金银花挥发油不同提取工艺比较与成分分析

李建军，连笑雅, 任美玲，尚星晨，王红磊

(1.河南师范大学生命科学学院，绿色药材生物技术河南省工程实验室，河南新乡 453007； 2.河南绿生堂金银花生物发展股份有限公司，河南 新乡 453007)

金银花挥发油不同提取工艺比较与成分分析

李建军1，连笑雅1, 任美玲1，尚星晨1，王红磊2

(1.河南师范大学生命科学学院，绿色药材生物技术河南省工程实验室，河南新乡 453007； 2.河南绿生堂金银花生物发展股份有限公司，河南 新乡 453007)

采用共水蒸馏法与超临界CO2萃取方法提取金银花挥发油，并对2种提取工艺进行比较，采用GC-MS对所得产物进行成分分析。共水蒸馏法最佳提取条件：金银花粉碎度 20目，质量分数5%盐溶液浸泡28 h，料液比1∶10(g∶L)，提取42 h，得率0.17%，提取产物为黄色蜡状固体，脂腊味较重；超临界CO2萃取最佳萃取工艺：金银花粉碎度80～100目，萃取压力45 MPa，萃取温度45 ℃，CO2流量4 L·min-1，静态萃取0.5 h，动态萃取1 h，得率为2.07%，产物为淡黄色至淡绿色膏状物，味道清香柔和。产物经GC-MS分析，共水蒸馏法提取挥发油检测出79种成分，占总成分98.77%；超临界CO2萃取挥发油检测出56种成分，占总成分89.81%；超临界CO2萃取挥发油呈香成分相对共水蒸馏法较多。

金银花；挥发油；共水蒸馏；超临界萃取； GC-MS

金银花为忍冬科植物忍冬(LonicerajoponicaThunb.)的干燥花蕾或带初开的花，是常用大宗中药材，具有很好的凉散风热、杀菌消炎等功效[1-2]。其所含的挥发油不仅具有浓烈的芳香气味，而且还有清咽、解热、化痰、平喘等功效[3]，常用于医药、化妆、香料、食品等工业[4]。在中药制剂的研制和生产中，提取和保留挥发油成分是保障药物疗效的重要步骤，对挥发油的提取与分离技术的研究对于新药研发和中医药现代化具有重要意义[5]。中药挥发油提取方法包括传统的压榨法、溶剂提取法、水蒸气蒸馏法等和一些新的提取技术，比如超声波提取法、微波萃取法、微胶囊双水相法、固相微提取法、酶法提取、超临界CO2萃取法和分子蒸馏等方法[6]。本研究选择共水蒸馏法与超临界CO2萃取技术提取金银花挥发油，并对2种提取工艺进行比较，同时对提取产物进行成分分析，比较2种产物的成分差异，为工业化提取金银花挥发油和挥发油质量控制提供技术理论依据。

1 材料与方法

1.1材料

金银花花蕾(大毛花，购于河南封丘金银花种植专业合作社)；食盐；液体CO2(纯度99.5%)；无水硫酸钠、乙醚均为分析纯。

1.2仪器设备

ZNHW恒温电加热套(上海恬恒仪器有限公司)；SFE-Ⅱ型超临界萃取仪(美国Applied Separations 公司生产)；Agilent 6890/5973型气相色谱-质谱联用系统：Agilent 7683型自动进样器，Nist 98标准质谱谱库(美国Agilent 公司)。

1.3试验方法

1.3.1 共水蒸馏提取金银花挥发油 金银花粉碎约20目，取250 g置于5 000 mL圆底烧瓶中，加入2 500 mL质量分数5%氯化钠溶液，浸泡28 h，连接挥发油测定器，在测定器中加去离子水至溢流入烧瓶为止，加热圆底烧瓶至溶液沸腾，提取42 h，关闭电加热套，溶液放凉之后，取下挥发油测定器，测定所得挥发油质量(提取方法为前期做单因素试验与正交试验得到的最佳工艺)。

1.3.2 超临界CO2萃取金银花挥发油 金银花粉碎，取80～100目部分17 g放入50 mL萃取釜中，通入CO2，设定温度45 ℃，对萃取釜进行加热，当温度达到时，设定萃取压力45 MPa，打开气动泵进行加压，在温度和压力全部到达之后，静态萃取0.5 h，慢慢打开收集阀，以CO2流量4 L·min-1动态萃取1 h，即得金银花挥发油，测定所得挥发油质量(该工艺条件为前期做单因素和正交试验得到的最佳工艺)。

1.3.3 金银花挥发油 GC-MS分析 取共水蒸馏法和超临界CO2萃取产物适量，溶于乙醚溶液中，再加入适量无水硫酸钠进行脱水处理，过0.45 μm滤膜。

色谱条件：色谱柱HP-5MS:5%Phenyl MethylSiloxane Capillary,30.0 m × 250 μm×0.25μm nominal；载气：高纯氦气He；流速:0.6 mL·min-1；不分流进样；进样量：1.0 μL；柱温：初始温度 80 ℃，8 ℃·min-1升至120 ℃，保留20 min，5 ℃·min-1升至250 ℃，保留25 min。

