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不同方法提取的菘蓝种子油的GC-MS分析



全 文 :收稿日期:2010 - 10 - 20;修回日期:2011 - 09 - 19
基金项目:陕西省科技攻关计划(2009K19 - 07)
作者简介:李 焘(1976),女,讲师,博士,主要从事药用植物资
源开发应用方面的研究工作(E-mail)litao@ snnu. edu. cn。
通信作者:王喆之,教授,博士生导师。
新 油 源
不同方法提取的菘蓝种子油的 GC -MS分析
李 焘,屈新运,王喆之
(陕西师范大学 药用资源与天然药物化学教育部重点实验室,
西北濒危药材资源开发国家工程实验室,西安 710062)
摘要:分别采用室温浸提法、超声提取法和索氏提取法制备菘蓝种子油,并结合 GC - MS 技术分析
3 种方法所得种子油的脂肪酸组成及含量变化。结果表明:索氏提取法所得种子油得率最高;3 种
方法对菘蓝种子油脂肪酸组成无明显影响;超声提取法具有提取时间短、提取效率高等特点,可以
作为制备菘蓝种子油的理想选择。
关键词:菘蓝;室温浸提;超声提取;索氏提取;气相色谱 -质谱;脂肪酸
中图分类号:TS225;TQ646 文献标志码:A 文章编号:1003 - 7969(2011)12 - 0070 - 03
GC -MS analysis of seed oils from Isatis indigotica Fort.
with different extraction methods
LI Tao,QU Xinyun,WANG Zhezhi
(Key Laboratory of Medicinal Resource and Natural Pharmaceutical Chemistry of Ministry of Education,
National Engineering Laboratory for Resource Developing of Endangered Chinese Crude Drug in
Northwest of China,Shaanxi Normal University,Xi’an 710062,China)
Abstract:Isatis indigotica Fort. seed oils were extracted by three kinds methods including solvent extrac-
tion at room temperature,Soxhlet extraction and ultrasonic extraction,and the fatty acid compositions and
oil contents were determined by GC - MS. The results showed that the highest yield was obtained by
Soxhlet extraction method;the three methods had no obvious effect on fatty acid composition;the ultra-
sonic extraction method was an ideal method for the production of seed oil from Isatis indigotica Fort.
Key words:Isatis indigotica Fort.;solvent extraction at room temperature;ultrasonic extraction;Soxhlet
extraction;GC - MS;fatty acid
菘蓝(Isatis indigotica Fort.)为十字花科(Crucif-
eraceae)菘蓝属(Isatis)的两年生草本植物,原产我
国,全国各地均有栽培;主要含有靛青、靛玉红、多种
氨基酸、谷甾醇等多种药用成分,具有清热解毒、凉血
利咽等功效,主治流行性感冒、流行性腮腺炎、流行性
乙型脑炎、急性传染性肝炎、急性胃肠炎及咽喉肿痛
等症[1 - 2]。目前,有关菘蓝化学成分及抗病毒、抗内
毒素、抗真菌等植物化学及生物活性方面的研究工作
开展的较多[3 - 4],同时还有关于菘蓝根(即板蓝根)
