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Comparison of two methods for extracting volatile oil from Curcuma longa in Guangxi

广西姜黄挥发油两种提取方法的比较研究



全 文 :广 西 植 物 Guihaia 27(5):796— 800 2007年 9月
广西姜黄挥发油两种提取方法的比较研究
刘红星,陈福北,黄初升
(广西师范学院 化学系,南宁 530001)
摘 要:以广西姜黄那坡县种植的姜黄为原料 ,以水蒸汽蒸馏法和以石油醚为溶剂的索氏提取法 ,分别提取
挥发油,并用 GC-MS分析法对这些以不同加工途径获取的姜黄挥发油进行成分分析,比较了不同的加工办法
对挥发油的加工得率 、主要成分和含量的影响。研究表明:广西那坡的姜黄挥发油主要成分为 :a一姜黄烯 、芳
姜黄酮、(一)一姜烯 、p一倍半水芹烯、p一姜黄酮、a一姜黄酮、4-(1,5-二甲基一4一己烯基)-2~环己烯酮、p一没药烯。
关键词:姜黄;挥发油 ;GC—MS分析;提取方法
中图分类号 :Q946 文献标识码 :A 文章编号:1000-3142(2007)05-0796-05
Comparison 0f two methods for extracting volatile
■ l ^ - ● J ’ ■
0iI trom Curcu7 longa in Guangxi
LIU Hong-Xing,CHEN FLl_Bei,HUANG Chu-Sheng ,
(Department of Chemistry,Guangxi Teachers Education University,Nanning 530001,China)
Abstract:In this study,the volatile oil was extracted from Curcurna longa growing in Napo,Guangxi by using steam
distilation and Soxhelt method.The chemical components of the volatile oil were analyzed by GC-MS.Effect of dif—
ferent methods on yield,main components and relative contents was compared simultaneously.The result shows that
the main chemical constituents of the volatile oil are a-curcumene,(一)一Zingiberene,Ar-turmerone,p-Sesquiphel1and—
rene,~Turmerone,a—Turmerone,4一(1,5-dimethyl—hex-4一eny1)一cyclohex-2一enone,and I?-bisabolene.
Key words:Curcuma longa;volatile o.1;GC-MS;extraction method
姜黄 (Curcuma longa)为多 年生 草本 ,隶属被
子植物门、单子叶植物纲、姜科,是姜黄属植物中的
一 个品种;主产地为东南亚,在我国主要分布于陕
西、长江流域及其以南地区,栽培或野生。常用的中
药郁金、莪术和姜黄均来源于该属植物(吴德邻,
1981)。姜黄属植物应用于中药已经有数千年历史,
收载于历版《中华人民共和国药典》,其主要生物活
性成分为姜黄素类化合物和挥发油,前者具有降血
脂、抗凝、抗氧化、利胆、抗癌、抗 HIV等作用(韩婷
等,2001;Ishita等 ,2004);而后者具有 明显的祛痰 、
止咳以及预防哮喘发作的作用(李诚秀等,1998)和
抗肿瘤、抗血栓、抗菌、抗病毒等多种药理活性(梁广
