全 文 ：农药学学报　2006, 8(2):187-190
ChineseJournalofPesticideScience
·研究简报·
砂地柏果实油杀虫成分松油烯 -4-醇
的超临界流体萃取
李广泽 1 , 　陈　燕 1 , 　闫海燕 1 , 　陈安良 1, 2＊ , 　张　兴 1, 2
(1.西北农林科技大学 无公害农药研究服务中心 ,陕西 杨凌 712100;
2.陕西省生物农药工程技术研究中心 , 陕西 杨凌 712100)
摘　要:采用超临界流体萃取-气相色谱法 ,以砂地柏 SabinavulgarisAnt.果实油主要杀虫活性成
分松油烯-4-醇的萃取率为评价指标 ,提出了砂地柏果实油中松油烯 -4-醇的超临界流体萃取较优工
艺条件为:萃取物料粒径 0.85 mm(20目),静态萃取 10min,萃取温度 45℃,压力 34.47Mpa,流体
CO2总流量 30mL/g。采用该法对砂地柏果实油中松油烯 -4-醇的萃取率达 2.72 mg/g,明显高于
水蒸气蒸馏法(萃取率为 2.00 mg/g),并具有快速 、简便 、精确 、无毒 、经济等优点。
关键词:砂地柏精油;松油烯-4-醇 ,超临界流体萃取 ,气相色谱法
中图分类号:R917　　　　文献标识码:A　　　　文章编号:1008-7303(2006)02-0187-04
StudiesontheSupercriticalFluidExtractionTechniqueofTerpenen-4-ol,
theMainInsecticidalIngredientoftheEssentialOilfrom
theBerriesofSabinavulgaris
LIGuang-ze1 , 　CHENYan1 , 　YANHai-yan1 , 　CHENAn-liang1, 2＊ , 　ZHANGXing1, 2
(1.BiorationalPesticideR＆DCenter, NorthwestA＆FUniversity, YanglingShaanxi712100, China;
2.ShaanxiResearchCenterofBiopesticideTechnologyandEngineering, YanglingShaanxi712100, China)
Abstract:Withtheextractioneficiencyofterpenen-4-olasestimatedindex, thetechnologyconditions
ofextractingterpenen-4-olfromtheberiesofSabinavulgariswereinvestigatedbysupercriticalfluid
extraction(SFE)andgaschromatography(GC).Therationalconditionswerethesizeofsample
0.85mm, staticextraction10 minbeforedynamicextraction, temperature45℃, pressure34.47 MPa,
flowrate30 mL/g.SFEextractionrateofterpenen-4-olwas2.72 mg/gunderthiscondition
apparentlyhigherthansteam-distilationextractionrate2.00 mg/g.TheinvestigatedSFEconditions
aresuitabletoextract, separateandanalyseterpenen-4-olfrombotanicalmaterial.Moreover, SFE
technologyhasthemeritsofhighefficiency, accuracy, innocuity, economyandconvenient.
Keywords:essentialoilofSabinavulgaris;terpenen-4-ol;supercriticalfluidextraction;gas
chromatography
　收稿日期:2006-01-09;修回日期:2006-05-08.
　作者简介:李广泽(1977-),男 ,甘肃宁县人 ,在读博士 ,讲师;＊通讯作者:陈安良(1963-),陕西西乡人 ,副教授 , 主要从事农药化学与植物化
学保护教学与研究工作.联系电话:029-87091884;E-mail:liguangze@126.comchenanl@sohu.com
　基金项目:国家西部开发重大项目(2004BA901A14);国家高技术研究发展计划(“ 863”计划)项目(2001AA246016).
