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不同提取方法对罗汉果花挥发油成分的影响



全 文 :收稿日期:2013-07-18; 修订日期:2014-03-12
基金项目:贵州省学位办项目:贵州省重点支持学科建设( No. 2011231)
作者简介:梁志远( 1959-) ,女( 汉族) ,福建南安人,贵州师范学院化学与
生命科学学院教授,学士学位,主要从事有机化学教学和药用植物成分研
究工作.
不同提取方法对罗汉果花挥发油成分的影响
梁志远1,2,甘秀海2,3,干正洋1,2,周 玫2,3
(1.贵州师范学院药用植物研究所,贵州 贵阳 550018;
2.贵州师范学院化学与生命科学学院,贵州 贵阳 550018;
3.贵州师范学院,贵州省生物资源开发利用特色重点实验室,贵州 贵阳 550018)
摘要:目的 比较 3 种提取方法对罗汉果花挥发油成分的影响。方法 采用水蒸气蒸馏法、超临界 CO2 流体萃取法和顶
空固相微萃取法提取罗汉果花挥发油,用气相色谱 -质谱法( GC - MS) 对其成分进行鉴定,并用峰面积归一化法测定各
组分相对含量。结果 从罗汉果花挥发油中共鉴定出 86 个成分,3 种提取方法只有 α -法呢烯 1 个共有成分,各自独有成
分分别有 27、11 和 21 个,各占其相对含量的 22. 16%、12. 09% 和 49. 65%。结论 3 种方法提取的挥发油在成分和含量
上存在很大差异。
关键词:罗汉果花; 挥发油; 提取方法; 气相色谱 -质谱法
DOI标识:doi: 10. 3969 / j. issn. 1008-0805. 2014. 07. 026
中图分类号:R284. 2 文献标识码:A 文章编号:1008-0805( 2014) 07-1602-03
Effects of volatile oil components from the Siraitia grosvenorii flowers by different extrac-
tion methods
LIANG Zhi-yuan1,2,GAN Xiu-hai2,3,GAN Zheng-yang1,2,ZHOU Mei2,3
( 1. The Research Institute of Medicinal Plant,Guizhou Normal College,Guiyang,Guizhou 550018,China;
2. The School of Chemistry and Life Science,Guizhou Normal College,Guiyang,Guizhou 550018,China;
3. Guizhou Bioresource Development and Utilization Key Laboratory,Guizhou Normal College,Guiyang,Guizhou
550018,China)
Abstract: Objective To compare volatile components of the Siraitia grosvenorii flowers by three extraction methods.
Methods The volatile oils were extracted by steam distillation,supercritical CO2 fluid extraction and headspace solid - phase mi-
croextraction,their components were identified by gas chromatography - mass spectrometry ( GC - MS) ,and the relative content of
each component was detected by peak area normalization method. Results 86 components of volatile oil from the Siraitia grosve-
norii flowers were identified,only α - farnesene was the common component of three methods,their unique ingredients are respec-
tively 27,11 and 21,each with its relative content of 22. 16%,12. 09% and 49. 65% . Conclusion The composition and their
content of volatile oil from the Siraitia grosvenorii flowers are very different by three extraction methods.
Key words: Siraitia grosvenorii flowers; Volatile components; Extraction methods; GC - MS
