全 文 ：超临界CO2萃取法提取中药杜衡
挥发油化学成分研究
潘 艺,周远扬
(广东省农科院科技情报研究所,广东 广州 510640)
摘 要:采用超临界CO2流体萃取法从杜衡中提取挥发油,并用气相色谱-质谱联用技术对其化学成分进行了分析。结
果表明,在提取的杜衡挥发油中共鉴定出22种成分,含量最高的是1,2邻苯二酸二异辛酸二酯(20.47%),其次是丁香酚甲
醚(15.37%),较高的还有油酸(13.21%)、亚油酸(12.53%)、榄香素(11.05)、十六碳酸(7.59%)和十八碳酸(4.36%)。并指出
采用超临界CO2萃取杜衡挥发油成分,具有得率高、选择性强的特点,为杜衡的进一步开发和利用提供参考。
关键词:杜衡;超临界CO2流体萃取;挥发油
中图分类号:R284.1 文献标识码:A 文章编号:1004-874X(2008)01-0070-03
StudyofchemicalconstituentsoftheessentialoilfromAsarum
forbesiMaximbySFE
PANYi,ZHOUYuan-yang
(InstituteofSci-techInformation,GuangzhouAcademyofAgriculturalSciences,Guangzhou510640,China)
Abstract:InordertopromotetheapplicationofAsarumforbesiMaximinthefieldsofmedicineandfinechemicals,the
essentialoilswereextractedbySFE,andthechemicalcomponentsofessentialoilswereanalyzedbyGC-MS.22constituents
wereidentified,amongwhich,theprincipalswere1,2-Benzenedicarboxylicacid(20.47%),Eugenolmethylether(15.37%),Oleic
Acid(13.21%),9,12-Octadecadienoicacid(12.53%),Benzene,1,2,3-trimethoxy-5-(2-propenyl)(11.05%),n-Hexadecanoic
acid(7.59%),Octadecanoicacid(4.36%).ThemeansofSFEusedonessentialoilsextractionprovidedreferencesforthefurther
exploitationandutilizationofAsarumforbesiMaxim.
Keywords:AsarumforbesiMaxim;SFE;essentialoils
杜 衡 (Asarum forbesiMaxim) 为 马 兜 铃 科
(Aristolochiaceae)细辛属植物,又名马辛,为多年生草
本植物,在我国产于江苏、安徽、浙江、江西、河南南部、
湖北及四川东部。杜衡可全草入药,具有趋风逐寒、消
痰引水、活血平喘、定痛等作用[1],开发杜衡挥发油具有
广阔的应用前景。目前,国内外对超临界CO2萃取法提
取杜衡挥发油以及挥发油成分的研究并不多见。本试
验以萃取得率为指标,确定超临界CO2萃取杜衡挥发
油的工艺条件,用气相色谱-质谱联用技术对其挥发性
成分进行分离测定,并结合计算机检索技术对分离的
化合物进行结构鉴定,以期为杜衡的进一步开发和利
用提供参考。
1材料与方法
1.1试验材料
供试杜衡购于安徽毫州,经鉴定为马兜铃科细辛
属,供试药剂为苯酮 (色谱纯)。试验用的 GCMS-
QP2010型气相色谱-质谱联用仪器由日本岛津公司生
产的。
1.2试验方法
1.2.1杜衡挥发油萃取条件优化试验 供试杜衡根干
燥粉碎过筛(孔径为 0.45mm),在超临界 CO2流体萃
取装置的1000mL容量萃取罐中加入杜衡颗粒400g
后,提取挥发油。试验以萃取的得率(E)为指标(E=挥
