水蒸气蒸馏法与超临界CO_2萃取法提取薄荷油的化学成分比较

1、第27卷第1期2007年2月林 产 化 学 与 工 业Che m istry and Industry of Forest ProductsV o.l 27N o .1F eb .2007水蒸气蒸馏法与超临界CO 2萃取法提取薄荷油的化学成分比较 收稿日期:2006-10-10基金项目:江苏省高技术研究资助项目(BG2003314作者简介:梁呈元(1972-,男,江西吉安人,助理研究员,博士生,主要从事药用植物资源及其利用研究;Em ai:l li angcy618yahoo .co *通讯作者:李维林,研究员,主要从事天然产物化学研究。L I ANG Cheng yuan 梁呈元1,2,佟海

2、英1,赵志强3,夏冰1,李维林1*(1.江苏省中国科学院植物研究所(南京中山植物园,江苏南京210014;2.南京农业大学生命科学学院,江苏南京210095;3.江苏省科学技术厅,江苏南京210008摘 要: 采用水蒸气蒸馏(SD 法和超临界CO 2萃取(SCDE 法从薄荷中提取挥发油,并用GC-M S 技术对其化学成分进行了分析。SD 法提取薄荷油的出油率为1.15%,SCDE 法提取薄荷油的出油率为2.43%。GC-M S 分析表明,SD 法提取的薄荷油中含44种化学成分,占总挥发油的97%以上,其中薄荷醇相对含量为69.4%;S CDE 法提取的挥发油中含38种化学成分,占总挥发油的92

3、%以上,其中薄荷醇相对含量为61.8%。关键词: 薄荷;薄荷油;水蒸气蒸馏;超临界CO 2萃取中图分类号:TQ91;R 284.2 文献标识码:A 文章编号:0253-2417(200701-0081-04Co mparison of EssentialO ils fro m M e ntha hap localyx Bri q .by Stea mD istillation and Supercritical Carbon D i ox i de Extracti onL I A NG Cheng yuan 1,2,TONG H ai ying 1,Z HAO Zh i q iang 3,X

4、 i a B i n g 1,LIW e i lin1(1.Instit ute o f Bo tany ,Ji angsu Prov i nce and t he Ch i nese A cade m y o f Sc iences ,N anji ng 210014,Chi na ;2.Co lleg e of L ife Sc iences ,N an ji ng A gr i cultural Un i v ers it y ,N an ji ng 210095,Ch i na ;3.Jiangsu Depart m ent o f Sc i ence and T echnology

5、,N anji ng 210008,Ch i naAbstrac t :Essential o ils w ere extrac ted from M ent ha ha p l o cal yx B riq .by stea m d istillati on(S D and supe rcr iti ca l CO 2ex tracti on (SCDE.The chem ical components of essenti a l o il w ere ana lyzed by G C M S .T he ex tracti on y ield of m i nt o il by S D

6、w as 1.15%,and the ex tracti on y ie l d of m i nt o il by SCDE w as 2.43%.T he resu lts o fG C -M S ana l ysis showed that 44components fro m M.hap localyx B ri q .by SD tha t composed about 97%of the tota l essentia l o i,l we re separa ted and i den tified ;and 38co m ponents from M.hap local yx

7、Br i q .by SCDE that composed about 92%of the to tal essenti a l o i,l w ere separated and i dentified .R e lati ve conten t of m ain e ffective constit uen t ,na m e l y m entho ,l in the SD o il i s 69.4%,and i n the SCDE i s 61.8%.K ey word s :M ent ha hap local yx Br i q .;m i nt o i;l steam dis

8、tillati on ;supe rcr iti ca l carbon diox i de ex tracti on薄荷(M entha hap localyx Briq .为唇形科薄荷属植物,是我国常用的传统中药之一,又是一种重要的香料植物。薄荷有疏风、散热、解毒的功效,用于治疗风热感冒、头痛、目赤、咽喉肿痛、牙痛等。薄荷茎、叶中含有挥发油,其主要有效活性成分为薄荷醇。作为大宗常用中药,仅中华人民共和国药典(2000版一部收载的含有薄荷、薄荷油及薄荷醇的常用中成药达40多种。薄荷油、薄荷醇被广泛地应用于医药卫生、日用化工、食品加工等领域。目前国内外对薄荷挥发油的提取主要以水蒸气蒸馏为主1-

9、2。作者采用水蒸气蒸馏法(SD和超临界CO 2萃取法(SCDE 分别提取薄荷油,并用GC-M S 技术对两种挥发油中的化学成分进行了分析和鉴定。1 实验部分1.1 仪器HA121-50-05型超临界萃取装置,江苏南通华安超临界萃取有限公司;安捷伦-5975型气相色谱-质82林 产 化 学 与 工 业第27卷谱(GC-M S联用仪,美国安捷伦科技公司;FZ102型植物试样粉碎机;挥发油提取器;电热套;电子天平。1.2 材料薄荷采自江苏省东台地区,经江苏省中国科学院植物研究所郭荣麟研究员鉴定为唇形科薄荷属植物薄荷(M entha hap localyx Briq.。2005年7月下旬采集薄荷地上部