罗汉果 Siraitia grosvenorii (Swingle)C. Jeffery 为葫芦科(Cu-
curbitaceae)罗汉果属植物,其果实又名拉汉果、红毛果、假苦瓜、
罗幌子等,是我国特有的珍贵植物和出口商品之一,尤以广西永
福、临桂、融安三县所产罗汉果品质最优。罗汉果味甘、性凉,具
有清热解暑、化痰止咳、凉血舒骨、清肺润肠和生津止渴等功效,
可治急慢性气管炎、咽喉炎、支气管哮喘、百日咳、胃热、便秘、急
性扁桃体炎等症[1]。现代医学证明,罗汉果还有抗氧化、降血
糖、降血脂、提高免疫力,防治冠心病、血管硬化、肥胖症的作
用[2 ~ 6],使得罗汉果成为人们研究的热点。有关罗汉果果实的化
学成分、挥发性成分、提取物的药理等研究已见报道,但罗汉果花
的挥发性成分研究未见文献报道。
水蒸气蒸馏法是提取挥发油的传统方法,因设备简单、易操
作、成本低,是目前研究挥发油使用最多的方法之一。超临界
CO2 流体萃取法因萃取温度低,可以有效保护精油中热敏性、易
氧化分解成分不被破坏,保持精油原有成分和品质。顶空固相微
萃取法是近来出现的一种新型无溶剂样品预处理技术,与 GC -
MS联用,能快速、高效地进行样品的提取、分离和分析。本实验
采用水蒸气蒸馏法、超临界 CO2 流体萃取法和顶空固相微萃取
法提取罗汉果花挥发油,用 GC - MS 进行分析和鉴定,并对结果
进行比较分析研究。旨在阐明罗汉果花挥发油成分,了解不同提
取方法对其成分的影响,以期为罗汉果花挥发油的进一步研究和
利用提供科学依据。
1 材料与仪器
1. 1 药材 罗汉果花购于广西永福,经贵州师范学院化学与生命
科学学院朱富寿教授鉴定为罗汉果 Siraitia grosvenorii 的花,凉干
备用。
1. 2 仪器 HP6890 /5975C GC - MS联用仪(美国安捷伦公司);
手动固相微萃取装置(美国 Supelco 公司),2cm - 50 /30μm
DVB/CAR/PDMS StableFlex 萃取纤维头[西格玛奥德里奇(上
海)贸易有限公司];HA231 - 50 - 013 超临界 CO2 流体萃取仪
(南通市华安超临界萃取设备有限公司);98 - 1 - B 型电子调温
电热套(天津泰斯特公司);DLSB - 10 / - 20 低温冷却液循环泵
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(郑州长城科工贸仪器有限公司);挥发油提取器(沈阳佳意佳玻
璃仪器公司);XFB - BC 高速万能粉碎机(长沙市雨花区中诚制
药机械厂)。
1. 3 试剂 CO2 为医用级,正己烷、无水硫酸钠等均为分析纯。
2 方法
2. 1 挥发油的提取
2. 1. 1 水蒸气蒸馏法 取剪碎的罗汉果干花 250 g,置于 2000 ml
圆底烧瓶中,加入 800 ml 去离子水,用挥发油提取器收集挥发
油,蒸馏 5 h后用少许正己烷冲洗挥发油提取器,无水硫酸钠干
燥,在 50 ℃下减压除尽正己烷,得无色透明具有特殊香味的油状
物,置于冰箱备用。
2. 1. 2 超临界 CO2 流体萃取法 取剪碎的罗汉果干花 10 g 投入
萃取釜中,选定萃取条件与孔祥勇等[7]的方法相近,即为:萃取
压力 33 MPa,温度 42 ℃,时间 60 min,流量 30 L /h,得无色透明
具有特殊香味的油状物,置于冰箱备用。
2. 1. 3 顶空固相微萃取法 采用徐美玲等[8]的方法。取剪碎的
罗汉果干花 10 g,置于 50 ml固相微萃取仪采样瓶中,插入装有 2
cm - 50 /30 μm DVB/CAR/PDMS StableFlex 纤维头的手动进样
器,在 85℃顶空萃取 30 min,取出快速移出萃取头并立即插入气
相色谱仪进样口(温度 250℃)中,热解析 3 min进样。
2. 2 检测条件
2. 2. 1 气相色谱条件 色谱柱为 ZB - 5MSI 5% Phenyl - 95%
DiMethylpolysiloxane (30m × 0. 25 mm ×0. 25μm)弹性石英毛细管
柱,柱温 45 ℃(保留 2min),以 4 ℃ /min 升温至 220℃,保持 2
min;汽化室温度 250℃;载气为高纯 He(99. 999%);柱前压 7. 62
psi,载气流量 1. 0 ml /min;分流比 20∶ 1,溶剂延迟时间:1. 5 min。
2. 2. 2 质谱条件 离子源为 EI 源;离子源温度 230℃;四极杆温
度 150 ℃;电子能量 70 eV;发射电流 34. 6 μA;倍增器电压 1264
V。接口温度 280 ℃;质量范围 20 ~ 450 amu。
固相微萃取法挥发油的气相色谱条件仅在载气流量“不分
流进样”这点不同外,其余完全一样。
3 结果
3. 1 罗汉果花挥发油成分的总离子流图 按上述实验条件对 3
种方法提取的罗汉果花挥发油成分进行分析测试,总离子流见
图 1 ~ 3。
图 1 水蒸气蒸馏法的 GC - MS总离子流图
图 2 超临界液体 CO2 萃取法的 GC - MS总离子流图
