全 文 :超临界 CO2萃取菊叶香藜精油工艺研究
何 花 1,雷 鸣 1,薛金彪 1,郝豆豆 1,拉 多 1,张勇群 2
(1.西藏大学理学院,西藏拉萨850000;2.西藏自治区人民政府驻成都办事处医院,四川成都610000)
摘 要:采用超临界流体萃取技术对菊叶香藜精油的提取工艺进行研究。结果表明,在40℃,15MPa,1.5h时精油
量最高,为31.26g/kg,是传统水蒸气法的20倍,并且其气味更接近天然的菊叶香藜;超临界CO2提取法比水蒸气
法优越,精油量高,时间短。此方法可为菊叶香藜精油快速提取和开发利用提供参考,并为其向工业化方向发展提
供理论依据。
关键词:菊叶香藜;精油;超临界CO2萃取
中图分类号:TQ654+.2 文献标识码:A 文章编号:102-2481(2016)02-0253-03
Technological Study on the Supercritical-CO2 Fluid
Extraction of Chenopodium foetidum
HEHua1,LEIMing1,XUEJin-biao1,HAODou-dou1,LADuo1,ZHANGYong-qun2
(1.CollegeofScience,TibetUniversity,Lhasa850000,China;
2.HospitalofChengduOfficeofPeoplesGovernmentofTibetAutonomousRegion,Chengdu610000,China)
Abstract:In this paper, essential oil ofChenopodium foet dum extraction technology was studied by using the supercritical fluid
extractiontechnology.Theresultsshowedthattheamountofessentialoilwasthehighestin40℃and15MP ,1.5h,itwas31.26g/kg,
amount of essential oil was 20 times of the traditional method of water vapor, and the smell was more closely to naturalChenopodium
foetidum.ThesupercriticalCO2extactionwassuperiorthanwatervapor,theamountofessentialoilwashigher,thetimewasshorter.This
resultcanprovidereferenceforthedevelopmentand utilization ofChenopodium foetidum ssentialoil, and providetheoreticalbasisfor
itsdevelopmentinthedirectionofindustrialization.
Key words:Chenopodium foetidum;essentialoil;supercritical-CO2fluidext action
收稿日期:2015-11-14
基金项目:2014年西藏大学国家大学生创新创业计划项目(201410694008)
作者简介:何 花(1993-),女,陕西岐山人,在校学生,研究方向:植物生理学。张勇群为通信作者。
doi:10.3969/j.issn.1002-2481.2016.02.31
超临界流体萃取(SFE)是利用高于临界温度和
临界压力的流体对许多物质具有优良溶解能力的
特性进行物质萃取和分离[1]。SFE-CO2在精油提取方
面被广泛运用,因为其所提精油活性好、纯度高、安
全环保,同时也大大缩短了提取时间,使得精油的
使用更经济实惠[2]。朱凯等[3]用SFE-CO2技术得到香
气饱满、定香效果更好的八角茴香精油;李斌等[4]用
SFE-CO2技术高效提取玫瑰精油,得到的精油香气
更接近自然;樊振江等[5]用 SFE-CO2技术高效提取
花椒精油,使其精油的使用更经济实惠。植物精油[6]
具有芳香美容[7]、理气止痛[8]、杀虫抗菌[9-10]等作用。
菊叶香藜(Chenopodium foetdum)是藜科藜属
植物,生于林缘草地、沟岸、河沿[1];有记载其可供药
用,民间用以治喘息、炎症、痉挛、偏头痛等症状[12]。
目前,张勇群等[7]对菊叶香藜进行DNA提取研究,
所提DNA完全满足后续试验要求,为分子方面的
研究奠定了基础。雷鸣等[6]通过水蒸气法对菊叶香
藜进行了精油提取工艺研究,并进行了玉米象活力
抑制研究,结果表明,菊叶香藜精油对玉米象有明
显的活力抑制作用。菊叶香藜精油在昆虫活力抑制