　　砂地柏 SabinavulgarisAnt.果实精油对多种昆
虫表现出较强的熏蒸杀虫活性 、拒食活性 、种群形
成抑制活性 [ 1 ～ 3] ,其主要杀虫活性成分为松油烯 -4-
醇 ,占精油总重的 22.3%[ 4] ,是该精油中含量最高
的化合物。松油烯 -4-醇是一种自然资源十分丰富
的天然产物 ,对昆虫具有较强的熏蒸毒杀 、引诱 、忌
避活性 ,同时也具有较强的抑菌活性 ,在日用化学
品 、医药及食品行业等方面也有广泛的应用 [ 5] 。研
究表明 ,该化合物可能作用于昆虫 Na+、K+-ATP
酶 ,熏蒸杀虫活性高[ 6, 7] ,且环境安全性好 [ 8] ,在农药
领域具有较大的研究和开发潜力。
二氧化碳是超临界流体萃取(SupercirticalFluid
Extraction, SFE)最常用的溶媒 ,超临界 CO2萃取被
认为是目前最理想的植物精油萃取技术之一 ,在香
精油工业中已得到广泛应用 [ 9] 。砂地柏精油中多
是一些热敏性 、低沸点的萜烯类化合物 [ 4] ,如松油
烯 -4-醇的沸点为 88℃,热稳定性差 [ 5] ,采用常规的
水蒸气蒸馏和溶剂萃取法提取可能会造成热敏性 、
低沸点成分的变构 、分解或挥发散失;而 SFE法可
在较低的温度下进行 ,具有传质速度快 、萃取效率
高 、无毒 、经济 、操作简便 、选择性可调等优点 [ 10] 。
鉴于此 ,作者以松油烯 -4-醇萃取率为评价指标 ,采
用 SFE-GC分析方法 ,对砂地柏果实精油的超临界
流体萃取技术进行研究 ,并将其与传统提取法进行
比较 、分析 ,探讨其优缺点及产业化的可行性 。
1　实验部分
1.1　仪器与材料
ISCOTM 2-10型超临界流体萃取仪 , Agilent4890
型气相色谱仪。
松油烯-4-醇标准品 ,纯度 >97%;水杨酸甲酯
标准品 ,纯度 >97%(购自北京百灵威公司)。
砂地柏果实 , 2003年 11月采自陕北榆林 ,
60℃下烘干 、粉碎 ,分别过 10、20、30和 40目实验
标准筛(不绣钢材质 ,河南新乡市康达新机械有限
公司 ), 分别得到粒径为 2.00、 0.85、 0.60 和
0.42 mm的萃取物料。
1.2　萃取效果的评价指标 、测定和计算方法
以松油烯-4-醇萃取率 (所得松油烯 -4-醇质量
占物料质量的比值)为萃取效果的评价指标 ,萃取
物中松油烯 -4-醇含量的测定采用 GC内标法 [ 11] :
毛细管色谱柱 [ 0.53 mm(i.d.)×15.0 m, 0.25 μm
质量分数为 5%的 phenoylpoly] ;FID,检测器温度
260℃;汽化温度 250℃;柱温 45℃ ～ 200℃,程序升
温:45℃ ～ 80℃(2℃/min), 80℃ ～ 200℃(10℃/min);
柱前压 , N2:0.29MPa, H2:0.15MPa,空气:0.26 MPa。
以水杨酸甲酯为内标物 , 线性方程:y=1.413x+
0.093, R=0.999 1;添加回收率:98.61% ～ 100.17%;
RSD=0.38%, n=5。
1.2.1　物料粒度对萃取效果的影响　试验分别设
萃取物料粒度为 2.00、 0.85、0.60、0.42 mm(10、
20、30、40目)4个处理 ,每个处理设 3次重复 。在
萃取温度为 50℃、压力为 34.47 MPa条件下将上
述各样品 1.0 g静态萃取 20 min(静态萃取用
CO2 19.5 ～ 20.0 mL),然后在相同的温度和压力
条件下用 30 mLCO2 动态萃取 , 流速控制 在
1.0 mL/min左右 。萃取物用二氯甲烷接收 、定容
至 10 mL, 限流管温度为 65℃。
1.2.2　静态萃取时间对萃取效果的影响 　根据
1.2.1节的研究结果 ,选用合适粒径的萃取物料 ,
每次上样 1.0 g。采用先静态 、后动态的萃取方式 ,
设静态萃取时间分别为:0、5、10、15和 20 min5个
处理 ,每个处理设 3次重复 。萃取温度 、压力 、CO2
流量和流速等条件及萃取物接收 、定容和测定方法
