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Orthogonal experiment using SFE-CO2 in extraction of essential oil from fresh Houttuynia cordata and analysis of essential oil by GC-MS

冻干鲜鱼腥草超临界CO2流体萃取工艺和提取物GC-MS分析



全 文 :冻干鲜鱼腥草超临界 CO2流体萃取工艺
和提取物 GCMS分析
孟 江1,2,董小萍3,周毅生2,姜志宏1,梁士贤1,赵中振1
(1.香港浸会大学 中医药学院,香港;
2.广东药学院 中药学院,广东 广州 510000;
3.成都中医药大学 药学院,四川 成都 610081)
[摘要] 目的:优选超临界CO2流体萃取冻干鲜鱼腥草提取物的工艺,分析冻干鲜鱼腥草提取物的组成。方
法:以甲基正壬酮含量为指标,采用正交试验法对超临界CO2流体萃取冻干鲜鱼腥草提取物的条件进行了优选,并
用GCMS法对提取物成分进行分析。结果:最佳萃取工艺:萃取压力15000kPa,萃取温度35℃,萃取时间20min。
鉴定了冻干鲜鱼腥草提取物中出38种成分,并测定了其相对含量。结论:该工艺合理,能够有效保证提取物的质
量。
[关键词] 超临界CO2流体萃取;冻干鲜鱼腥草;正交实验,GCMS分析
[中图分类号]R284.2 [文献标识码]A [文章编号]10015302(2007)03021503
[收稿日期] 20050801
[通讯作者] 赵中振,Tel:(00852)34112424,Email:zzzhao@
hkbu.edu.hk
  鱼腥草为三白草科 Saururaceae蕺菜属植物蕺
菜HoutuyniacordataThunb.的地上部分[1],也是卫
生部l998年公布的药食两用的一种植物。鱼腥草
具有清热解毒、消肿排脓、利尿涌淋及止痰化咳等功
效,并对多种细菌有抑制作用[2]。现代药理研究表
明新鲜鱼腥草的水蒸气蒸馏物对单纯疱疹Ⅰ型病毒
(HSVⅠ)、流感病毒和人体免疫缺乏Ⅰ型病毒
(HIVⅠ)有直接抑制活性,且无细胞毒性[3]。对鱼
腥草挥发油化学成分及提取工艺的研究已有一些报
道[4,5],但多以鱼腥草干品为材料,且仅以挥发油出
油率为指标来评价工艺。本课题组曾对鲜鱼腥草
GCMS,HPLCMS指纹图谱方面进行研究报道[6,7],
现以甲基正壬酮为指标成分,利用超临界 CO2流体
萃取研究了冻干鲜鱼腥草的提取物的提取工艺,并
对其成分进行GCMS分析,以期为鲜药的临床应用
与开发提供科学依据。
1 仪器与试药
SFXTM2-10型超临界萃取分析仪(美国 ISCO
公司),QP2010气质联用仪 (美国惠普公司),Model
77530冷冻干燥机(瑞士LABCONCO公司)。
甲基正壬酮对照品(批号08349501,中国药品
生物制品检定所),正十八烷(批号030210,中国同
济微量元素研究所),其他试剂均为分析纯。
鱼腥草新鲜全草样品于2004年8月采集于四
川雅安鱼腥草GAP栽培种植基地,原植物经香港浸
会大学邬家林教授鉴定。新鲜药材先保存于

20
℃冰柜中,预冻12h,然后冷冻干燥48h。冻干品取
出后密闭保存(经测定药材冻干品的含水量约为
4%~6%)。
2 方法与结果
2.1 气相色谱条件
DB-5ms弹性石英毛细管色谱柱(025mm×30
m,025μm)。升温程序:初始温度60℃保持10min,
以1℃·min-1至80℃,保持15min,以2℃·min-1至
200℃,以20℃·min-1至220℃,保持5min。载气为
氦气,流速08mL·min-1;进样口温度220℃。
2.2 质谱条件
离子源为EI,电离电压70eV,离子源温度200
℃,溶剂延迟时间,7min,质谱扫描范围 m/z40~
400;扫描周期05s。
2.3 超临界CO2流体萃取及含量测定
2.3.1 正交试验优化萃取条件 参考有关文献[8],
影响CO2超临界流体萃取效果的主要因素有萃取压
力、萃取温度和萃取时间,以此3者作为考察因素,并
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第32卷第3期
2007年2月
         
