溶液）；分流比为20∶1。

1.2.4 质谱条件 离子源为EI源，离子源温度为230 ℃，四极杆温度为150 ℃，倍增器电压为1 994 V，接口温度为280 ℃，电子能量为70 eV，发射电流为34.6 μA，溶剂延迟为4 min，质量范围为10～550 amu。

2 结果与分析

根据微波萃取正交试验设计，9批千日红药材挥发油提取率结果见表2，方差分析结果见表3。

2.1 正交试验结果

从正交试验及方差分析可知，三个因素对试验结果影响大小为：C （萃取时间） > A （微波功率）> B （液料比），由方差分析结果表明（表3），萃取时间对千日红挥发油提取具有显著性影响，微波功率其次，而液料比影响不显著。微波萃取法提取千日红挥发油的最佳工艺组合为A3B3C2，即微波功率700 W、萃取时间4.0 h、液料比1∶14。

2.2 验证实验

根据优化条件进行微波萃取千日红样品，制备3批样品，测定挥发油提取率。结果可靠、稳定，见表4。

2.3 GC-MS 分析结果

取MAE法所得挥发油3 μL，用GC-MS分析鉴定，共分离出32种成分，见图1，通过化学工作站检索Wiley和Nist05标准质谱图库解析，鉴定出其中33个化合物，其相对峰面积分别占总峰面积的98.19%。按峰面积归一化法计算求得各化学成分在挥发油中的相对含量（表5）。

3 小结与讨论

从千日红中分离出43个色谱峰，鉴定了33个化合物，占挥发油总量的（98.19%）。其中相对含量较高的成分有棕榈酸（16.39%）、14-甲基三十二烷（5.85%）、二十七烷（5.82%）， 其余成分含量相对较低。千日红含有多种具有生物活性的化学成分，其挥发油部分主要含有不饱和脂肪酸成分，不饱和脂肪酸具有多种生理功能，能降低血中胆固醇和甘油三酯、调节心脏功能、降低血液黏稠度、改善血液微循环、提高脑细胞的活性、增强记忆力和思维能力、增强人体防御系统的功能等[10-12]。

参考文献：

[1] 蔡连捷，张秀省，黄 勇.千日红的栽培及利用价值[J].特种经济动植物，2002，5（5）：43.

[2] 王自军，廉宜君.千日红色素的提取工艺[J].食品研究与开发，2010，31（1）：47-49.

[3] 王自军，廉宜君.千日红色素的提取及稳定性研究[J].中药材，2009，20（7）：1696-1698.

[4] 徐 忠，张海华，王 航.千日红花色苷的微生物法提取及稳定性研究[J].食品科学，2007，28（7）：125-130.

[5] 徐 忠，薄 凯.千日红花色苷的微生物法提取及稳定性研究[J].食品与发酵工业，2006，32（8）：139-141.

[6] 刘存瑞，胡喜兰，曾宪佳，等.天然千日红色素的稳定性研究[J].广州食品工业科技，2003，19（4）：62-63.

[7] 陈丛瑾，黎 跃，李 欣.植物挥发油的提取技术研究进展[J].食品研究与开发，2011，32（11）：151-157.

[8] 高 梅，潘久香，贾 茹.挥发油提取方法的研究进展[J].生命科学仪器，2012，20（5）：3-7.

[9] 严绥平，于 蕾，申静伟，等.陈皮挥发油成分的气-质联用分析及药理作用研究进展[J].内蒙古中医药，2007，11（3）：57-58.

[10] 王 萍，张银波，江木兰.多不饱和脂肪酸的研究进展[J].中国油脂，2008，33（12）：42.

[11] 林 杰.不饱和脂肪酸的生理功能及其应用进展[J].广东化工，2013，40（6）：92-93.

[12] 张荣灿，王一兵，柯 珂，等.海藻多不饱和脂肪酸研究进展[J].食品研究与开发，2013，34（3）：111-115.