超临界CO2萃取法与水蒸气蒸馏法提取枸骨叶挥发油的GC-MS分析

王文娟，李瑞锋

(1.黄山学院 现代教育技术中心，安徽 黄山　245041；2.黄山学院 化学化工学院，安徽 黄山　245041)



超临界CO2萃取法与水蒸气蒸馏法提取枸骨叶挥发油的GC-MS分析

王文娟1，李瑞锋2

(1.黄山学院 现代教育技术中心，安徽 黄山245041；2.黄山学院 化学化工学院，安徽 黄山245041)

摘要：采用超临界CO2流体萃取法(SFE-CO2)和水蒸气蒸馏法(SD)提取枸骨叶中的挥发油成分，并运用气相色谱-质谱联用法(GC-MS)分离和分析这两种提取物的化学成分，用峰面积归一化法确定各化合物的相对百分含量，比较两种不同提取方法所得挥发油组分的差异。结果表明，从SFE-CO2法提取的挥发油中，共检出80个成分，鉴定出其中的47个，占挥发油总量的82.32%，含量最高的组分为蒲公英甾醇；从SD法提取的挥发油中，共检出48个成分，鉴定出其中的15个，占挥发油总量的78.91%，含量最高的组分为β-桉叶醇。两种方法提取枸骨叶挥发油的化学组分与含量差别较大，因此可根据生产需要，选用不同方法提取枸骨叶中的有效成分。

关键词：枸骨；超临界CO2萃取法；水蒸气蒸馏法；挥发油；GC-MS分析

0引言

枸骨(IlexcornutaLindl.etPaxt.)系冬青科(Aquifoliaceae)冬青属(Ilex)植物，为常绿灌木或小乔木，生于海拔150～1 900m的山坡、丘陵等的灌丛中、疏林中以及路边、溪旁和村舍附近，产于江苏、上海市、安徽、浙江、江西、湖北、湖南等省区。其叶可用于肺痨咳嗽、劳伤失血、腰膝痿弱、风湿痹痛[1]。

文献报道枸骨叶中含有羽扇豆醇、熊果酸、β-谷甾醇、芦丁、槲皮素、三萜类等物质[2-5]。魏金凤等[6]采用顶空固相微萃取技术提取枸骨叶中的挥发性成分，得到其成分主要为植酮、二氢猕猴桃内酯、壬醛和六氢假紫罗酮。研究首次采用SFE-CO2法和SD法提取枸骨叶中的挥发油成分，运用GC-MS分析并比较2种提取方法得到的挥发油成分的差别，为枸骨叶的进一步开发应用提供依据。

1仪器与材料

Waters MV-10超临界萃取系统(美国waters公司)，Agilent 7890A-5975C气相色谱-质谱联用仪(美国Agilent公司)，PL203 型电子天平(梅特勒—托利多仪器(上海)有限公司)。

枸骨叶于2015年9月采自黄山学院校园内，经黄山学院生命与环境学院毕淑峰教授鉴定为冬青科冬青属植物枸骨的叶。

无水乙醚，乙酸乙酯，无水硫酸钠，无水乙醇等均为国产分析纯，食品级CO2气体。

2方法

2.1挥发油的提取

2.1.1SFE-CO2法

将枸骨叶粉碎后，称取10g装入萃取釜中，采用SFE-CO2法提取其挥发油成分。萃取条件参数为：夹带剂乙酸乙酯流速为0.5mL/min，补偿液无水乙醇流速为0.5mL/min，CO2流速为10mL/min，萃取釜温度为40℃，萃取釜压力为250bar，采用动态(10min)—静态(2min)—动态(2min)间隔的方式萃取，获得具有浓郁香味的液体，经无水硫酸钠干燥后进行GC-MS分析。

2.1.2SD法

称取10g处理好的枸骨叶粉碎样品，并置于烧瓶中，加200mL水，采用SD法提取3h，得到约200mL蒸馏液，经无水乙醚多次萃取后，合并萃取液，得到枸骨叶挥发油提取液，浓缩，经无水硫酸钠干燥后进行GC-MS分析。

2.2GC-MS分析条件

色谱条件：色谱柱为HP-5MS弹性石英毛细管柱(30m×0.25mm×0.25μm)，载气为高纯氦气，载气流量为1.0mL/min，进样量为1.0μL，进样口模式为不分流，进样口温度为280℃，柱箱程序为50℃保持3min，先以4℃/min升至160℃保持3min，再以6℃/min升至285℃保持20min。运行时间为74.333min。

