全 文 :八角果实及枝叶亚临界 CO2萃取挥发油化学成分的 GCMS分析
缪剑华1,郭 勇1,宋芸娟1,肖培根2
(1.广西药用植物园,广西 南宁 530023;
2.中国医学科学院 中国协和医科大学 药用植物研究所,北京 100094)
[收稿日期] 20070724
[基金项目] 国家科技攻关计划“西部开发”重大项目(2005B
A901A09)
[通讯作者] 缪剑华,Tel:(077)15601139,Fax:(077)15611352,E
mail:mjh1962@vip.163.com
八角 IliciumverumHook.f.,为木兰科八角属
植物,又叫八角茴香(《本草纲目》)、大茴香、唛角
(广西壮语),是我国南方重要的“药食同源”经济树
种,主产于广西,福建、广东,云南也有部分种植[1]。
八角是我国传统著名的调味香料,也供药用,其味
辛、性温,有祛风理气、和胃调中、温阳散寒、理气止
痛等功效,用于中寒呕逆、腹部冷痛、胃部胀闷等
症[13]。近年来的研究表明,八角还具有较好的抑
菌、镇痛、杀虫活性及抗自由基氧化等作用[48]。
八角果实、枝、叶中均含芳香油,称八角茴香油,
不但在香精和食品工业应用广泛,在医药上也广泛
用作健胃剂,以及合成雌激素己烷雌酚的原
料[1,3,48]。长期以来生产上都是采用水蒸气蒸馏法
提取八角茴香油,得率低、耗时耗能,且由于蒸馏过
程中温度高、受热时间长,部分呈香物质容易被分
解,所得产品难以保持原有的天然芳香和天然色调。
采用超临界 CO2萃取技术则能较好的解决上述矛
盾[9,10],但由于萃取压力高、设备投资大、仪器运行
消耗的能源和 CO2费用高,严重制约着超临界 CO2
萃取工业化生产八角茴香油的发展。为降低设备投
资和生产成本,本试验采用二因素随机区组实验筛
选萃取压力较低的亚临界CO2萃取八角茴香油的最
佳条件,并结合气相色谱质谱技术[11,12]对从八角果
实、枝、叶中所得茴香油进行成分分析,以期为亚临
界CO2工业化生产八角茴香油提供依据。
1 仪器与材料
HL5+1L/50ⅡAQ型超临界CO2萃取装置(杭
州华黎泵业有限公司);CP-3800型气相色谱仪
(美国VARIAN公司);Saturn2000型离子阱质谱仪
(美国VARIAN公司);DHG-9240A型电热鼓风恒
温干燥箱(上海精密试验设备有限公司);水分测定
器(500mL)(上海建强玻璃仪器有限公司);CO2
(纯度≥999%,水分含量≤20×10-6);高纯氦
(纯度≥9999%);无水乙醇(分析纯);无水硫酸
钠(分析纯)。八角果实、枝条、叶片采自广西壮族
自治区防城港市十万林场。经广西药用植物园资源
室主任余丽莹副研究员鉴定为木兰科八角属植物八
角I.verum的果实。
2 方法
2.1 原料的干燥
将八角鲜果、枝条和叶片置于 60℃烘箱中烘
干,采用《中国药典》2005年版一部附录Ⅸ H甲苯
法测定水分法[3]测定其水分含量。控制原料水分
含量为50%,粉碎,过20目筛,密封保存于干燥器
中以备亚临界CO2萃取用。
2.2 八角茴香油的亚临界CO2萃取提取
以八角干燥果粉为实验材料,在采用正交实验
筛选出的最佳超临界 CO2萃取工艺的基础上,保持
分离釜温度和压力不变,进一步对萃取温度和萃取
压力进行二因素随机区组实验设计,以期筛选出萃
取压力更低的最佳亚临界CO2萃取条件。控制分离
釜Ⅰ压力为7MPa、温度为30℃,分离釜Ⅱ压力5
MPa,温度25℃,萃取时间20h,以得油率为考察
指标,每个实验方案重复3次。极差分析表明,采用
亚临界CO2萃取法萃取八角茴香油,对茴香油得率
的影响程度大小为:萃取温度 >萃取压力;经 LSD
法进行显著性检验,T1P2萃取方案八角茴香油的得
率极显著的高于其余萃取方案,为最佳的亚临界
CO2萃取方案,即亚临界 CO2萃取八角茴香油的最
佳萃取温度为25℃、萃取压力 7MPa、解析压Ⅰ7
MPa、解析温度Ⅰ30℃、解析压力Ⅱ5MPa、解析温
度Ⅱ25℃,萃取时间20h。
分别称取八角干燥果粉、枝粉和叶粉200g,在