挥发油及脂溶性成分的 GC - MS分析研究[5 - 6],而不
同提取方法对其种子油得率及脂肪酸组成影响的研
究尚未见报道。本文采用室温浸提法、超声提取法、
索氏提取法 3种常用的提取方法,以石油醚为提取溶
剂,制备菘蓝种子油,并结合 GC - MS 技术对其脂肪
酸组成进行分析,为筛选适宜的提取方法并进一步揭
示菘蓝种子油的化学物质组成奠定基础,以期为菘蓝
种子油在医药、卫生及化妆品[7]生产方面的开发利用
提供一定的实验依据。
1 材料与方法
1. 1 主要原料、试剂
松蓝种子,购自陕西道地药材种植有限公司。本文
所述的种子为农业生产所用的种子,实为菘蓝的角果。
氢氧化钾、石油醚(60 ~ 90℃)、甲醇、苯等试剂
07 CHINA OILS AND FATS 2011 Vol. 36 No. 12
均为国产分析纯,水为超纯水。
1. 2 仪器、设备
QP2010 型气相色谱 -质谱联用仪,FW - 400A
高速万能粉碎机,Q - BKYY31 - 2000 型电热恒温鼓
风干燥箱,BT1245 型电子天平,HH - 1B 数显恒温
水浴锅,旋转蒸发仪,SHB - III 循环水式多用真空
泵,MILLIPORE 超纯水仪,索氏提取装置,KQ -
600DB型超声清洗器等。
1. 3 菘蓝种子油的提取
1. 3. 1 室温浸提法
准确称取 20. 00 g 干燥至恒重的菘蓝种子粉
末,置于 250 mL 锥形瓶中,以 200 mL 石油醚浸提
24 h,过滤,收集浸提液,旋转蒸发至恒重,得黄色半
透明油状物,称重并计算得率。
1. 3. 2 超声提取法
准确称取 20. 00 g 干燥至恒重的菘蓝种子粉
末,置于 250 mL锥形瓶中,加入 200 mL 石油醚,于
超声提取装置(40. 0 kHz,600 W)中提取 30 min(提
取过程中配以循环水调节提取温度至 50℃) ;过滤,
并收集滤液;再重复以上操作 2 次;最终合并 3 次提
取滤液,旋转蒸发至恒重,得黄色半透明油状物,称
重并计算得率。
1. 3. 3 索氏提取法
准确称取 20. 00 g 干燥至恒重的菘蓝种子粉
末,置于索氏提取器中 80℃回流提取 12 h。回收提
取液,旋转蒸发至恒重,得黄色半透明油状物,称重
并计算得率。
1. 4 脂肪酸组成分析
1. 4. 1 样品的甲酯化处理
准确采用氢氧化钾 -甲醇直接酯化法。分别称
取不同方法所得种子油各 50 mg 置于 20 mL 试管
中,加入 4. 0 mL体积比为 1∶ 1 的苯 -石油醚混合溶
剂使之溶解,再加入 0. 4 mol /L 氢氧化钾 -甲醇溶
液4. 0 mL,振荡混匀,40℃水浴 30 min,再加入 10
mL 超纯水,静置至完全分层后取上清液,丙酮稀释
100 倍后作为色谱分析试样。
1. 4. 2 GC - MS 分析条件
GC 条 件:RTX25MS 弹 性 石 英 毛 细 管 柱
(30 m ×0. 25 mm × 0. 25 μm) ;柱前压 99. 8 kPa;
载气为高纯度氦气(体积分数为 99. 999%) ,柱内载
气流量 1. 46 mL /min,分流比为 20 ∶ 1;升温程序为
从 150℃ 开始,以 15℃ /min 升至 210℃,再以
1℃ /min 升至 230℃,维持 1 min,最后以 5℃ /min
升至 260℃,维持 3 min;汽化室温度为 250℃,进样
量 1. 0 μL。
MS条件:EI 源,离子源温度 200℃,接口温度
250℃,电子能量 70 eV,倍增器电压 0. 9 kV,溶剂延
时 4 min,扫描范围 40 ~ 600 amu。
2 结果与分析
2. 1 3 种不同提取方法对菘蓝种子油得率的影响
(见表 1)
表 1 不同提取方法对菘蓝种子油得率的影响
提取方法 得率 /% 提取时间 /h
室温浸提法 14. 37 ± 0. 06 24
超声提取法 13. 85 ± 0. 12 1. 5
索氏提取法 16. 85 ± 0. 23 12
注:种子油得率表示为“平均值 ± SD”(n = 3)。
从表 1 可以看出,3 种方法所获菘蓝种子油得
率不同,大小依次为:索氏提取法 >室温浸提法 >超
声提取法,以索氏提取法的种子油得率最高。同时,
从 3 种方法制备种子油所需时间长短来看,依次为:
室温浸提法 >索氏提取法 >超声提取法,以超声提
取法所需时间最短,而室温浸提法所需时间最长。