发油重量/原料重量×100%)。采用均匀试验 U*7(74)和
正交试验L9(34)[2]进行设计,比较了不同萃取压力(A)、
萃取温度(B)、解析温度(C)和萃取时间(D)对杜衡挥
发油萃取得率的影响。
1.2.2杜衡挥发油主要化学成分分析 气相色谱-质谱
分析条件:色谱柱采用弹性石英毛细管柱DB-5(30m×
0.25mm×0.25μm);升温程序为初始温度 40℃、保持 2
min,20℃/min升温至 100℃、5℃/min升温至 200℃、保
收稿日期:2007-12-03
作者简介:潘艺(1981-),男,硕士,研究实习员
广东农业科学 2008年第1期70
DOI:10.16768/j.issn.1004-874x.2008.01.038
表1杜衡挥发油提取影响因素均匀试验结果
注:表中A、B、C、D分别代表萃取压力、萃取温度、解析温度
和萃取时间,表2~3同。
处理
1
2
3
4
5
6
7
A(Mpa)
15.0
17.5
20.0
22.5
25.0
27.5
30.0
因素
B(℃)
38
44
50
35
41
47
53
C(℃)
48
57
45
54
42
51
60
D(h)
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
4.0
得率
(%)
2.65
2.81
3.91
4.02
4.26
2.99
4.38
图1杜衡萃取挥发油提取成分的总离子图
2.2杜衡挥发油主要成分分析
由于弹性石英毛细管柱DB-5毛细管柱兼有非极
性柱与极性柱的优点,对非极性的烃类组分及中等极
性的酯、醚等组分均有较好的分离效果。因此本研究采
用弹性石英毛细管柱DB-5的毛细管气相色谱法对杜
衡挥发油的主要成分进行分析,并采用色谱数据处理
系统,以峰面积归一化法测得挥发油各组分相对含
量。
按照本研究确定的气相色谱-质谱分析条件对杜
衡萃取挥发油的主要成分进行测定,获得总离子图(图
1)。对图 1中各峰的质谱图,经 NIST谱图库、NBS谱
图库和人工解谱以及结合有关资料进行了分析,结果
表3杜衡挥发油提取条件正交试验结果
处理
A1B1C1D1
A1B2C2D2
A1B3C3D3
A2B1C2D3
A2B2C3D1
A2B3C1D2
A3B1C3D2
A3B2C1D3
A3B3C2D1
k1
k2
k3
R
A(Mpa)
22.5
22.5
22.5
25.0
25.0
25.0
30.0
30.0
30.0
3.883
4.487
4.307
0.604
因素
B(℃)
35
41
53
35
41
53
35
41
53
4.207
4.257
4.213
0.050
C(℃)
42
54
60
54
60
42
60
42
54
4.013
4.323
4.340
0.327
D(h)
1.5
2.0
2.5
2.5
1.5
2.0
2.0
2.5
1.5
3.973
4.283
4.420
0.447
得率(%)
3.40
4.07
4.18
4.76
4.38
4.32
4.46
4.32
4.14
持 2min,10℃/min升温至 250℃,、20℃/min升温至
300℃;离子源为电子轰击(E1)源;载气 He,流量为
1.11mL/min,柱前压为 57.4kPa;分流比为 50∶1;接口
温度 270℃,离子源温度 200℃;电离电压 70eV;扫描
范围30～550AMU。挥发精油用色谱纯丙酮适当稀释
后,进样量为0.5μL。
2结果与分析
2.1杜衡挥发油提取的最佳条件
从表1可见,在均匀设计试验中,杜衡挥发油萃取
得率最大的是处理7,其次为处理4、处理5。为了寻求
最佳的提取条件,本研究根据上述萃取得率的影响因
素水平范围,进一步进行正交试验,但由于萃取时间超
过一定范围后,萃取量增加很少,且萃取时间延长造成
能量消耗大、设备损耗增加,因此从经济角度考虑,正
交试验的萃取时间分别选择为1.5、2.0、2.5h。杜衡挥