图 3 顶空固相微萃取法的 GC - MS总离子流图
3. 2 不同提取方法罗汉果花挥发油的成分分析 结合计算机谱
库(NIST2005,WILEY275)检索,对化合物进行人工图谱解析,确
定挥发性成分,用色谱峰面积归一化法进行计算求得各化学成分
的相对质量分数。结果见表 1。
表 1 不同提取方法提取的罗汉果花挥发性成分的分析结果
序号 化合物名称 分子式
相对含量(%)
水蒸气
提取
超临界液体
CO2萃取
顶空固相
微萃取
1 3 -甲基 -1 -丁醇 C5H12O - - 0. 67
2 2 -甲基 -1 -丁醇 C5H12O - - 0. 79
8 乙酸 C2H4O2 - 0. 13 -
4 己醛 C6H12O 0. 14 - 1. 55
5 2 -己烯醛 C6H10O - - 1. 16
6 Z -3 -己烯 -1 -醇 C6H12O 0. 30 - 6. 85
7 Z -2 -己烯醇 C6H12O - - 1. 99
8 1 -己醇 C6H14O - - 0. 94
9 苯乙烯 C8H8 - - 1. 46
10 2 -乙基苯酚 C8H10O - - 0. 92
11 2 -甲基 -1 -乙酰基环戊烯 C8H12O - - 1. 01
12 苯甲醛 C7H6O - - 2. 94
13 1 -辛烯 -3 -醇 C8H16O - - 2. 75
14 6 -甲基 -5 -庚烯 -2 -酮 C8H14O 0. 23 - 3. 22
15 2 -戊基呋喃 C9H14O - - 4. 09
16 α -厚苧烯崖柏烯 C10H16 - - 1. 38
17 p -甲基异丙苯 C10H14 - - 2. 06
18 柠烯 C10H16 - - 3. 73
19 苯甲醇 C7H8O - - 9. 37
20 (E)-芳樟醇氧化物 C10H18O2 1. 01 - 1. 36
21 1,4 -薄荷二烯 C10H16 - - 3. 88
22 (Z)-芳樟醇氧化物 C10H18O2 0. 97 - 1. 91
23 L -沉香醇 C10H18O 14. 83 - 24. 16
34 α -异松油烯 C10H16 1. 69 - -
25 乙酸苄酯 C9H10O2 0. 67 - -
26 十二烷 C12H26 - - 4. 28
27 α -萜品醇 C10H18O 1. 44 - -
28
3,7 -二甲基 -1,5 -
辛二烯 -3,7 -二醇
C10H18O2 - 0. 22 -
29 橙花醇 C10H18O 0. 39 - -
30 莽牛儿醇 C10H18O 0. 78 - -
31 (E)-柠檬醛 C10H16O 0. 10 - -
32 (E)-茴香脑 C10H12O 0. 16 - -
33 (E,E)-2,4 -癸二烯醛 C10H16O - 0. 29 -
34 十三烷 C13H28 - - 2. 82
35 2 -甲基丙酸苄酯 C11H14O2 0. 15 - -
36 双烯丙基化三硫 C6H10S3 - - 0. 86
37 (E,Z)-2,4 -癸二烯醛 C10H16O - 0. 42 -
38 α -可巴烯 C15H24 0. 16 - -
39 异戊酸苯酯 C12H16O2 0. 20 - 1. 06
40
3,7 -二甲基 -1 -辛烯 -
3,6,7 -三醇
C10H20O3 - 1. 56 -
41 甲基丁香油酚 C11H14O2 0. 12 - -
42 α -毕澄茄烯 C15H24 - - 0. 62
43 壬酸甲酯 C10H18O2 0. 12 - -
44 橙花基丙酮 C13H22O 0. 35 - -
45 α -紫穗槐烯 C15H24 0. 30 - -
46 α -衣兰油烯 C15H24 0. 32 - -
47 α -法呢烯 C15H24 0. 53 0. 15 2. 44
48 γ -毕澄茄烯 C15H24 0. 60 - -
49 δ -毕澄茄烯 C15H24 0. 40 - 0. 61
50 (E)-法呢醇 C15H26O 0. 65 - -
51 (E,Z)-法呢醇 C15H24O 0. 83 - -
52 d -橙花叔醇 C15H26O 0. 53 - -
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LISHIZHEN MEDICINE AND MATERIA MEDICA RESEARCH 2014 VOL. 25 NO. 7 时珍国医国药 2014 年第 25 卷第 7 期
续表 1
序号 化合物名称 分子式
相对含量(%)
水蒸气
提取
超临界液体
CO2萃取
顶空固相
微萃取
53 (E)-3 -苯甲酸己烯酯 C13H16O2 1. 33 - -
54 石竹烯氧化物 C15H24O 1. 11 - -
55 雪松醇 C15H26O - - 1. 93
56 α -杜松醇 C15H26O 2. 01 - -
57 T - Muurolol C15H26O 2. 19 - -
58 苯甲酸苄酯 C14H12O2 1. 05 - -
59 十五烷酸甲酯 C16H32O2 0. 17 - -