10、分,阴干,切成段,粉碎。1.3 方法1.3.1 水蒸气蒸馏(SD法 取粉碎好的薄荷干样200g,置挥发油提取器中,加水1000mL,按中国药典(2000版附录D挥发油测定法提取挥发油。提取6h后,收集薄荷油。重复3次,计算平均出油率。1.3.2 超临界CO2萃取(SCDE法 取薄荷干样1.3kg,装入萃取釜。在萃取压力10MPa,萃取温度50 、C O2流量为20L/h的条件下,萃取1.5h,收集薄荷油。重复3次,计算平均出油率。1.3.3 GC-M S分析条件 气相色谱条件:色谱柱为DB-5弹性石英毛细管柱(30m 0.25mm 0.25 m,初始温度60 ,恒温2m i n,程序升温3 /

11、m i n至170 ;程序升温10 /m i n至260 ,保持30m in;进样口温度:280 ;进样量0.2 L;分流比20 1;载气为氦气。质谱条件:E I离子源,离子源温度240 ,电子能量70e V,扫描范围40550u。2 结果与讨论2.1 不同提取方法对薄荷油的影响不同提取方法对薄荷油得率和性状的影响见表1。由表1可见,SD法提取薄荷油所需时间较长,而SCDE法提取所需时间较短;SD法提取薄荷油的平均出油率为1.15%,SCDE法提取薄荷油的平均出油率为2.43%,后者是前者的2.11倍;两种提取方法提取所得到的薄荷油的性状也不同,SD法提取得到的薄荷油为淡黄色油状物,而SCDE

12、法提取得到的薄荷油为棕黄色澄清油状物。表1 不同提取方法对薄荷油的影响T ab l e1 Effects o f different ex tracti on m ethods on m i nt o il提取方法extracti on m et hod s 提取时间/hextraction ti m e出油率/%extracti on y i el d性状prop ertiesSD6.0 1.15淡黄色油状物li gh t yell ow o ilSCDE1.5 2.43棕黄色澄清油状物bro w n yello w cl arified o il2.2 薄荷油化学成分比较按上述GC-M S

13、条件对薄荷挥发油进行分析,得总离子流色谱图(见图1。采用色谱数据处理系统,以峰面积归一化法测得挥发油各组分相对含量。总离子流图中的各峰经质谱扫描后得到质谱图,经过质谱计算机数据系统检索(质谱数据库N IST,人工谱图解析,按各色谱峰的质谱裂片图与文献核对,查对有关质谱资料3-4,对基峰、质荷比和相对丰度等方面进行直观比较,对薄荷挥发油中的化学成分进行了鉴定,结果见表2(含量在0.20%以下的组分未列出。SD法提取的薄荷油中共分离出45种化合物,鉴定了其中的44种。已鉴定化合物组分占总成分的97%以上,占色谱总出峰面积的99%以上。挥发油中相对含量较高的有薄荷醇(69.357%、2S-反式-5-

14、甲基-2-(1-甲基乙烯基-环己酮(12.74%、5-甲基-2-(1-甲基乙烯基-环己酮(3.722%、2-异丙基-5-甲基-3-环己烯-1-酮(3.397%。SCDE法提取的薄荷油中共分离出41种化合物,鉴定了其中的38种。已鉴定化合物组分占总成分的92%以上,占色谱总出峰面积的96.4%以上。挥发油中相对含量较高的有薄荷醇(61.804%、2S-反式-5-甲基-2-(1-甲基乙烯基-环己酮(13.485%、5-甲基-2-(1-甲基乙烯基-环己酮(4.314%、S-(E,E-1-甲基-5-甲烯基-8-(1-甲基乙基-1,6-环癸二烯(3.078%。薄荷挥发油中主要有效成分为薄荷醇,其在SD法

15、和SCDE法所提挥发油中的相对含量分别为69.357%和61.804%。SD法提取的薄荷油中薄荷醇含量比SCDE法的含量略高,但SCDE法中薄荷醇的得率要高于SD法中的得率。因为SCDE法提取薄荷油的出油率比SD法的出油率高。第1期梁呈元,等:水蒸气蒸馏法与超临界CO2萃取法提取薄荷油的化学成分比较83图1 水蒸气蒸馏(a和SCDE(b提取薄荷油总离子流图F ig.1 T ota l ion current chrom atogra m of the essenti a l oil fro m M.hap localyx B riq.by S D(aand SCDE(b两种提取方法得到的挥发油