    中 国 中 药 杂 志
ChinaJournalofChineseMateriaMedica
       
Vol.32,Issue 3
February,2007
结合预试验情况,每因素选取3个水平,按L9(3
4)正
交表安排试验,以甲基正壬酮含量作为衡量提取效率
的客观指标,优选最佳工艺,为了提高统计分析的可
靠性,每一条件下重复3次试验,测定结果取其平均
值供统计分析用。因素水平见表1。
表1 因素水平
水平

温度
/℃

压力
/kPa

时间
/min
1 35 15000 20
2 40 20000 30
3 45 25000 40
2.3.2 供试品溶液制备 将冷冻干燥的样品粉碎,
过40目筛,精密称取约1g,置萃取釜中。按正交设
计表条件进行萃取,将萃取物流出管通入预先放置
约含20mL醋酸乙酯的三角烧瓶中,以收集萃取物。
超临界流体流速2mL·min-1。
2.3.3 供试品中甲基正壬酮含量的测定 精密称
取甲基正壬酮对照品和正十八烷内标物加醋酸乙酯
分别配制成 237mg·mL-1的对照品标准溶液和
239mg·mL-1的内标溶液。分别吸取甲基正壬酮
对照品溶液 025,05,075,10,125,15,175
mL于10mL量瓶中,加入内标溶液100μL,并用醋
酸乙酯稀释至刻度,摇匀,以022μm微孔滤膜滤
过,各标准溶液分别无分流进样5μL,在前述色谱
条件下分析。以对照品峰面积与内标物峰面积比
(X)为横坐标,以对照品进样量质量浓度(mg·
mL-1)(Y)为纵坐标,得回归方程为Y=00553X-
00268,r=09991,结果表明甲基正壬酮在006~
040mg·mL-1呈良好线性。
各样品萃取物分别无分流进样5μL进行色谱
分析,按回归方程计算,求得各供试品中甲基正壬酮
的含量。
2.3.4 结果分析 方差分析见表2,3。正交试验
方差分析表明,因素 A(温度)对冻干鲜鱼腥草挥发
油的提取有显著影响,而因素 B(压力)、因素 C(时
间)、对冻干鲜鱼腥草提取物的提取无显著影响。
由Rj得出影响因素大小顺序为 A>C>B,由此得出
最佳工艺为A1B1C1,即在萃取压力为15000kPa、萃
取温度为35℃的条件下萃取20min。
取鱼腥草样品1kg按照理论最佳工艺A1B1C1,
进行扩大重复试验(n=3),甲基正壬酮的质量浓度
为00847mg·mL-1,试验结果一致。
       表2 正交试验结果     mg·mL-1
No. 甲基正壬酮 No. 甲基正壬酮
1 00956 6 00204
2 00535 7 00101
3 00461 8 00202
4 00198 9 00027
5 00074    
表3 方差分析表
方差来源 离均差平方和 自由度 方差 F P
A 00054 2 000268 54 <005
B 00006 2 000029 6  
C 00010 2 000050 10  
误差 00001 2 000005    
  注:F005(22)=1900,F001(22)=99
2.4 冻干鲜鱼腥草提取物的GCMS分析
取过40目筛的冷冻干燥样品约1g,按正交试
验优选超临界 CO2流体萃取的最佳条件提取,得到
提取液,在前述色谱条件下分析,经计算机检索(质
谱数据库NIST147,NIST27)及人工解析质谱并与标
准图核对,用峰面积归一化法定量测出它们的相对
含量,结果见表4。
表4 冻干鲜鱼腥草提取物的化学成分组成
峰号 化合物 分子式 
相对分
子质量
相对含量
/%
1 α水芹烯 αphelandrene C10H16 136 008
2 α蒎烯 αpinene C10H16 136 084
3 莰烯 camphene C10H16 136 002
4 β水芹烯 βphelandrene C10H16 136 1844
5 β蒎烯 βpinene C10H16 136 248
6 β月桂烯 βmyrcene C10H16 136 1395
7  1甲基4(1甲基亚乙基)环 C10H16 136 009
  己烯1methyl4(1      
  methylethylidene)cyclohexene      
8 β百里香素 βcymene C10H14 134 223
9 β萜品烯 βterpinene C10H16 136 003
10 柠檬烯 limonene C10H16 136 005
11  3,7二甲基1,3,6辛三烯 C10H16 136 79
  3,7dimethyl1,3,6octatriene      
12 罗勒烯 ocimene C10H16 136 002
13  萜品烯4醋酸酯 C12H20O2 196 152
  terpinene4acetate      
14 水合香桧烯 sabinenehydrate C10H18O 154 006
154蒈烯4carene C10H16 136 007
16 桉叶素 cineole C10H18O 154 005
17 萜品醇 βterpineol C10H18O 154 013
18  1甲基4(1甲基乙基) C10H18O 154 006
  2环己烯醇1methyl4(1      
  methylethyl)2cyclohexen1ol      
19  4甲基1(1甲基乙基)3 C10H18O 154 869
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第32卷第3期
2007年2月
         
