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超临界CO_2萃取与水蒸气蒸馏提取疏柔毛变种罗勒挥发油成分的比较研究



全 文 :收稿日期:2015-09-28
基金项目:国家自然科学基金(31201236) ;广东科技厅科技引导项目计划(2012A030100008) ;广东省自然科学基金(S2013010014796) ;广
东省中医药局科研基金(20131244)
作者简介:王兆玉(1975-) ,女,博士,副教授,主要从事天然药物在精神治疗上的应用、天然药物资源开发与利用、名贵药用植物鉴定与人
工快繁等领域的研究;E-mail:wangzhaoyu77@ aliyun. com。
超临界 CO2 萃取与水蒸气蒸馏提取疏柔毛变种
罗勒挥发油成分的比较研究
王兆玉1,郑家欢1,施胜英2,罗志雄1,倪舜宇1,林敬明2
(1. 广东药学院生命科学与生物制药学院 /广东省生物技术候选药物研究重点实验室,广东 广州 510006;
2. 南方医科大学珠江医院药剂科,广东 广州 510282)
摘要 目的:比较超临界 CO2 萃取法(SFE-CO2)和水蒸气蒸馏法(SD)提取疏柔毛变种罗勒挥发油化学成分的
差异。方法:采用 SFE-CO2 法和 SD法提取疏柔毛变种罗勒的挥发油,用 GC-MS分析鉴定挥发油的化学成分,用归
一化法测定各化合物的相对百分含量,比较两种不同方法所提挥发油成分的差异。结果:从 SFE-CO2 法提取的挥
发油中鉴定了 42 种成分,从 SD法提取的挥发油中鉴定了 40 种成分,两者共有成分为 25 种。结论:不同提取方法
对疏毛变种罗勒挥发性成分的提取效率不同,在现代化中药制剂生产过程中可采用多种方法联合提取有效成分。
关键词 疏柔毛变种罗勒;挥发油;超临界 CO2 萃取;水蒸气蒸馏;GC-MS
中图分类号:R284. 1 /R284. 2 文献标识码:A 文章编号:1001-4454(2015)11-2327-04
DOI:10. 13863 / j. issn1001-4454. 2015. 11. 023
Comparison of Chemical Components of Essential Oil from Ocimum basilicum var. pilosum
Extracted by Supercritical CO2 Fluid and Steam Distillation
WANG Zhao-yu1,ZHENG Jia-huan1,SHI Sheng-ying2,LUO Zhi-xiong1,NI Shun-yu1,LIN Jing-ming2
(1. Guangdong Provincial Key Laboratory of Biotechnology Candidate Drug Research /School of Biosciences and Biopharmaceutics,
Guangdong Pharmaceutical University,Guangzhou 510006,China;2. Department of Pharmaceutics,Zhujiang Hospital,Southern Medi-
cal University,Guangzhou 510282,China)
Abstract Objective:To compare the chemical components of essential oil prepared by steam distillation extraction(SD)and su-
percritical CO2 fluid extraction(SFE-CO2)from Ocimum basilicum var. pilosum whole plant. Methods:The essential oil of Ocimum basi-
licum var. pilosum were extracted by SD and SFE-CO2. The chemical components of essential oil were separated and analyzed by gas
chromatography-mass spectrometry(GC-MS). Their relative contents were determined by normalization of peak area. Results:40 and 42
compounds were detected in the essential oil prepared by SD and SFE-CO2 respectively. 25 compounds were common. Conclusion:There
are significant differences of the chemical components between the Ocimum basilicum var. pilosum essential oil prepared by SD and that
by SFE-CO2. Different methods showed different extraction efficiency with a special compound. It might be a good idea to unite several
methods in the modern traditional Chinese medicine industry.