综合考虑种子油得率和提取时间两个因素,超声提
取法可以在较短的时间内获得接近于索氏提取法的
得率。
2. 2 3种不同提取方法对菘蓝种子油脂肪酸组成的
影响
按照 1. 4方法对 3种不同提取方法所得菘蓝种子
油进行脂肪酸组成分析,总离子流图见图 1 ~图 3。
图 1 ~图 3 中各色谱峰相应的质谱图经人工解析及
NIST05. LIB 和 NIST05S. LIB 谱库检索定性,并用面积
归一化法定量分析各成分的相对含量,分析结果见
表 2。
172011 年第 36 卷第 12 期 中 国 油 脂
图 3 索氏提取法所得菘蓝种子油的总离子流图
表 2 不同提取方法对菘蓝种子油脂肪酸组成及含量的影响
化合物名称
保留时间
/min
相对含量 /%
室温
浸提
超声
提取
索氏
提取
肉豆蔻酸甲酯 4. 74 0. 08 - 0. 11
棕榈油酸甲酯 6. 39 0. 29 0. 12 0. 22
棕榈酸甲酯 6. 60 4. 55 4. 91 4. 59
亚麻酸甲酯 9. 21 24. 68 28. 37 26. 92
亚油酸甲酯 9. 29 9. 70 10. 44 9. 75
油酸甲酯 9. 36 18. 70 17. 08 16. 51
硬脂酸甲酯 9. 57 1. 85 1. 50 1. 52
9 -二十碳烯酸甲酯 13. 50 12. 02 11. 32 11. 89
花生酸甲酯 14. 29 1. 44 1. 28 1. 33
芥酸甲酯 20. 22 24. 23 23. 81 25. 00
山嵛酸甲酯 21. 16 0. 45 - 0. 46
鲨油酸甲酯 27. 73 2. 01 1. 02 1. 70
饱和脂肪酸 8. 37 7. 69 8. 01
多不饱和脂肪酸 34. 38 38. 81 36. 67
单不饱和脂肪酸 57. 25 53. 35 55. 32
由表 2 可见,3 种提取方法所得菘蓝种子油的
脂肪酸组成和含量无明显差别。研究结果显示,室
温浸提法和索氏提取法所提种子油中均检出 12 种
脂肪酸,超声提取法所得种子油中肉豆蔻酸和山嵛
酸由于含量较低而未能检出。此外,超声提取法所
得种子油中饱和脂肪酸含量为 7. 69%,为 3 种方法
最低,其次为索氏提取法(8. 01%)、室温浸提法
(8. 37%) ;对于不饱和脂肪酸而言,超声提取法所
得种子油中不饱和脂肪酸含量为 92. 16%,高于索
氏提取法(91. 99%)和室温浸提法(91. 63%)。综
合比较发现,3 种提取方法对菘蓝种子油脂肪酸组
成的影响差别不明显。因此,鉴于超声提取法对于
菘蓝种子油的品质无明显改变;通过对其提取工艺
的改善,包括提取溶剂、温度、时间、超声功率等方面
的进一步优化,可进一步提高菘蓝种子油得率,使得
该提取技术在制备菘蓝种子油方面具有较为明显的
优势。菘蓝种子油品质较好,其中的饱和脂肪酸含
量较低,而 3 种方法所得种子油的不饱和脂肪酸含
量均在 90%以上,与牟茂森等[8]的研究结果基本
一致。
另外,由表 2 还可见,芥酸(23. 81% ~ 25. 00%)
作为菘蓝种子油中含量较高的一类物质,在自然界
中广泛存在于十字花科芸苔属植物的种子油及菜籽
油中,比普通的脂肪酸分子多 4 个碳原子,难以被消
化吸收,过量摄入可能会加重人体的心血管负担,为
此,联合国粮农组织(FAO)对菜籽油中芥酸含量的
最高上限要求为不超过 5%。因此,在将菘蓝种子
油作为食用油开发利用的同时,需要对其所含芥酸
进行适当处理。
3 结 论
(1)本文初步考察了室温浸提、超声提取和索
氏提取法 3 种方法对菘蓝种子油得率的影响。研究
结果显示,不同提取方法在种子油得率方面存在差
异,以索氏提取法的得率最高,室温浸提法和超声提
取法的得率基本相当。从 3 种方法所需时间比较来
看,超声提取法所用时间远远低于其他 2 种方法,同
时超声提取法具有操作简单,溶剂消耗量小,节约能
源等优点。
(2)3 种提取方法对菘蓝种子油的脂肪酸组成
的影响差别不明显,超声提取法通过进一步改善提
取工艺条件,提高菘蓝种子油得率,有望成为有明显
优势的提取方法。
(3)在进行菘蓝种子油的综合开发利用时,可
以根据研究目的的不同,选择适宜的提取方法进行
菘蓝种子油的制备。
参考文献:
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