留兰香油的提取及成分分析

张 琛，党 亚，薛连海

留兰香也称为绿薄荷或荷兰薄荷，为唇形科薄荷属，多年生宿根草本，国外主产地有美国、英国、荷兰、意大利、巴西、日本、法国、南非，国内主产地有浙江、江苏、安徽、山东和陕西等省[1-2]。目前国内的主要品种有大叶留兰香和小叶留兰香。对兰香茎叶进行提取，可得留兰香油，为淡黄色至淡黄绿色液体，具有留兰香叶片的清甜微凉的香味。留兰香油具有较广泛用途。在医药行业，用于驱风解表，消炎镇痛；在农药行业，用于抗菌、杀虫；在食品、化妆品行业，作为天然食品添加剂和香精香料等[3-6]。由于留兰香油的产地、种类以及提取方法不同，留兰香油的化学成分及收率差异较大[7-11],在对留兰香油的质量评价和应用研究中，对其化学成分及含量的系统研究较少[12-15]。本实验对留兰香油的提取方法进行研究，采用GC-MS双通道分析留兰香油，采用谱库检索法定性，峰面积归一化法定量，同时对留兰香油的化学成分进行定性定量分析，为留兰香油产品的开发利用和质量评价提供技术参考。

1 实验方法

1.1 实验材料与仪器

气相色谱质谱仪，GC-MS QP 2020 NX(岛津)；色谱柱，Rtx-5MS，0.25mm*60m，膜厚0.25μm(岛津)，微量进样器，10μl(上海安亭微量进样器厂)；索氏提取器(上海秉越仪器有限公司)；旋转蒸发仪(上海亚荣)；无水乙醇、乙醚、丙酮、环己烷均为分析纯试剂；水为蒸馏水；留兰香茎叶粉末(安徽中草香料股份有限公司提供)。

1.2 留兰香油的提取方法

1.2.1 改良水蒸气蒸馏法

称取10.0g留兰香茎叶粉末置于三角烧瓶中，量取100mL蒸馏水置于该瓶中，直接浸泡留兰香茎叶粉末10h～12h。然后用酒精灯加热，用直型冷凝管冷凝蒸出的蒸汽，共蒸馏5h。冷凝液用乙醚萃取，旋蒸脱除乙醚，得到留兰香油，计算产率。留兰香油产率的计算方法：留兰香油产率=[留兰香油质量(g)/留兰香茎叶粉末质量(g)]×100%。

1.2.2 索氏提取法

称取10.0g留兰香茎叶粉末，用滤纸包好，置于索氏提取器中，量取40.0mL无水乙醇、60.0mL乙醚、3～5粒沸石置于索氏提取器中，水浴加热至沸腾，用水浴温度控制回流溶剂适量，直到回流浸出液的颜色接近无色时停止提取，得到留兰香油提取液。将留兰香油提取液置于烧杯中，加2g活性炭、搅拌20min，过滤，得到脱色留兰香油提取液。脱色后留兰香油提取液经脱除溶剂，得到留兰香油，计算产率。

1.3 分析方法

GC-MS条件：通道1：色谱柱，Rtx-5MS,0.25mm×30m,0.25μm；柱箱温度，80℃保持4min，然后，以4℃/min速率升温到140℃，再以8℃/min升温到180℃，保持6min；分流比100:1；载气流速(He)35cm/s；吹扫流量4mL/min；进样器温度230℃；进样量0.2μL；质谱条件：电离源EI；电离源温度200℃；接口温度200℃；扫描间隔0.3s；扫描模式SCAN；质荷比范围35～500。定性方法：谱库检索法。通道2：色谱柱、柱箱温度、分流比、进样器温度、进样量参数同通道1；检测器，FID；检测器温度250℃；载气流速(N2)35cm/s；尾吹流量24mL/min；燃气流量(H2)32mL/min；助燃气流量(Air)200mL/min；定量方法：峰面积归一化法。

2 实验结果与讨论

2.1 GC-MS双通道分析留兰香油

在上述GC-MS条件下，测得总离子流色谱TIC图、气相色谱GC图见图1、图2，留兰香油定性、定量分析结果见表1及表2。

表1 留兰香油定性分析结果表

表2 留兰香油定量分析结果表

图1 留兰香油TIC图

图2 留兰香油GC图

由留兰香油的分析结果可见，采用GC-MS双通道对留兰香油的化学成分同时进行定性定量分析，共测定出22种化学成分，其中，21种化学成分定性分析的相似度在90%以上；本方法的色谱柱采用二阶线性程序升温，30min完成了22种化学组分的测定。

2.2 留兰香油提取方法的结果与讨论

在本实验研究中，分别对改良水蒸气蒸馏法、单一溶剂、混合溶剂索氏提取法提取留兰香油进行了实验研究。以留兰香油的产率为目标，不同溶剂提取留兰香油的结果见表3。

表3 不同溶剂提取留兰香油的结果表

由不同溶剂、不同方法提取留兰香油的结果可见，改良水蒸气蒸馏法的产率为4.1%，水、无水乙醇、乙醚、丙酮、环己烷单一溶剂索氏提取法的产率分别为4.9%、12.2%、16.9%、8.2%、8.1%，有机溶剂索氏提取法的产率较高，这主要是由于留兰香油中的主要成分香芹酮、柠檬烯和哌烯在水中溶解度较低所致；单一溶剂索氏提取法中，无水乙醇、乙醚的提取率较高也是由于留兰香油的溶解度的原因；混合溶剂索氏提取法中，以体积比为40%无水乙醇与60%乙醚的混合溶剂的提取率18.4%为最高。

3 结论

1.采用体积比为40%无水乙醇、60%乙醚混合溶剂为提取液，留兰香茎叶粉末质量(g)与提取液体积(mL)比为1:10，采用索氏提取法提取留兰香油，留兰香油的产率为18.4%。

2.无水乙醇-乙醚混合溶剂索氏提取法的产率高于改良水蒸气蒸馏法，也高于以水、无水乙醇、乙醚、环己烷和丙酮单一溶剂的索氏提取法。

3.采用GC-MS双通道对留兰香油的化学成分同时进行定性、定量分析，共测定出22种化学成分，其中，21种化学成分定性分析的相似度在90%以上；留兰香油中的主要成分为L-香芹酮、D-柠檬烯和β-哌烯，含量分别为81.62%、14.69%和1.38%，三种物质总含量为97.69%。本方法的色谱柱采用二阶线性程序升温，30min完成了22种化学组分的测定，方法简便、快速、可行。