方面已体现出了其价值,而试验又需要大量的精
油,所以,探索一种快速方便的提取方法势在必行。
采用SFE-CO2技术提取菊叶香藜精油也未见报道。
本试验用SFE-CO2技术对菊叶香藜花进行精
油提取工艺研究,旨在为菊叶香藜精油的快速提取和
开发利用提供参考,为其工业化生产提供理论依据。
1 材料和方法
1.1 材料和试剂
菊叶香藜花采于西藏自治区拉萨市城关区西
山西农业科学2016,44(2):253-254,259 Journal of Shanxi Agricultural Sciences
253· ·
表 1 2 种方法所提精油的比较
方法
SFE-CO2法
水蒸气法
颜色
黄绿色
淡绿色
气味
较浓
较淡
黏稠度
高
低
精油量/(g/kg)
31.26
1.61
(下转第 259 页)
山西农业科学2016年第44卷第2期
藏大学新校区校园内(N29°38′,E91° 0′),将采来的
花粉粒进行清洗,烘干后保存备用。
二氧化碳(纯度为99.8%,拉萨市永顺发消防
器材经营部);无水乙醇(成都市科龙化工试剂厂)。
SFE-Ⅱ分析型超临界萃取系统(环球分析测试仪器
有限公司)。
1.2萃取流程与方法
1.2 1 萃取流程 超临界萃取流程如图1所示。
1.2.2 超临界CO2流体技术提取菊叶香藜花粉粒
精油 每次称取菊叶香藜花粉粒5g置于萃取釜中
进行精油提取,记录不同条件下的精油量。选择最
优条件下所提精油质量计算其精油量(精油量=精
油质量(g)/样品质量(kg))。
1.2.2.1 不同萃取压力对精油提取效果的影响
在萃取温度30℃,萃取时间1.5h,物料质量5g条
件下,萃取压力分别为10,15,20,25MPa时,研究
萃取压力对精油提取效果的影响。
1.2.2.2 不同萃取时间对精油提取效果的影响
在萃取压力为15 MPa,萃取温度为 30℃,物料质
量为5g条件下,萃取时间分别为0.5,1.0,1.5,2.0h
时,研究萃取时间对精油提取效果的影响。
1.2.2.3 不同萃取温度对精油提取效果的影响
在萃取压力为15MPa,萃取时间为1.5h,物料质量
5g条件下,萃取温度分别为30,40,50,60℃时 研
究萃取温度对精油提取效果的影响。
1.2.3 水蒸气法提取菊叶香藜花粉粒精油 用水
蒸气法提取菊叶香藜花粉粒精油,提取方法参照文
献[6]进行,记录其精油质量,并计算其精油量。
2 结果与分析
2.1 萃取压力对精油提取量的影响
从图2可以看出,在萃取温度30℃、萃取时间
1.5h条件下,当萃取压力为15MPa时精油量最多,
为27.82g/kg。
2.2萃取时间对精油提取量的影响
从图3可以看出,在萃取压力为15 MPa、萃取
温度为30℃条件下,当萃取时间为1.5h时,精油
量最高,为27.82g/kg;小于1.5h时,随时间的增加
精油提取量一直在增加,而大于1.5h精油提取量
则变化幅度不大。
2.3萃取温度对精油提取量的影响
从图4可以看出,在萃取压力为15MPa、萃取
时间为1.5h条件下,当萃取温度为40℃时,精油
量最高,为31.26g/kg。
2.4SFE-CO2 法与水蒸气法提取菊叶香藜花精
油的比较
从表1可以看出,与水蒸气法相比,SFE-CO2法
254· ·
(上接第 254 页)
在短时间内可得到颜色较深、气味较浓、黏稠度更
高,精油提取率更高,而且更接近天然状态的菊叶
香藜精油。SFE-CO2法提取精油不仅可以保持精油
的天然状态,而且可以大大节省时间和人力物力。
3 讨论与结论
本试验结果表明,在40℃,15 MPa,1.5h时,
菊叶香藜花精油量最高,为31.26g/kg,其气味也更
接近天然的菊叶香藜;而水蒸气法所提菊叶香藜花
的精油量为1.61g/kg,且花费时间较长,气味相对
也弱。雷鸣等[6]对菊叶香藜精油的昆虫活力抑制方
面的研究结果表明,菊叶香藜体现了其对昆虫活力
抑制方面的价值。为了进一步开发研究菊叶香藜,
并向工业化生产方向发展,找到一种快速高效的精
油提取方法是必不可少。而SFE-CO2法的精油量
是传统水蒸气法的20倍,并且时间相对较短。因
此,超临界CO2萃取菊叶香藜精油是一种比较理想
的方法。
参考文献:
[1]高彦祥.超临界CO2萃取小茴香油的研究[J].中国食品添加剂,
1997(2):8-11.
[2]王伟,卢佳.超临界流体CO2萃取技术的研究与分析[J].价值工
程,2012(13):35.
[3]朱凯,朱新宝.超临界CO2萃取八角茴香油及其化学成分研究
[J].现代化工,2006,26(增刊2):178-180.
[4]李斌,孟宪军,颜宪才,等.玫瑰精油超临界CO2萃取及GC/MS
分析[J].沈阳农业大学学报,2007,38(2):170-173.
[5]樊振江,纵伟.超临界CO2提取花椒精油的研究[J].江苏调味副
食品,2008,26(1):10-12.