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第33卷第9期
2008年5月
中 国 中 药 杂 志
ChinaJournalofChineseMateriaMedica
Vol.33,Issue 9
May,2008
上述最佳萃取条件下萃取,收集萃取物,于室温下自
然解冻后,计算八角果实、枝条、叶片的得油率分别
为1258%,176%,311%。用无水硫酸钠脱水,
精密称取脱水后的茴香油10000g,加入3mL无
水乙醇(分析纯),超声波震荡10min后用045μL
孔径的微孔滤膜过滤,收集滤液供GCMS分析用。
2.3 八角茴香油的GCMS分析
2.3.1 GCMS分析条件 CPwax52毛细管色谱柱
(025mm×30m,025μm),载气为高纯氦气
(99999%),流速10mL·min-1,进样口温度260
℃,进样量 1μL,分流比为 50∶1。起始柱温为 80
℃,保留2min,然后以5℃·min-1升温至250℃,
保留14min,总分析时间为50min。采用EI电离方
式,电子能量70eV,离子阱温度230℃,质量扫描
范围m/z40~350,质谱检测时间05~50min,GC
MS传输杆温度为280℃。
2.3.2 八角茴香油的 GCMS分析 以 EI为电离
源,对采用亚临界CO2萃取的八角果实、枝条和叶片
所得茴香油进行 GCMS分析,并采集所得质谱图,
通过SaturnGCMSWorkstation(Version552)工作
站,运用NISTLibrary(2002版)与 Saturn标准谱库
对质谱数据进行检索,并结合参考文献对检出成分
进行定性分析。依据总离子流色谱图中的色谱峰面
积,按面积归一化法来计算茴香油中各成分的相对
含量。
分别从果实、枝条、叶片萃取所得茴香油中鉴定
出了82,55和56种化合物,被鉴定化合物的峰面积
分别占总峰面积的9895%,9855%,9392%。从
果实萃取所得茴香油中萜类化合物相对质量百分数
为 508%,芳香族化合物相对质量百分数为
9432%,非萜类脂肪族化合物相对质量百分数为
06067%;从枝条萃取所得茴香油中萜类化合物占
135%,芳香族化合物占9755%,非萜类脂肪族化
合物111%;从叶片萃取所得茴香油中萜类化合物
占总量的228%,芳香族化合物占9488%,非萜类
脂肪族化合物占294%。3种原料所得茴香油中均
是芳香族化合物的相对含量最高(占总量的90%
以上),为亚临界CO2萃取八角果实、枝条、叶片所得
茴香油的最主要构成物质。
3 结果与讨论
根据八角茴香油的国际标准[ISO11016:1999
(E)][13]和出口八角茴香油标准(SN/T0039
1992)[14],反式茴香脑为八角茴香油的最主要化学
成分和呈香物质,也是八角茴香油质量的最主要评
价指标,在亚临界 CO2萃取八角果实、枝条、叶片所
得茴香油中,反式茴香脑的相对质量百分数分别为:
912178%,899853%,898743%,均达到标准规
定(≥86%),表明采用亚临界 CO2萃取,无论是八
角果实、枝条还是叶片,所得茴香油的品质均较好。
在 八 角 茴 香 油 中,反 式α香 柠 檬 烯
(01953%)、β石竹烯(02775%)、顺式茴香脑
(0413 6%)、草 蒿 脑 (0154 7%)、茴 香 醛
(02660%)和小茴香灵(10412%)等6种化合物
是构成茴香油特殊香味的主要化合物,也是上述标
准规定的衡量八角茴香油天然芳香度的重要呈香物
质(本研究中6种成分含量均达标);但在八角枝条
萃取 所 得 茴 香 油 中,只 检 测 到 顺 式 茴 香 脑
(17231%)、草 蒿 脑 (0030 5%)、茴 香 醛
(08622%)和小茴香灵(13289%)等 4种化合
物,在八角叶片萃取所得茴香油中,也只检测到顺式
茴香脑(19135%)、草蒿脑(03265%)、茴香醛
(06976%)和小茴香灵(12797%)4种化合物。
表明以果实为原料萃取所得茴香油芳香气味更丰
富、更接近八角的真实风味,而以枝条和叶片为原料