发油选择条件正交试验设计方案见表2。
从结果可以看出(表3)杜衡挥发油萃取的优化条
件是 A2、B2、C3、D3(即萃取压力为 25MPa、萃取温度
为41℃、解析温度为60℃,萃取时间为2.5h)。在该条
件下杜衡挥发油的萃取得率为4.83%,显著高于采用
水蒸汽提取法的萃取得率(2.4%)[3],且挥发油浅绿色、
透明、具有杜衡的特有芳香气味。
表2杜衡挥发油提取条件正交试验设计方案
水平
1
2
3
A(Mpa)
22.5
25.0
30.0
因素
B(℃)
35
41
53
C(℃)
42
54
60
D(h)
1.5
2.0
2.5
71
保留时间
(min)
6.805
9.311
9.733
10.163
11.600
12.214
12.858
12.926
14.764
14.883
15.995
17.072
17.158
17.691
18.298
18.677
19.957
22.777
28.031
30.692
31.154
31.249
31.532
31.908
33.483
33.893
表4杜衡挥发油化学成分分析结果
化合物
3-蒈烯
2,6,6-三甲基-2,4-环庚二烯酮
龙脑
对烯丙基茴香醚
3,5二甲氧基甲苯
黄樟醚
异丁基苯醌
2-羟基桉油素
丁香酚甲醚
未鉴定
7,11-二甲基-3-亚甲基-1,6,10十二碳三烯
4-甲氧基-6(2丙烯基)苯间二氧杂环戊烯
十五烷
肉豆蔻醚
榄香素
细辛脑
未鉴定
未鉴定
十六碳酸
1,2邻苯二酸二异辛酸二酯
9Z,12Z-亚油酸
9Z-油酸
十八碳酸
N-异丁基-(2E,4Z,8Z,10E)-12碳四烯酰胺
未鉴定
十八烷基乙烯基醚
分子式
C10H16
C10H14O
C10H18O
C10H12O
C9H12O2
C10H10O2
C10H12O2
C10H18O2
C11H14O2
C15H24
C11H12O3
C15H32
C11H12O3
C12H16O3
C12H16O3
C16H32O2
C24H38O4
C18H32O2
C18H34O2
C18H36O2
C16H25NO
C20H40O
相对含量
(%)
0.08
0.81
0.07
0.10
0.18
0.17
0.38
0.16
15.37
0.58
0.21
0.59
2.51
1.03
11.05
2.44
0.20
0.21
7.59
20.47
12.53
13.21
4.36
0.59
0.27
0.45
见表4。由表4可知,从超临界CO2流体萃取法提取的
杜衡挥发油成分中,含量相对较高、定性较容易的成分
有26种,其中已经鉴定出的有22种,占色谱总流出峰
面积的94.3%。经分析鉴定,在杜衡挥发油各种成分
中,含量最高的是 1,2邻苯二酸二异辛酸二酯,为
20.47%,其次是丁香酚甲醚,为15.37%;较高的还有油
酸(13.21%)、亚油酸(12.53%)、榄香素(11.05%)、十六
碳酸(7.59%)和十八碳酸(4.36%)。
3结语
采用超临界 CO2流体萃取法从杜衡中提取挥发
油,并用气相色谱-质谱联用技术对其化学成分进行
了分析,其中鉴定出的龙脑、黄樟醚、榄香素、亚油酸、
细辛脑等5种成分与丁智慧等[4]的研究报道一致,而其
他成分如1,2邻苯二酸二异辛酸二酯、肉豆蔻醚、丁香
酚甲醚等17种属首次报道。在杜衡提取挥发油中造成
提取成分差异的原因主要是由于提取方法不同所致[5],
采用水蒸汽提取法对无极性和弱极性的各种萜烯、萜
醇类化合物及烷烃有良好的提取效果,而超临界CO2
流体萃取法对极性稍强的化合物如长链脂肪酸及酯有
明显的萃取优势。此外,在本研究中发现的肉豆蔻醚、
榄香素、丁香酚甲醚等成分具有生理活性,可能与杜衡
作具有解毒、镇痛等功能相关[1]。本研究结果表明采用
超临界CO2萃取杜衡挥发油成分,具有得率高、选择性
强的特点,为杜衡的进一步开发和利用提供参考。
参考文献:
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