质谱条件：电离方式为电子轰击(EI)，离子源温度230℃，电子能量70eV，四极杆温度150℃，扫描质量数范围m/z为50.0～500.0，质谱数据库为NIST08。

3结果与分析

按2.2方法条件对两种不同提取方法得到的挥发油样品进行分析，通过NIST08谱库检索、质谱分析确定挥发油的化学成分，并用峰面积归一化法计算各组分的相对含量。SFE-CO2法和SD法提取枸骨叶挥发油总离子流图见图1所示，两种方法提取枸骨叶挥发油的化学成分鉴定结果见表1所示(表1中所列成分的相似度均大于80%)。

图1　SFE-CO2法(A)和SD法(B)提取枸骨叶挥发油的总离子流图Fig.1　GC-MS total ion chromatograms of essential oil from Ilex cornuta Lindl. et Paxt.leaves extracted by SFE-CO2 (A) and SD (B) methods

编号保留时间/min化合物分子式SFE-CO2SD相对含量/%15.96叶醇C6H12O—1.0126.573-己烯-1-醇C6H12O0.29—36.82顺-2-己烯-1-醇C6H12O0.02—47.62环己酮C6H10O0.18—59.67苯甲醛C7H6O0.03—611.95右旋萜二烯C10H160.03—712.052-乙基-1-己醇C8H18O0.03—814.91壬醛C9H18O0.02—917.79萘C10H80.04—1018.08水杨酸甲酯C8H8O30.03—1121.091,2-苯二酚C6H6O20.09—1221.30间苯二酚C6H6O20.02—1324.56顺-己酸-3-己烯酯C12H22O20.04—

续表1

1424.86(-)-β-榄香烯C15H24—0.351525.21正十四烷C14H300.05—1625.841-石竹烯C15H24—0.971728.03(+)-β-桉叶烯C15H24—0.761828.37正十五烷C15H320.08—1928.412,6-二叔丁基对甲苯酚C15H24O—3.902028.47α-法尼烯C15H240.05—2129.83榄香醇C15H26O—23.482230.83氧化石竹烯C15H24O—0.862331.39正十六烷C16H340.040.792431.69柏木脑C15H26O0.02—2532.45桉叶油醇C15H26O—2.832632.532,3,4,4a,5,6-六氢化-1,4a-二甲基-7-(1-甲基乙基)-萘C15H26—1.182733.35β-桉叶醇C15H26O—35.252833.961,6-二甲基-4-(1-甲基乙基)-萘C15H18—1.332934.99正十七烷C17H360.02—3035.17脱氢-环氧长叶烯C15H22O—0.693135.861-甲基-2-戊基-环丙烷C9H180.02—3237.751-十八烯C18H360.01—3337.93正十八烷C18H380.02—3438.80咖啡因C8H10N4O20.18—3538.936,10,14-三甲基-2-十五烷酮C18H36O0.16—3640.29正十九烷C19H400.02—3740.81棕榈酸甲酯C17H34O20.01—3842.17棕榈酸乙酯C18H36O20.17—3942.20泪柏醚C20H34O—4.004042.31正二十烷C20H420.01—4142.5913-epi-泪柏醚C20H34O—1.504243.99(E)-5-二十烯C20H400.03—4344.24叶绿醇C20H40O0.12—4445.08亚油酸乙酯C20H36O20.03—4545.20油酸乙酯C20H38O20.31—4645.64硬脂酸乙酯C20H40O20.05—4745.75正二十二烷C22H460.01—4848.641-十九烯C19H380.09—4948.72正二十四烷C24H500.03—5049.71顺-9-十八碳烯醛C18H34O0.15—5150.01顺式-9-二十三烯C23H460.05—5251.321-二十六烯C26H520.14—5352.62正二十七烷C27H560.07—5453.55芥酸酰胺C22H43NO0.17—5553.96角鲨烯C30H500.58—5655.01正二十九烷C29H600.37—5757.98正三十烷C30H620.59—5858.38天然维生素EC29H50O20.36—5963.33白桦酯醇C30H50O4.15—6063.80羽扇烯酮C30H48O8.09—6165.36蒲公英甾醇C30H50O65.27—

由表1可以看出：从SFE-CO2法提取的挥发油中共鉴定出47种化合物，这47种化合物的相对含量占总量的82.32%。其主要化学成分包括2种醇类和1种酮类，即蒲公英甾醇(65.27%)、羽扇烯酮(8.09%)、白桦酯醇(4.15%)。这3种主要化合物的含量占总挥发油含量的77.51%。按化合物种类将鉴定出的47种成分进行分类，其中醇类7种(69.89%)、酮类3种(8.43%)、烷烃类13种(1.33%)、烯烃类8种(0.99%)、酯类7种(0.64%)、酚类3种(0.47%)、醛类3种(0.19%)、嘌呤类生物碱1种(0.18%)、酰胺类1种(0.17%)、萘类1种(0.04%)。