等,2006),能明显抑制人急性早幼粒白血病细胞株
HL一6O,肝胚细胞癌 HepG2瘤株细胞的增殖和刺激
小鼠脾细胞的增殖(石雪蓉等,2003)。
目前,有关姜黄挥发油的提取方法主要有:水蒸
汽蒸馏法、溶剂萃取法(如超声波辅助提取法、索氏提
取法)和超临界 CO2提取等方法(梁广等,2OO6);在
GGMS分析上,在已有的研究当中,水蒸汽蒸馏法
(侯卫等 ,1999;汤敏燕等,2000;唐课文等,2004)、超
声波辅助提取法(陈晓颖,2001)和超临界 C02提取法
(吴惠勤等,2000)所得的挥发油的 GC-MS分析已见
诸报端。然而,对索氏提取法所得的姜黄挥发油进行
GC-MS分析 目前国内尚未见有相关报道,为此,本文
采用了水蒸汽蒸馏和以石油醚为溶剂的索氏提取这
两种方法对采自广西那坡县的姜黄分别提取挥发油,
收稿日期 :2006—09-30 修回日期:2007—03—27
基金项目:广西自然科学基金(0447036,0679023);广西教育厅重点项目([2003]22);广西硕士研究生科研创新项目([2006]40)[Supported by Natura
Science Foundation of Guang)d(O447O36,0679023);Key Item of Guangxi Education Department([2003]22);Scientific Research Innovation Project for
Guangxi Postgraduate(J2006]40)]
作者简介:刘红星(1954一),女,湖北武汉人,高级工程师 ,主要从事天然产物化学研究及分析测试工作。
通讯作者(Author for correspondence):博士,教授,主要从事天然产物化学研究,(E-mail)huangcs@gxtc.edu.cn。
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5期 刘红星等:广西姜黄挥发油两种提取方法的比较研究 797
并进行 C-C-MS分析,比较研究了这两种加工途径对
姜黄挥发油的性能指标、组成和含量方面的影响。
1 材料与方法
1.1姜黄样品、仪器及试剂
姜黄的根茎(采 自广西那坡县姜黄种植基地)、
索氏提 取器、Agilent GC6890N/MS5973N 气相一质
谱仪、WYA3阿 贝 折 射 仪、WYA-2S折 射 仪、
BS200S电子天平、SHB-B95型多用真空泵、电热恒
温水浴箱,RE一52A型旋转蒸发器、石油醚(分析纯,
沸点:6O一9O℃)以及一些常规的玻璃仪器 。
1.2 GC—MS测定条件
色谱条件:HP一5MS,5 苯甲基聚硅石英毛细
管柱(3o mX0.25 mm×0.125 m)色谱柱,载气为
高纯氦气。进样口温度 230℃,程序升温:柱温 100
℃进样,进样后保留 1 min,然后以 2O℃/rain升至
15O℃,再 以 4℃/min升至 200℃ ,柱后 280℃保
留2 rain。各组分的相对含量采用峰面积归一化法
进行定量。质谱条件:接口温度:250℃,电离方式:
EI,电子能量:70 eV,离子源温度:250℃,四极杆温
度:15O℃,调谐方式:标准调谐,质量扫描范围:35
~ 550 ainu,电子倍增电压:1 100V。获得的质谱数
据通过 NIST质谱图库进行检索。
表 1 不同加工途径的挥发油得率及性质
Table 1 Yield and property of volatile
oil extracted by different methods
1.3挥发油的提取
取采自广西那坡县的姜黄(已在室内自然晾干、
保存8个月),将其粉碎成 2O~4O目的粉末,分别按
以下 方 法 提 取挥 发 油 :A.水 蒸 汽 法 :取 姜 黄 粉
48.250 g以普通玻璃水蒸汽蒸馏 装置蒸馏 5 h以
上 ,至馏 出液无 明显 油珠 为 止 ,静 置 、分 液,得 油
1.176 g,测定其折光指数并进行 GC_MS分析。B.