60
6,10,14 -三甲基 -
2 -十五烷酮
C18H36O 0. 47 - -
61 咖啡因 C8H10N42 - 2. 67 -
62 十五烷酸 C15H302 0. 86 - -
63 棕榈酸甲酯 C17H34O2 5. 51 0. 11 -
64 棕榈酸 C16H32O2 15. 12 6. 35 -
65
3,7,11 -三甲基 -1,6,10 -
十二碳三烯 -3 -醇
C15H26O 10. 11 1. 05 -
66 10 -二十一碳烯 C21H42 - 0. 21 -
67 亚油酸甲酯 C19H34O2 1. 77 0. 14 -
78 油酸甲酯 C19H36O2 - 0. 20 -
79 亚麻酸甲酯 C19H32O2 4. 56 - -
70 十八碳酸甲酯 C19H38O2 0. 74 - -
71 亚油酸 C18H32O2 4. 03 13. 69 -
72 十八碳酸 C18H36O2 1. 01 3. 46 -
73 (Z)-9 -二十三碳烯 C23H46 5. 29 2. 47 -
74 二十三烷 C23H48 2. 23 1. 11 -
75 二十四烷 C24H50 1. 08 0. 32 -
76 二十五烷 C25H52 2. 82 1. 47 -
77 Octoil辛基油 C24H38O4 - 0. 39 -
78 二十六烷 C26H54 0. 70 0. 15 -
79 二十七烷 C27H56 1. 52 3. 00 -
80 二十八烷 C28H58 0. 67 0. 89 -
81 角鲨烯 C30H50 0. 57 0. 70 -
82 二十九烷 C29H60 1. 30 14. 71 -
83 三十烷 C30H62 0. 44 2. 01 -
84 三十一烷 C31H64 0. 71 27. 90 -
85 三十二烷 C32H66 - 1. 56 -
86 三十三烷 C33H68 - 4. 44 -
合计 97. 34 91. 77 92. 81
3. 3 结果分析 由表 1 可知,从 3 种方法提取的罗汉果花挥发
油中共分离鉴定出相对含量大于 0. 10%的挥发性成分 86 个,其
中水蒸气蒸馏法所提挥发油中分离鉴定出 54 个成分,占总相对
含量的 97. 34%,主要成分为 L - 沉香醇(14. 83%),棕榈酸
(15. 12%),3,7,11 - 三甲基 - 1,6,10 - 十二碳三烯 - 3 - 醇
(10. 11%),(Z)- 9 - 二十三碳烯(5. 29%),亚麻酸甲酯
(4. 56%)和亚油酸(4. 03%);超临界 CO2 流体萃取法提取的挥
发油中分离鉴定出 29 个成分,占总相对含量的 91. 77%,主要成
分为三十一烷(27. 90%),亚油酸(13. 69%),棕榈酸(6. 35%),
硬脂酸(3. 45%)和二十七烷(3. 00%);顶空固相微萃取法提取
的挥发油中分离鉴定出 30 个成分,占总相对含量的 92. 81%,主
要成分为 L -沉香醇(24. 16%),苯甲醇(9. 37%),Z - 3 -己烯
- 1 -醇(6. 85%),2 -戊基呋喃(4. 09%),十二碳烯(4. 28%)
和 1,4 -薄荷二烯(3. 88%)。
另外,3 种提取方法只有 α -法呢烯 1 个共有成分。水蒸气
蒸馏法与超临界 CO2 流体萃取法共有成分 19 个,各占其相对含
量的 55. 94%和 79. 83%,主要成分亚油酸和棕榈酸[9]各占其相
对含量的 19. 15%和 20. 04%;水蒸气蒸馏法与顶空固相微萃取
法共有成分 8 个,各占其相对含量的 18. 41%和 42. 10%。3 种方
法分别有 27、11、21 个成分是各自特有的,各占其相对含量的
22. 16%、12. 09% 和 49. 65%。
4 讨论
3 种方法提取的罗汉果花挥发油在组分和含量上差别较大。
水蒸气蒸馏法提取的挥发性成分个数最多,但从 GC - MS结果来
看,保留时间靠前的成分相对较少,可能是该法长时间回流使低
沸点不稳定成分损失所致。超临界 CO2 流体萃取法与传统的水
蒸气蒸馏法所提挥发油在组成和含量上比较接近。顶空固相微
萃取法与其余两种方法相比虽然提出的罗汉果花挥发油成分数
量偏少,但有 21 个独有成分,占其相对含量达 49. 65%,几乎不
含烷烃,GC - MS分析显示出峰时间早而集中(21s 前),说明该
法提出的低沸点成分相对较多。
水蒸气蒸馏法挥发油回收率高,但不利于热敏性、易氧化成
分的提取。超临界 CO2 流体萃取法恰好弥补这点不足,同时 CO2
无毒,不残留有机溶剂,产品纯天然,节约大量有机溶剂,减少环
境污染[10],但设备费用投资大,操作技术要求较高。顶空固相微
萃取法由于在密闭、短时的条件下提取,因此,用于植物挥发性成
分提取,尤其对一些微量、热敏性挥发成分分析显示出优势。3
种提取挥发油的方法各有千秋。通过综合分析 3 种方法的提取
结果,能使我们更全面透彻地了解罗汉果花挥发油的化学成分。
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