质谱条件：进样口温度：200 ℃;辅助线温度：280 ℃;离子源温度：230 ℃;4级杆：160 ℃；电离方式：EI；电子能量：70 eV，电子倍增管电压：1.89 kV；扫描质量范围：15.00～550.00 amu；采用Nist 98标准谱库对采集到的各个成分质谱图进行检索。

2 结果与分析

2.1两种工艺得率与产物外观比较

共水蒸馏得到金银花挥发油为黄色蜡状固体，脂蜡味厚重，香气比较冲，得率为0.17%；超临界CO2萃取金银花挥发油产物为淡黄色至淡绿色浸膏，有淡淡清香味道，稍带甜味，得率为2.07%。

2.22种工艺产物分析

对所得挥发油产物进行GC-MS分析，得到2种提取工艺金银花挥发油总离子流色谱图，见图1与图2。对图1与图2挥发油成分进行Nist 98质谱库检索，外标法计算各个物质的峰面积，并对色谱图中的各峰面积进行归一化，得到各组分的相对含量，结果见表1。

图1 共水蒸馏提取金银花挥发油总离子流色谱图Fig.1 Chromatogram of volatile oil in honeysuckleby coeno-water distillation

图2 超临界 CO2萃取金银花挥发油总离子流色谱图Fig.2 Chromatogram of volatile oil in honeysuckle bysupercritical CO2 extraction

由图1和表1可知，用共水蒸馏法提取的金银花挥发油成分种类较多，鉴定成分79种，鉴定部分占总成分的99.14%，其中脂肪酸类成分9种占69.10%，脂类成分17种占16.83%，烷烃类成分15

种占5.37%，酮类成分6种占1.89%，萜类成分9种占1.24%，烯烃类成分4种占0.58%，醛类成分6种占0.49%，炔烃类成分2种占0.36%，醇类成分1种占0.4%，其他成分10种占2.88%。含量较高的单体成分有：n-Hexadecanoic acid (正十六酸)46.42%；9,12-Octadecadienoic acid (Z,Z)-(9,12 -十八碳二烯酸)14.32%；Hexadecanoic acid, methyl ester (十六烷酸甲酯)6.02%；9,12,15-Octadecatrienoic acid,…(9,12,15-十八烷三烯酸甲酯)4.45%；9,12-Octadecadienoic acid (Z,Z)…(亚油酸甲酯)3.19%；Octadecanoic acid (十八烷酸)2.66%；Heptacosane(二十七烷) 1.87%；Dodecanoic acid (月桂酸)1.58%；Dibutyl phthalate (邻苯二甲酸二丁酯)1.32%；Pentacosane(二十五烷)1.08%；Nonadecane(十九烷)1.03%等，含量较高的单体成分也为脂肪酸、脂类和烷烃类物质。

表1 金银花挥发油成分比较Table 1 Components of volatile oil from honeysuckle by different processes

续表Continuing table

续表Continuing table

由图2和表1可知，用SFE制备的金银花挥发油成分种类多，鉴定成分56种，鉴定部分占总成分的89.81%。其中，脂肪酸类成分13种占55.59%，烷烃类成分11种占21.66%，脂类成分11种占5.13%，酮类成分4种占1.96%，醛类成分5种占1.95%，烯烃类3种占1.27%，萜类成分2种占0.55%，醇类成分4种占0.33%，其他成分3种占1.37%。含量较高的单体成分有：n-Hexadecanoic acid (正十六酸)26.3%；9,12-Octadecadienoic acid (Z,Z)-(9,12 -十八碳二烯酸)16.16%；Heneicosane(二十一烷)13.6%；Heptacosane(二十七烷)3.31%；Octanoic Acid(辛酸)3.16%；Eicosane(二十烷)1.25%；Tetradecanoic acid(十四烷酸)1.03 %，含量较高的单体成分均为脂肪酸和烷烃类物质。

3 结论与讨论

水蒸气蒸馏法是大生产中提取挥发油最常使用的方法，该法可使挥发油的提取和药材煎煮同时进行，节约时间和能源[5]。研究表明，共水蒸馏法提取金银花挥发油效果好[7]。超临界CO2流体萃取技术近年来在中草药有效成分萃取领域发展迅速，具有萃取温度低、传质速度快、效率高、不残留有机溶剂等诸多优点[8]，在中药挥发油萃取领域得到广泛应用。所以在本研究中对共水蒸馏法与超临界萃取金银花挥发油工艺进行比较研究。