萃取所得茴香油的芳香度稍差。
从茴香油的得率来看:以果实为原料,得油率可
达1252%,远高于目前生产上采用水蒸气蒸馏法
提取八角茴香油4%~6%的得油率,以枝条和叶片
为原料得油率分别为176%和311%,也远高于水
蒸气蒸馏法不足1%的得油率,且茴香油的芳香味
明显较水蒸气蒸馏法所得茴香油更浓郁,更接近八
角的真实香味。
综上所述,采用亚临界CO2萃取,八角茴香油的
品质好、天然芳香度高、得油率远高于目前生产上采
用的水蒸气蒸馏法。同时,由于大幅度降低了萃取
压力(仅7MPa),设备投资及仪器运行成本均较超
临界CO2萃取低,克服了生产成本过高这一制约超
临界CO2萃取工业化生产八角茴香油的瓶颈问题,
在生产上推广利用前景广阔。尽管以枝条和叶片为
原料得油率远较以果实为原料低,但枝叶生物量大、
采收周期长、原料成本低廉,可作为市场上八角果实
供应不足或价格过高时的备用原料。
[参考文献]
[1] 中国科学院中国植物志编辑委员会.中国植物志[M].第30
·1901·
第33卷第9期
2008年5月
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[13] Internationalstandardoilofstaranise,Chinesetype(Ilicium
verumHook.f.)[S].ISO11016:1999(E).
[14] 中华人民共和国专业标准.出口八角茴香油[S].SN/T0039
1992.
[责任编辑 王亚君]
[收稿日期] 20070726
[基金项目] 国家自然科学基金项目(30560190)
[通讯作者] 美丽万·阿不都热依木,Tel:13899879068,E
mail:meiliwan@126.com
维药老鼠瓜中白花菜苷的含量测定
美丽万·阿不都热依木1,姜丽娟1,阿吉艾克拜尔·艾萨2
(1.新疆医科大学 药学院,新疆 乌鲁木齐 830054;
2.中国科学院 新疆理化技术研究所 新疆植物资源化学重点实验室,新疆 乌鲁木齐 830011)
老鼠瓜 CapparisspinosaL.为白花菜科山柑属
植物,又名槌果藤、刺山柑、野西瓜。在我国主要分
布在新疆、甘肃和西藏[1]。其味辛苦,性温,具有祛
风、散寒、除湿、止痛、调经、消肿的作用,维吾尔医用
老鼠瓜治疗风湿性关节炎和痛风。现代药理学研究
表明,老鼠瓜水提物具有保肝、降糖、降血脂、抗菌和
清除自由基等作用。白花菜苷是老鼠瓜的主要成
分[2,3],本研究对白花菜苷建立了的高效液相色谱
分析方法,并以此为基础,考察测定了新疆7个不同
产地老鼠瓜不同部位中该成分含量的变化。
1 仪器与试药
SHIMADZULC-20A高效液相色谱仪(日本岛
津公司),SHIMADZUSPD-M20A紫外检测器(日
本岛津公司),电子分析天平(德国 Sartorius公司),
KQ-20KDE高功率数控超声波清洗器(昆山市超
声仪器有限公司)。白花菜苷对照品(自制,HPLC
检测其纯度为995%)。甲醇和乙腈为色谱纯,其
他试剂均为分析纯,水为重蒸馏水。
老鼠瓜药材分别于2007年6月采集于新疆7
个不同产地,经中国科学院新疆生态与地理研究所
标本馆克里木研究员鉴定为白花菜科山柑属植物老
鼠瓜C.spinosa。药材于100℃干燥4h,粉碎过40
目筛后,置干燥器内备用。
2 方法和结果
2.1 色谱条件 PhnomenexODS柱(46mm×250
mm,5μm);流动相甲醇0002mol·L-1氯化钾水
溶液(15∶85);流速08mL·min-1;检测波长224
nm;柱温25℃。色谱图见图1。
图1 白花菜苷及老鼠瓜药材高效液相色谱图
A.白花菜苷;B.药材;1.白花菜苷
2.2 供试品溶液的制备 取样品01g,精密称定,
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中 国 中 药 杂 志
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