Key words Ocimum basilicum L. var. pilosum (Willd.)Benth. ;Essential oil;SFE-CO2;Steam distillation;GC-MS
罗勒 Ocimum basilicum L. 为唇形科药食两用植
物,分布在我国河北、河南、江苏、浙江、安徽、江西、
福建、台湾、广东、广西、贵州、四川、云南等地。此
外,广泛分布于非洲、亚洲〔1〕。罗勒的全草均可入
药,可治疗胃痛、胃痉挛、胃肠胀气、消化不良、肠炎
腹泻、外感风寒、头痛、胸痛、跌打损伤、瘀肿、风湿性
关节炎、小儿发热、肾炎、蛇咬伤等;煎水冲洗可治疗
湿疹等皮炎〔2〕。罗勒的茎、叶和花穗富含芳香性挥
发油,为主要的药效成分〔3〕。
水蒸气蒸馏法(SD)是传统提取挥发油的方法,
但是有提取效率较低、挥发油中某些药效成分在提
取过程中发生氧化或分解等局限性。超临界流体
CO2 萃取技术(SFE-CO2)是近十几年来迅速发展的
一种提取分离技术,具有便捷安全、选择性和溶解性
好、提取效率高、清洁等优点〔4〕。本研究选用广东
省汕尾地区食用栽培品种疏柔毛变种罗勒 Ocimum
basilicum L. var. pilosum (Willd.)Benth.〔1〕为材料,
分别采用 SD 法和 SFE-CO2 法提取其全草挥发油,
并进一步采用 GC-MS进行分析,通过比对两种提取
方法的挥发油成分,以期为其挥发油的现代化开发
利用提供参考。
1 仪器与材料
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1. 1 仪器 HA231 /50 /06 超临界萃取装置(江苏
南华安科研仪器有限公司) ;DB-5MS 毛细石英管柱
(30 m × 0. 25 mm × 0. 25 μm) (J&W 公司) ;
HP6890 /5973 气相色谱-质谱联用仪(美国 Agilent
公司) ;DATABASE /WILEY275. L 数据库;1 000 mL
挥发油提取器及回流冷凝装置。
1. 2 材料 实验用疏柔毛变种罗勒采集于挥发油
含量最高的盛花期〔5〕,经笔者林敬明教授鉴定为唇
形科 植 物 疏 柔 毛 变 种 罗 勒 Ocimum basilicum
L. var. pilosum (Willd. )Benth. 的全草。阴凉处自
然风干后,粉碎过 20 目筛备用。He、N2、CO2(广州
市气体厂) ;双蒸水(实验室自制)。
2 方法
2. 1 SD法提取挥发油 取 200 g 疏柔毛变种罗勒
全草粉末置于 1 000 mL 挥发油提取器中,加入 200
mL 双蒸水,保持微沸 5 h,停止加热,静置 1 h,收集
具有浓郁香气的深黄色的挥发油,密封保存。
2. 2 SFE-CO2 萃取法提取挥发油 参照文献
〔6〕方
法,取 10 g 疏柔毛变种罗勒全草粉末投入萃取釜
中,分别对萃取釜、解析釜、贮罐进行加热或冷却,当
达到所选定温度后,对系统进行加压;当达到所选压
力时,关闭 CO2 气瓶,开始循环萃取,并保持恒温恒
压。萃取釜压力 20 MPa,温度 45 ℃;解析釜压力 8
MPa,温度 25 ℃;CO2 的流量为 3 L /h,萃取 1. 5 h
后,从解析釜收集到淡黄色挥发油,密封保存。
2. 3 挥发油的 GC-MS分析色谱条件 两种方法提
取的挥发油样品用乙酸乙酯溶解,手动进样,进样量
1. 0 μL;进样口为分流模式,分流比 0. 5 ∶ 1;进样口
温度 250 ℃;载气 He,载气为恒流模式,柱流速 1. 0
mL /min,平均线速 37 cm /s;分析柱为 J&W公司 DB-
5MS毛细石英管柱(30 m ×0. 25 mm ×0. 25 μm);升
温程序:初始温度 60 ℃,保持 3 min,再以 5 ℃ /min
升至 250 ℃,保持 5 min,共计 46 min。质谱电离能
量 70 eV,电子倍增管电压 1 988 V;离子源温度 230
℃,四极杆温度 150 ℃;质量扫描范围 m/z 30 ~ 550。
使用数据库为 Wiley275、NIST05 数据库。GC-MS 分
析两种方法提取的挥发油总离子流图见图 1。
图 1 两种方法提取疏柔毛变种罗勒挥发油 GC-MS总离子流图
A. 水蒸气蒸馏法产物 B. 超临界 CO2 萃取法产物
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3 结果与分析
SD法和 SEF-CO2 萃取法提取的挥发油 GC-MS
分析结果应用计算机联机信息检索,分别鉴定了 40
种化合物和 42 种化合物,其中两者的共有成分 25
种,并用峰面积归一化法确定各成分的相对百分含
量,结果见表 1。
表 1 两种方法提取疏柔毛变种罗勒挥发油的化学成分与相对百分含量
序号
保留时间
/min 化合物名称 分子式
相对百分含量 /%
SD SFE
1 4. 959 青叶醇 leaf alcohol C6H12O 0. 12
2 5. 070 乙基苯 ethylbenzene C8H10 0. 07
3 6. 898 α-蒎烯 α-pinene C10H16 0. 34
4 7. 399 莰烯 camphene C10H16 0. 22
5 8. 219 β-蒎烯 β-pipene C10H16 0. 27
6 8. 444 松茸醇 matsutake alcohol C8H16O 1. 06
7 8. 525 β-香叶烯 β-myrcene C10H16 0. 34
8 9. 824 柠檬烯 limonene C10H16 0. 36
9 9. 884 桉叶脑 eucalyptol C10H18O 3. 11 1. 15
10 10. 311 顺式罗勒烯 cis-ocimene C10H16 0. 84 0. 12
11 10. 701 γ-萜品烯 γ-terpinene C10H16 0. 07
12 11. 230 反式侧柏-4-醇 trans-thujan-4-ol C10H18O 0. 14
13 11. 537 α-萜品油烯 α-terpinolene C10H16 0. 34