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Vol.32,Issue 3
February,2007
续表4
峰号 化合物 分子式 
相对分
子质量
相对含量
/%
  环己烯醇4methyl1(1      
  methylethyl)3cyclohexen1ol      
20 壬醇1nonanol C9H20O 144 004
213环己烯1甲醇 C10H18O 154 002
  3cyclohexene1methanol      
22 正癸醛 decanal C10H20O 156 1046
23 十八(烷)醛 octadecanal C18H36O 268 001
24 乙酸龙脑酯 bornylacetate C12H20O2 196 003
25 甲基正壬酮2undecanone C11H22O 170 357
26 鱼腥草素 houtuyninum C12H22O2 198 851
27 十一醛 undecanal C11H22O 170 004
28 香叶醇乙酸酯 geranylacetate C12H20O2 196 044
29 月桂醛 dodecanal C12H24O 184 1088
30 乙酸十二酯 dodecylacetate C14H28O2 228 005
312十三烷酮 2tridecanone C13H26O 198 06
32 斯巴醇 spathulenol C15H24O 220 002
33 α毕橙茄醇 αcadinol C16H32O 240 002
34 十八烷醛 octadecanal C18H36O 268 016
352十二烷酮 2dodecanone C12H24O 184 002
36 十六酸 hexadecanoicacid C16H32O2 256 003
379二十碳烯 9eicosene C20H40 280 001
38 叶绿醇 phytol C20H40O 296 092
3 讨论
鱼腥草挥发油的提取工艺研究以往均以出油率
为指标,本研究首次用其提取物中有效成分之一甲
基正壬酮含量为指标,考察确定了超临界 CO2流体
萃取冻干鲜鱼腥草的最佳条件,所得工艺能够有效
保证挥发油的质量。
对鱼腥草的研究和开发利用,大都用鱼腥草干
品或提取挥发油制成注射剂。而鱼腥草的有效成分
鱼腥草素(癸酰乙醛)极不稳定,易氧化聚合[9],致
使鱼腥草及其制剂质量不稳定,影响临床疗效。本
研究首次用冷冻干燥方法对冻干鲜鱼腥草进行保鲜
处理,提高了有效成分的含量,为研制开发能保留鱼
腥草性、质、气、味的鲜药产品奠定基础。
[参考文献]
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OrthogonalexperimentusingSFECO2inextractionofessentialoilfrom
freshHoutuyniacordataandanalysisofessentialoilbyGCMS
MENGJiang1,2,DONGXiaoping3,ZHOUYisheng2,JIANGZhihong1,KelvinSzeYinLeung1,ZHAOZhongzhen1
(1.SchoolofChineseMedicineofHongKongBaptistUniversity,HongKong,China;
2.GuangDongPharmaceuticalUniversity,Guangzhou510000,China;
3.ChengduUniversityofTraditionalChineseMedicine,Chengdu610081,China)
[Abstract] Objective:TooptimizetheextractionprocedureofessentialoilfromHcordatausingtheSFECO2andanalyzethe
chemicalcompositionoftheessentialoil.Method:TheextractionprocedureofessentialoilfromfreshHcordatawasoptimizedwith
theorthogonalexperiment.EssentialoiloffreshHcordatawasanalysedbyGCMS.Result:Theoptimizepreparativeprocedurewas
asfolow:essentialoilofHcordatawasextractedatatemperatureof35℃,pressureof15000kPafor20min.38chemicalcompo
nentswereidentifiedandtherelativecontentswerequantified.Conclusion:Theoptimumpreparativeprocedureisreliableandcan
guaranteethequalityofessentialoil.
[Keywords] SCCO2;freshHoutuyniacordata;orthogonalexperiment;GCMS [责任编辑 鲍 雷]
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第32卷第3期
2007年2月
         
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