从SD法提取的挥发油中共鉴定出15种化合物，这15种化合物的相对含量占总量的78.91%。其主要化学成分包括3种醇类、2种醚类和1种酚类，即β-桉叶醇(35.25%)、榄香醇(23.48%)、泪柏醚(4.00%)、2,6-二叔丁基对甲苯酚(3.90%)、桉叶油醇(2.83%)、13-epi-泪柏醚(1.50%)。这6种主要化合物的含量占总挥发油含量的70.96%。按化合物种类将鉴定出的15种成分进行分类，其中醇类4种(62.57%)、醚类2种(5.5%)、酚类1种(3.90%)、烯烃类5种(3.63%)、萘类2种(2.51%)、烷烃类1种(0.79%)。

不同方法提取得到的枸骨叶挥发油中含有一些功效成分。例如：SFE-CO2法提取得到的含量高的蒲公英甾醇具有明显的体内抗炎[7]、保护肝脏[8]的作用；羽扇烯酮具有抗糖尿病[9]、治疗肥胖病、抗病毒、抗菌和抗寄生虫等作用[10]；白桦酯醇是一种重要的天然生物活性物质,具有消炎、抗病毒、抑制头发纤维中蛋白质溶解、改善受损头发光泽、促进头发生长等活性,可应用于食品、化妆品及医药等行业[11]。SD法提取得到高含量的β-桉叶醇对小鼠的胃肠运动具有双向的调节作用，在胃肠功能正常或低下时，它能促进肠胃运动，又在脾虚泄泻或胃肠功能呈现亢进时，它则显示明显的抑制作用[12]；榄香醇可以作为定香剂、修饰剂应用于多种日化香精中[13]。

4讨论

研究采用SFE-CO2法和SD法2种不同方法提取枸骨叶中的挥发油成分，进行GC-MS分析，并比较了二者挥发油成分的差异。经研究得知，两种方法提取得到的挥发油种类与数量差异很大，SFE-CO2法(47种)明显多于SD法(15种)，原因可能是SD法提取所需的温度高，时间长，容易破坏一些对热不稳定或易氧化的成分，适用于具有挥发性、能随水蒸气蒸馏而不被破坏、在水中稳定且难溶或不溶于水的成分的提取；而SFE-CO2法提取所需的温度低、时间短、且在密闭的提取系统中，可避免一些易氧化或见光反应的化学成分的损失，适用于脂溶性、低沸点、热敏性物质的提取。不同的提取方法对不同的化学成分的提取效率不同。因此，可根据生产需要，选用不同方法提取所需的有效成分。

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文章编号：1004—5570(2016)03-0089-05

收稿日期：2016-03-22

基金项目：黄山学院自然科学基金项目(2015xkj011)

作者简介：王文娟(1986-)，女，硕士，助理实验师，研究方向：天然药物，E-mail:278351132@qq.com.

中图分类号：O657.7；R284.2

文献标识码：A

GC-MS analyze on chemical components of essential oil fromIlexcornutaLindl.etPaxt. leaves extracted by supercritical CO2fluid and steam distillation

WANG Wenjuan1,LI Ruifeng2

(1.Modern Educational Technology Center, Huangshan University, Huangshan，Anhui 245041， China;2.School of Chemistry and Chemical Engineering, Huangshan University, Huangshan, Anhui 245041, China)

Abstract:The essential oil from Ilex cornuta Lindl. et Paxt. was extracted by supercritical fluid extraction (SFE-CO2) and steam distillation (SD). The constituents were separated and identified from the essential oil by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). The relative percentage of the constituents was calculated by area normalization method. The chemical constituents of essential oil from Ilex cornuta Lindl. et Paxt. by different extraction methods were analysised and compared. The results showed that in the sample extracted by SFE-CO2，eighty components were separated totally and forty-seven constituents were identified，which occupied 82.32% of essential oils. The highest levels of components was Taraxasterol (65.27%). For SD，forty-eight components were separated totally and fifteen constituents were identified, which occupied 78.91% of essential oils. The highest levels of components was β-Eudesmol (35.25%).The constituents and content of essential oil extracted by the two methods exhibited significant differences. Therefore, the effective components from Ilex cornuta Lindl. et Paxt. were extracted by different methods according to production needs.

Key words:Ilex cornuta Lindl. et Paxt.; supercritical fluid extraction; steam distillation; essential oil; GC-MS