索氏提取法:取姜黄粉 27.914 g,装进索氏提取器 ,
以 1:4(w/V)石油醚(bp.60~9O℃ ,AR),在浴温
为 9O℃的条件下索氏提取 9 h以上 ,至索 氏提取器
浸提筒内的溶液无明显颜色为止,将提取液以水泵
减压回收溶剂,得油 2.075 g,测定其折光指数并进
行 GC-MS分析。C.净油:取姜黄粉 48.048 g,按上
述 B方法索氏提取姜 黄油,然后将所得姜黄油
3.570 g以普通玻璃水蒸汽蒸馏装置蒸馏至馏出液
无明显油珠为止 ,静置、分液,得净油 2.042 g,测定
其折光指数及进行 GC—MS分析。
2 结果与讨论
这两种提取方法所得的姜黄挥发油的物化性状
见表 1。这些姜黄挥发油的气相一质谱数据通过 NIST
标准质谱图库检索,并结合参考文献(丛浦珠等,
2003;杨峻山,2005;任风莲等,2006)进行分析、鉴定。
所得结果见表 2,挥发油的总离子流量图见图 1~3。
由表 1可知,从产品的外观上:以净油及水蒸汽
法所提的挥发油的颜色最好,而姜黄净油的气味相对
较柔和。从净油的提取实验中,我们发现以索氏法提
取的挥发油含有部分不挥发性的粘性树脂状物质,所
以如果要开发姜黄挥发油下游产品,要根据具体的用
途来选择姜黄挥发油的提取方法 。
从表 2可知,通过 GC-MS分析,这三种姜黄挥发
油共分离出的55个成分,共鉴定了23个组分。这些
组分通过峰面积归一化法进行定量,计算其相对含量
(表 2)。其 中从水蒸汽蒸馏法提取 的挥发油中用色
谱共分离出 36个成分,鉴定了 16个组分,已鉴定物
质的相对含量占总含量的 76.88 ,从索氏法提取挥
发油中用色谱共分离出35个成分,鉴定了21个成分,
占总含量的89.1O ;而从净油中分离出的4O个色谱
组分中共鉴定出16个成分,占总含量的75.67 。
从表 2还知,这些姜黄挥发油中所含化学成分主
要为: 姜黄烯(7.2O 一26.O3 )、芳姜黄酮(8.2O%~
25.78 )、(一)一姜烯(0~23.92 )、,a-倍半水芹烯(O.3
~ 15.73 9/6)、,a-姜黄 酮 (0.76 ~1O.85 )、 姜黄酮
(1.97 ~l1.3O )、4一(1,5一二甲基一4一己烯基)一2一环己
烯酮(O~5.15 )、,a-没药烯(4 ~5.35 )。这三种姜
黄挥发油共有的化学成分有 19种,含量较高的为 姜
黄烯、 倍半水芹烯、芳姜黄酮、 姜黄酮、 没药烯等。
挥发油的组分与含量随加工方法的改变而有所
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图 1 水蒸汽法总离子流量图
Fig-1 Gc—M s t。ta1 i。n chromat。grams。f V。latile。il extracted fr。
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图2 索氏提取法总离子流量图
Fig.2 GC—M S total ion chromatograms of volatile oil extracted from Curcuma longa by Soxhelt method
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图 3 姜黄净油总离子流量图
Fig-3 GC—MS total ion chromatograms of absolute oil extracted from CurcumⅡlongⅡ
变化:这主要体现在(一)一姜烯、J3一倍半水芹烯、芳姜黄 酮、J3一姜黄酮、a一姜黄烯这几个组分上
,通过水蒸汽
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法获取的 A、c挥发油中没有鉴定出(一)一姜烯,而在
索氏法提取的 B挥发油中其 (一)一姜烯含量却高达
22%以上;在水蒸汽法获取的挥发油 A、c中a一姜黄
烯、芳姜黄酮含量超过 22%,但在 B中这二者的含
量明显降低,降幅达 1O ;p一倍半水芹烯与p一姜黄酮
也有类似情况 ,这些变化可能与加工方法有关 ,因为
水蒸汽蒸馏法的加工温度相对较高,高温的蒸汽与
原料长时间接触,有可能引致上述组分向热稳定性
更高的组分转变,其真正原因有待进一步研究。
均比国内文献报道的其它产地的高(谢嘉林等,1993;
侯卫等,1998;汤敏燕等,2000;周欣等,2004),这说明
那坡的姜黄含油量相对较高。在这几种挥发油中均
未鉴定出文献报道中的吉马酮、莪术醇、L-香芹醇、莪
术酮、莪术二酮、樟脑等成分(汤敏燕等,2000~吴惠勤,
2000~唐课文等,2004),但存在于同属温郁金( rf“
wenyujin)的反式大茴香脑(Cao等,2006)在这次测定
中却有发现。此外,棕榈酸、棕榈酸乙酯、 氧基没药
烯等成分在国内有关姜黄挥发油成分分析论文中尚
由表 1、2看出,这两种方法所得姜黄挥发油得率 未见报道。这些差异可能与产地不同有关。
表 2 姜黄挥发油化学组成及相对含量
Table 2 Chemical constituents and relative contents of volatile oil extracted from Curcuma longa
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