同 1.2.1节。
1.2.3　动态萃取正交试验　根据物料粒度及静态
萃取时间对萃取效果影响的研究结果 ,选用合适的
物料粒度及静态萃取时间 。采用 3因素 5水平
(表 1)的正交试验法 ,研究动态萃取中压力 、温度
和 CO2流量 3个工艺条件对萃取效果的影响 。上
样量 1.0 g, CO2流速控制在 1.0 mL/min,限流管
设定温度比萃取仓温度高 15℃。萃取物接收 、定
容和测定方法同 1.2.1节 。
Table1　Orthogonalexperimentdesignofdynamic
extractionconditions
Levels Temperature/℃ Pressure/MPa FluxofCO2 /(mL/g)
1 25 20.68 10
2 35 27.58 20
3 45 34.47 30
4 55 41.37 40
5 65 48.26 50
1.3　常规水蒸气蒸馏法提取
称取植物样品 100 g,投入到 500 mL蒸馏瓶
中 ,采用水蒸气蒸馏法 ,蒸馏瓶温度约 120℃, 8 h
后馏出液中无油状物后停止蒸馏 。用乙醚萃取水
相中的油状物 ,浓缩蒸除溶剂即得砂地柏精油。
188 农　药　学　学　报 Vol.8
2　结果与讨论
2.1　物料粒度对萃取效果的影响
从表 2可以看出:在所选定的粒度范围内 , 松
油烯 -4-醇萃取率随物料粒度的减小而升高 ,但当粒
径小于 0.85 mm时 , 萃取率增加并不显著 。砂地
柏浆果富含油脂 ,不易干燥 、粉碎 。综合考虑各种
因素 ,作者认为 SFE萃取物料粒度以 0.85 mm较
为适宜 。
Table2　Influenceofsamplesizeon
extractionefficiency
Samplesize/mm Terpenen-4-olextractionefficiency/(mg/g)
2.00 1.52±0.04A
0.85 2.05±0.06 B
0.60 2.25±0.20 B
0.42 2.11±0.10 B
　Note:Differentcapitalletersinsamecolumnindicatesignificant
differencesunderP>1%.Thesameasinthefolowingtables.
2.2　静态萃取时间对萃取效果的影响
从表 3可以看出:随静态萃取时间的延长 , 松
油烯 -4-醇萃取率呈增加趋势 ,当静态萃取时间超过
10 min时 ,萃取率变化不再明显 。大多数 SFE研
究与应用都采用了先静态 、后动态的萃取方式 ,合
适的静态萃取时间有利于提高萃取率 、节省溶剂 。
本研究确定静态萃取时间为 10 min较为适宜 。
Table3　Influenceofstatictime
onextractionefficiency
Timeofstatic
extraction/min
Terpenen-4-olextraction
efficiency/(mg/g)
0 1.04±0.08A
5 1.61±0.08 B
10 2.15±0.09 C
15 2.24±0.15 C
20 2.13±0.19 C
2.3　动态萃取条件对萃取效果的影响
动态萃取条件对松油烯-4-醇萃取率影响的正
交试验结果及其方差分析结果分别列于表 4和
表 5。从表 4可以看出:随萃取条件的改变 ,松油烯 -
4-醇萃取率变化明显 , 最高可达 2.90 mg/g,最低
为 0.50 mg/g。从极值分析可以看出 , 温度 、CO2
流量和压力 3个因素中 ,影响松油烯-4-醇萃取率的
主次关系为:温度 >CO2流量 >压力 。方差分析结
果(表 5)与直观分析结果(表 4)一致。方差分析
还表明:3因素对松油烯 -4-醇萃取率均有显著影
响 ,其中 ,温度对萃取率有极显著影响 ,是影响萃取
效果的最主要因素 。通过对上述试验及方差分析
结果进行分析 ,在萃取效率无显著差异情况下 ,应
选取更低温度 、压力和更少 CO2流量 ,因此最终确
定动态萃取较优工艺条件为:温度 45℃, 压力