[6]雷鸣,何花,张鹏飞,等.菊叶香藜精油的提取及对昆虫活力抑
制的研究[J].安徽农业科学,2015,43(28):64-66.
[7]张勇群,石梦菲,德吉,等.菊叶香藜基因组DNA的提取方法研
究[J].西藏大学学报,2014,29(1):13-16.
[8]雷龙鸣,伦轼芳,黄锦军.薄荷精油循经推拿调治社会应激性亚
健康抑郁状态93例[J].中华中医药杂志,2011(2):411-413.
[9]张云,彭映辉,何建国,等.四种植物精油对蚊虫的熏杀活性及
酯酶活性的影响[J].中国生物防治学报,2013,29(4):497-502.
[10]沈思.花椒精油及甲酸乙酯对两种豆象的熏蒸活性研究[D].
重庆:西南大学,2009.
[11]吴征镒.西藏植物志[M].北京:科学出版社,1983:638.
[12]刘慎谔.东北草本植物志[M].北京:科学出版社,1959:91-92.
参考文献:
[1]张磊,王嘉学,刘保强,等.喀斯特山原红壤退化过程中土壤表
层团聚体变化规律[J].山地学报,2015,33(1):8-15.
[2]杨建锋,张翠光.地球关键带:地质环境研究的新框架[J].水文
地质工程地质,2014,41(3):98-104,110.
[3]翟俊,邵全琴,刘纪远.内蒙古高原土地利用/覆被变化对气温
变化的影响分析[J].自然资源学报,2014,29(6):967-978.
[4]刘晓娜,封志明,姜鲁光,等.西双版纳土地利用/土地覆被变
化时空格局分析[J].资源科学,2014,36(2):233-244.
[5]胡玉福,邓良基,张世熔,等.基于RS和GIS的西昌市土地利用
及景观格局变化[J].农业工程学报,2011,27(10):322-327.
[6]伍星,沈珍瑶.长江上游地区土地利用/覆被和景观格局变化
分析[J].农业工程学报,2007,23(10):86-92.
[7]陈文波,郑蕉,鄢帮有.鄱阳湖区土地利用景观格局特征研究
[J].农业工程学报,2007,23(4):79-83.
[8]陈玉福,徐新良,王石英.内蒙古高原浑善达克沙地区土地利用
与覆被变化及退化趋势[J].山地学报,2006,24(1):60-64.
[9]张继平,常学礼,李健英,等.内蒙古奈曼旗农牧交错区土地利
用 / 覆被变化的区域分异 [J]. 应用生态学报,2008,19(3):
613-620.
[10]袁烨城,李宝林,高锡章,等.内蒙古自治区土地覆被相互转换
现象研究[J].干旱区资源与环境,2015,29(5):58-63.
[11]张靓,曾辉.基于MODIS数据的内蒙古土地利用/覆被变化
研究[J].干旱区资源与环境,2015,29(1):31-36.
[12]谢叶伟,刘兆刚,赵军,等.基于RS与GIS的典型黑土区土地
利用变化分析:以海伦市为例 [J]. 地理科学,2010,30(3):
428-434.
[13]乔伟峰,盛业华,方斌,等.基于转移矩阵的高度城市化区域土
地利用演变信息挖掘:以江苏省苏州市为例 [J].地理研究,
2013,32(8):1497-1507.
[14]谢花林,刘黎明.土地利用变化的多尺度空间自相关分析:以
内蒙古翁牛特旗为例[J].地理学报,2006,61(4):389-400.
[15]朱会义,何书金,张明.环渤海地区土地利用变化的驱动力分
析[J].地理研究,2001,20(6):669-678.
[16]薛剑,郧文聚,杜国明,等.基于遥感的现代与传统农业区域土
地利用格局差异分析 [J]. 农业工程学报,2012,28(24):
245-251.
[17]田锡文,王新军,卡迪罗夫KG,等.近40a凯拉库姆库区土地
利用/覆盖变化及景观格局分析 [J].农业工程学报,2014,30
(6):232-241.
[18]邱剑南,侯淑涛,范永辉,等.富锦市土地利用景观格局遥感分
析[J].测绘科学,2015,40(2):115-118,154.
[19]张海燕,樊江文,邵全琴.2000—2 10年中国退牧还草工程区
土地利用/覆被变化[J].地理科学进展,2015,34(7):840-853.
[20]王娟,李宝林,余万里.近30年内蒙古自治区植被变化趋势及
影响因素分析[J].干旱区资源与环境,2012,26(2):132-138.
高利峰等:基于RS和GIS的内蒙古自治区土地利用及景观格局变化
259· ·