16、组分及含量相差较大,其中有23种成分相同,但各成分的含量存在一定的差异。SCDE法所提取得到的薄荷油中沸点高、相对分子质量较大的成分相对较多。SCDE过程在密闭系统中进行,且操作温度低,因此萜烯类成分不易损失,热不稳定性成分及易氧化的组分也不会受到破坏,所提取得到的薄荷油能较真实地反映其天然香味。有文献报道,辽宁薄荷油中的主要成分为香薷酮和脱氢香薷酮5,但在本研究中并未检测到这两种成分。这说明由于产地和品种不同,薄荷油化学成分存在较大差异。表2 水蒸气蒸馏法和超临界CO2萃取法提取得到的薄荷油化学成分1T ab l e2 Chem ica l constituents of essenti a

17、 l o il fro m M.hap localyx B ri q.by S D and SCDE序号N o.保留时间/m i nreten tion ti m e化合物名称co m pounds分子式m olecu l ar for mu la相对分子质量M r相对含量/%rel ati ve con tentsSD SCDE18.328 -蒎烯 p i nen e C10H161360.0340.42529.7394-亚甲基-1-(1-甲基乙基-双环3.1.0己烷b icyclo3.1.0h exan e,4 m et hylene 1 (1 m ethylethylC10H161360

18、.0430.215 39.884 -蒎烯 pinene C10H161360.1420.510 410.351 -月桂烯 m yrcene C10H161360.0830.305 510.5253-辛醇3 oct an ol C8H18O130 1.415 1.555 611.918柠檬烯li m onen e C10H161360.2250.670 717.081异胡薄荷醇i sopu l egol C10H18O154-0.203 817.6302S-反式-5-甲基-2-(1-甲基乙烯基-环己酮cyclohexanon e,5 m et hy l 2 (1 m et hy l et h e

19、nyl ,(2S transC10H18O15412.74013.485 918.0215-甲基-2-(1-甲基乙烯基-环己酮cyclohexanon e,5 m et hy l 2 (1 m et hy l et h enylC10H18O154 3.722 4.314 1018.493薄荷醇m enthol C10H20O15669.35761.804 1120.183对-艹孟-1-烯-8-醇p m enth 1 en 8 ol C10H18O1540.612-12 20.199 , ,4-三甲基-3-环己烯-1-甲醇3 cycl oh exene 1 m et han o,l , ,4

20、tri m ethy lC10H18O154-0.537 1321.431正戊酸-顺-3-己烯酯n valeri c aci d,cis 3 hexenyl ester C11H20O21840.1850.282 1421.786胡薄荷酮pulegone C10H16O1520.8520.759 15 22.4452-异丙基-5-甲基-3-环己烯-1-酮 C10H16O152 3.397 2.22884林 产 化 学 与 工 业第27卷 续表1序号N o.保留时间/m i nreten tion ti m e化合物名称co m pounds分子式m olecu l ar for mu la相对

21、分子质量M r相对含量/%rel ati ve con tentsSD SCDE1627.825十氢-3a-甲基-6-亚甲基-1-(1-甲基乙基-环丁1,2:3,4二环戊烯cyclobuta1,2:3,4dicycl open tene,decahyd ro 3a m et hyl 6m et hy l ene 1 (1 m et hyl ethylC15H242040.3160.5561729.276石竹烯caryophyllene C15H24204 1.045 1.521 1830.4292-异丙基-5-甲基-3-环己烯-1-酮3 cycl oh exen 1 one,2 is opro

22、py l 5 m et hylC10H16O152-0.4361931.800S-(E,E-1-甲基-5-亚甲基-8-(1-甲基乙基-1,6-环癸二烯1,6 cycl od ecad iene,1 m et hyl 5 m et hylene 8 (1 m et hylethyl ,S (E,EC15H24204 1.727 3.0782032.406双环大香叶烯b i cycl oger m acrene C15H242040.331-2132.428 -榄香烯 ele m ene C15H24204-0.469 2233.397(1S-顺-1,2,3,5,6,8a-六氢-4,7-二甲基-1

23、-(1-甲基乙基-萘naph t h al en e,1,2,3,5,6,8a hexahydro 4,7 d i m ethyl 1 (1m et hy let hyl ,(1S cisC15H242040.204-2335.499未鉴定un i dentified-0.492 2435.559十氢-1,1,7-三甲基-4-亚甲基-1H-环丙基e甘菊环-7-醇1H cyclopropeazulen 7 o,l decahydro 1,1,7 trm i ethyl 4 m et hyleneC15H24O2200.209-2544.840n-十六酸n hexad ecano i c aci d C16H32O22560.1230.285 2646.628叶绿醇phyt ol C20H40O2960.0810.329 2746.894(Z,Z-9,12-