34.47 MPa, CO2流量 30 mL/g。
Table4　Orthogonalexperimentresultofextraction
efficiencyunderdiferentdynamicconditions
No. Temperature(A)
Pressure
(B)
FluxofCO
2
(C)
Terpenen-4-olextraction
efficiency/(mg/g)
1 1 1 1 1.45
2 1 2 2 1.85
3 1 3 3 2.04
4 1 4 4 2.11
5 1 5 5 1.96
6 2 1 3 2.00
7 2 2 4 2.23
8 2 3 5 2.44
9 2 4 1 1.90
10 2 5 2 2.32
11 3 1 5 2.01
12 3 2 1 1.88
13 3 3 2 2.22
14 3 4 3 2.74
15 3 5 4 2.90
16 4 1 2 0.89
17 4 2 3 1.00
18 4 3 4 1.11
19 4 4 5 1.25
20 4 5 1 0.56
21 5 1 4 0.50
22 5 2 5 0.67
23 5 3 1 0.56
24 5 4 2 0.88
25 5 5 3 0.92
K1 1.88 1.37 1.27
K2 2.18 1.53 1.63
K3 2.35 1.68 1.74 T=40.42
K4 0.97 1.77 1.77 μ=1.62
K5 0.71 1.73 1.67
R 1.64 0.40 0.50
　　Note:K1 , K2 , K3 , K4 , K5 arethesumofrelatedlevels.Risthe
differencebetweenthemaximumandminimumamongK1 , K2 , K3 ,
K4 , K5.
2.4　SFE法与水蒸气蒸馏法的比较
结果见表 6。可以看出 , SFE法对松油烯 -4-醇
的萃取效果显著好于水蒸气蒸馏法 。
189No.2 砂地柏果实油杀虫成分松油烯-4-醇的超临界流体萃取
Table5　Analysisoforthogonalexperiment
varianceofdynamicextraction
Variancesource df SS MS F Significance
Pressure(A) 10.87 4 2.72 100.10 ＊＊
Temperature(B) 0.55 4 0.14 5.06 ＊
FluxofCO2(C) 0.81 4 0.20 7.474 ＊＊
Eror 0.33 12 0.03
Totalvariance 12.56
　Note:＊α=0.05 , ＊＊α=0.01.
Table6　CompareSFEwithsteam-distilation
method
Extractionmethods Extractionrateofterpenen-4-ol/(mg/g)
Steam-distilation 2.00±0.13A
SFE 2.72±0.08 B
3　小结
　　以 CO2为流体 ,采用 SFE-GC法研究确定砂地
柏果实油中松油烯 -4-醇的 SFE较优工艺条件为:
萃取物料粒径 0.85 mm,静态萃取时间 10 min,动
态萃取温度 45℃, 压力 34.47 MPa, CO2 流量
30 mL/g。
采用 SFE法对砂地柏果实精油中松油烯 -4-醇
的萃取率达 2.72 mg/g,明显高于水蒸气蒸馏法
(萃取率为 2.00 mg/g)。两者相比 , SFE在较低的
温度下进行 ,整个过程不涉及萃取 、蒸除溶剂等操
作 ,过程简单 ,这可能是该法萃取率高的主要原因 。
同时 , SFE法还具有精确 、无毒 、经济 、选择性可调
等优点 。
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(Ed.JINSH)
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