本研究通过单因素和正交试验获得共水蒸馏法最佳工艺条件：5%氯化钠溶液浸泡28 h，料液比1∶10(g∶mL)，提取42 h，提取率为0.17%；何文全等[9]通过正交试验得到金银花挥发油蒸馏法提取的最佳提取工艺为：浸泡2 h，提取时间5 h，加水量8倍，得率为0.056%。本研究工艺挥发油提取率较高。

本研究通过单因素和正交试验获得超临界萃取最佳工艺条件为：粉碎度80～100目，50 mL萃取釜加入金银花量为17 g，萃取温度45 ℃，萃取压力45 MPa，静态萃取0.5 h，以CO2流量4 L·min-1动态萃取1 h，得率2.07%。王岱杰[10]通过正交试验获得超临界萃取最佳工艺为金银花粉碎度40～60目，萃取压力30 MPa，萃取温度40 ℃，在静态萃取1 h，动态萃取8 h条件下，得率1.07%[10]。本研究萃取时间较短，CO2流量较低，消耗量较少，萃取率较高。

在成分检测进程中，通过提高检测样品质量浓度(样品质量浓度8 g·L-1)，减慢气相色谱升温速率(初始温度 80 ℃，升温速率：8 ℃·min-1升至120 ℃，保留20 min，5 ℃·min-1升至250 ℃，保留25 min)等方法，优化了检测条件，检测到2种金银花挥发油79种和56种成分，检出成分较多[11]。

通过工艺优化，超临界萃取金银花挥发油比共水蒸馏得率高12倍，提取时间缩短26倍以上，效率较高。共水蒸馏法提取产物为黄色蜡状固体，脂蜡味较厚重，香味稍冲；超临界萃取产物为淡黄色至淡绿色膏状物，味道较柔和清香。2种提取工艺得到的挥发油外观颜色不同，味道也有差异，这与2种工艺提取产物的成分有关。通过GC-MS测定挥发油成分，共水蒸馏法提取的金银花挥发油有79种成分，SFE制备的金银花挥发油有56种成分，2种工艺得到的挥发油中有30种相同物质。共水蒸馏提取挥发油脂肪酸、脂类和烷烃类成分含量达91.29% 以上，这些物质是厚重的脂蜡气味的来源[12]。共水蒸馏提取的醛类、萜类、醇类等成分较超临界萃取少，这些物质是挥发油清香、甜香、花香和果香等香味的主要来源[13]。综合比较，采用超临界萃取得到金银花挥发油味道清香，工艺用时短、得率高、不残留有机溶剂，是较优的提取技术。本研究通过对2种金银花挥发油提取工艺的比较与产物成分分析，以期为工业化提取金银花挥发油和挥发油质量控制提供技术理论支撑。

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(责任编辑：朱秀英)

Comparisonofdifferentvolatileoilextractionprocessesfromhoneysuckleanditscomponentanalysis

LI Jianjun1, LIAN Xiaoya1, REN Meiling1, SHANG Xingchen1, WANG Honglei2

(1.College of Life Sciences,Henan Normal University, Green Medicine Biotechnology Henan Engineering Laboratory, Xinxiang 453007, China；2. Henan Green Life Home Honeysuckle Biological Development Co. Ltd., Xinxiang 453007,China)

Volatile oil was extracted from honeysuckle by coeno-water distillation and supercritical CO2extraction. Comparison between the two processes were analyzed by GC-MS.The optimum distillation extraction conditions were: honeysuckle crushing level of 20 mesh, soak time of 28 h with 5% salt solution, solid-liquid ratio of 1∶10, extraction time of 42 h, the yield of volatile oil is 0.17%, product is yellow waxy solid with heavy taste of wax; The best extraction conditions for supercritical fluid extraction-CO2were as follows: honeysuckle crushing level of 80～100 mesh, extraction pressure 45 MPa, temperature 45 ℃, CO2fulx of 4 L·min-1, 0.5 h static extraction and 1 h dynamic extraction. The yield is 2.07% and the product is light yellow to pale green paste with delicate fragrance. By GC-MS analysis, 79 components of distillation extraction product were separated, which accounted for 98.77% of the total extracts; 56 components of supercritical CO2extraction products were separated, which accounted for 89.81% of the total extracts.Aroma component of supercritical CO2liquid extraction product is more than that of coeno-water distillation. By comparison, the supercritical fluid extraction is a better extraction process with maintenance time reducied and high yield and the essential oil has delicate fragrance.

honeysuckle; volatile oil; coeno-water distillation; supercritical liquid extraction; GC-MS

2017-01-17

河南省产学研合作项目(142107000078 );河南省重点科技攻关项目(152102210287)；河南省企业技术创新引导专项项目(172107000031)；新乡市科技攻关计划项目(CXGG16005)。

李建军(1964-)，男，河南新乡人，副教授，硕士，主要从事药用植物资源的开发利用。

1000-2340(2017)05-0711-06

R284.1

A