14 11. 656 α-侧柏酮 α-thujone C10H16O 0. 15
15 11. 660 L-茴香酮 L-fenchone C10H16O 0. 09
16 12. 251 芳樟醇 linalool C10H18O 10. 73 13. 40
17 13. 504 D-樟脑 D-camphor C10H16O 0. 92 0. 63
18 14. 450 L-龙脑 L-borneol C10H18O 0. 51 0. 24
19 14. 623 4-萜醇 4-terpineol C10H18O 0. 21
20 15. 345 蒿脑 estragole C10H12O 56. 79 42. 25
21 15. 607 β-乙酸葑酯 β-fenchyl acetate C12H20O2 0. 99 0. 58
22 17. 177 L-1-acetyl-proline C7H11NO3 0. 27
23 17. 420 乙酸冰片酯 (-)-bornyl acetate C12H20O2 2. 89 2. 22
24 19. 971 α-胡椒烯 α-copaene C15H24 0. 09 0. 13
25 20. 362 β-榄香烯 β-elemene C15H24 1. 50 1. 34
26 20. 690 甲基丁香油酚 methyl eugenol C11H14O2 0. 44 0. 90
27 21. 179 β-石竹烯 β-caryophyllen C15H24 0. 83 1. 20
28 21. 433 α-佛手柑油烯 α-bergamotene C15H24 0. 31 0. 59
29 21. 519 α-愈创木烯 α-guaiene C15H24 0. 55 0. 73
30 21. 909 β-法呢烯 β-farnesene C15H24 0. 01 0. 30
31 22. 128 α-蛇麻烯 α-humulene C15H24 0. 63 0. 85
32 22. 301 二环倍半水芹烯 bicyclosesquiphellandrene C15H24 0. 35 0. 65
33 22. 787 吉马烯 D germacrene-D C15H24 1. 12 2. 88
34 22. 999 β-蛇床烯 β-selinene C15H24 0. 40
35 23. 128 双环吉马烯 bicyclogermacrene C15H24 1. 24 1. 81
36 23. 252 δ-愈创木烯 δ-guaiene C15H24 0. 95
37 23. 456 8-异丙烯基-1,5-二甲基-1,5-二烯-环癸烷
8-isopropenyl-1,5-dimethyl-cyclodeca-1,5-diene
C15H24 0. 56
38 23. 614 α-紫穗槐烯 α-amorphene C15H24 1. 71 3. 35
39 23. 774 去氢白菖(蒲)烯 calamenene C15H22 0. 39
40 24. 079 (-)-18-noramborx C15H26O 0. 51
41 24. 735 橙花叔醇 nerolidol C15H26O 0. 68 1. 11
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续表 1
序号
保留时间
/min 化合物名称 分子式
相对百分含量 /%
SD SFE
42 25. 062 1,3,4,7-tetrahydro-2H-indolo[1,2-a][1]benzazepine C17H17N 0. 18
43 25. 283 匙叶桉油烯醇 spathulenol C15H24O 0. 26 0. 82
44 25. 459 蓝桉醇 (-)-globulol C15H26O 0. 22
45 26. 136 榧叶醇 torreyol C15H26O 0. 59 1. 26
46 26. 685 甲基茉莉酮酸酯 methyl jasmonate C13H20O3 0. 35
47 26. 860 α-杜松醇 α-cadinol C15H26O 3. 36 7. 48
48 27. 154 T-依兰油醇 T-muurolol C15H26O 0. 31 1. 06
49 27. 207 (±)-5-epi-paradisiol C15H26O 0. 35
50 27. 790 α-没药醇 α-bisabolol C15H26O 0. 46
51 28. 732 α-雪松烯氧化物 α-cedrenepoxide C15H24O 0. 29
52 30. 922 6,10,14-三甲基-2-十五烷酮 6,10,14-trimethyl-2-pentadecanone C18H36O 0. 23
53 33. 799 正十六酸 n-hexadecanoic acid C16H32O2 2. 94
54 33. 959 正十六酸乙酯 hexadecanoic acid,ethyl ester C18H36O2 0. 33
55 36. 280 叶绿醇 phytol C20H40O 2. 13
56 37. 173 次亚麻酸甲酯 methyl linolenate C19H32O2 6. 14
57 38. 070 新植二烯 neophytadiene C20H38 0. 46
4 讨论
罗勒挥发油具有广泛的生理活性作用。近年伴
随维吾尔民族药的深入开发〔7〕,作为重要维药之一
的罗勒成为研究热点。本研究立足药材区域特色,
选取汕尾地区种植、粤东地区人民广为食用的疏柔
毛变种罗勒为材料,比较了 SD 法和 SEF-CO2 法提
取其全草挥发油化学成分的差异。两种提取方法获
得的化学成分种类数量比较接近(SD:40 种,SEF-
CO2:42 种) ,但两者共有成分仅有 25 种,分析可能
原因是 SD法提取物部分成分发生氧化或者分解,
而 SEF-CO2 法对于有些物质来说萃取率低。不同
提取方法对于不同化学成分的提取效率不同,因此
在现代化中药制剂生产过程中可采用多种方法联合
提取有效成分。
参 考 文 献
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