分析测试学报
FENXICESHIXUEBAO(JournalofInstrumentalAnalysis)
Vol.22No.4Jul.2003
超临界CO2萃取-分子蒸馏对白术挥发油的
提取分离和GC-MS分析
张忠义1,王
摘
鹏1,雷正杰1,吴惠勤2
(1.第一军医大学珠江医院,广东广州510282;2.中国广州分析测试中心,广东广州510070)要:用超临界CO2萃取技术提取白术挥发油,然后用分子蒸馏对所得的萃取物进行精分离,得到蒸出物;
超临界萃取物收率为2.42%(w),分子蒸馏蒸出物收率26.3%(w);对超临界萃取物和分子蒸馏蒸出物分别进行GC-MS分析,结果超临界萃取物检测出33个化合物,分子蒸馏蒸出物检测出27个化合物,主要成分均为2,7_二甲氧基_3,6_二甲基萘、C_芹子烯、大根香叶烯等,但相对含量有区别。关键词:超临界萃取;二氧化碳;分子蒸馏;白术;挥发油;气相色谱-质谱法中图分类号:O657.63;Q949.783.5
文献标识码:A
文章编号:1004-4957(2003)04-0061-03
白术为菊科植物白术AtractylodesmacrocephalaKoidz.的干燥根茎;冬季植物下部叶枯黄、上部叶变脆时采挖,除去泥沙,烘干或晒干,再除去须根。其味苦、甘,性温,归脾、胃经,具有健脾益气、燥湿利水、止汗、安胎之功效,主治脾虚食少、腹胀泄泻、痰饮眩悸、水肿、自汗、胎动不安等。现代药理研究表明白术具有保肝、利胆、利尿、提高免疫力、抗肿瘤、扩张血管、抗凝血、降血糖、抑菌作用[1]。白术含挥发油约1.4%[1],主要成分为苍术醇(atractylol),苍术酮(atractylon),芹子烯(selinene),倍半萜内酯化合物白术内酯(atractylenolide)Ñ、Ò、Ó和8_B_乙氧基白术内酯Ó(8_B_ethoxyatractylenolideÓ)等
[1]
。白术挥发油的提取方法主要为水蒸气蒸馏法和有机溶剂提取法
[2]
。
国内外尚无用超临界CO2萃取法对白术挥发油进行提取的报道。另外,用分子蒸馏对超临界CO2萃取所得的挥发油进行精分离,使挥发油中相对分子质量小的成分相对含量提高,有利于对挥发油的提纯分离。
1实验部分
1.1材料与仪器
市售白术,购于广州市药材公司,经珠江医院药材科周本杰鉴定为菊科植物白术的干燥根茎。HA_230_50_03超临界萃取装置(南通华安超临界实业公司生产,2.5L萃取釜),MD_S80分子蒸馏装置(广州汉维机电有限公司),HP6890/5973GC/MS气相色谱-质谱联用仪(美国)。
1.2超临界CO2萃取
超临界CO2萃取流程:CO2钢瓶y冷冻系统y贮罐y高压泵y萃取釜y解析釜Ñy解析釜Òy冷冻系统(循环)。
将粉碎至0.8mm(20目)的白术9kg投入超临界萃取釜中,对贮罐进行冷却,分别对萃取釜、解析釜Ñ、解析釜Ò进行加热、当温度分别达到40e、45e、45e时,打开CO2气瓶送气,并打开高压泵对萃取釜、解析釜Ñ、解析釜Ò加压,当压力分别达到28MPa、7~8MPa、6~7MPa时,开始循环萃取,调节流量为155~180kg/h,恒温恒压萃取3h出料。
1.3分子蒸馏
将分子蒸馏柱进行加热并对冷凝器进行冷却,当温度分别达到80e和3~5e时,打开真空泵抽真空,当真空度达到800~1000Pa时,将超临界萃取物218g(190mL)加热至60e融化后从进料口加入,调节转子刮膜的转速为250~300r/min,流速1.8~2.0mL/min,蒸馏2h后出料。
1.4GC-MS分离与鉴定
样品处理:挥发油约1g用50mL乙醚溶解,振摇5min,加无水硫酸钠(至不结块为止)干燥,过滤,挥去乙醚至5mL,即可进样。
收稿日期:2002-08-09;修回日期:2003-05-08基金项目:广东省科技攻关项目(2KB01202S)
作者简介:张忠义(1954-),男,湖南湘乡人,主任药师.
62分析测试学报第22卷
GC条件:SE_30弹性石英毛细管柱(30m@0.25mm@0.25Lm),柱前压30kPa,分流比90B1,进样量1LL,柱温90~250e,程序升温速率8e/min,进样口温度260e,载气为He。
MS条件:电离源EI,离子源温度230e,连接线温度280e,倍增器电压1800V,扫描范围29~400u。
2结果与讨论
2.1白术挥发油的提取得率
超临界CO2萃取解析釜Ñ收集到黄色膏状半固体218g,收率2.42%(w),解析釜Ò未出料。分子蒸馏的蒸出物为黄色油状液体,约50mL,得率26.3%(w)。
2.2GC-MS分析
按上述GC-MS条件对超临界萃取物和分子蒸馏蒸出物进行分析鉴定,其总离子流图分别见图1和图2,经计算机检索(质谱数据库NIST98、Wiley27.5L)及人工解析质谱并与标准图
[3]
核对,超临界萃
取物共鉴定出33个成分,主要有:2,7_二甲氧基_3,6_二甲基萘、C_芹子烯、大根香叶烯等,峰面积归一化法定量测出它们的相对含量,结果见表1;分子蒸馏蒸出物共鉴定出27个成分,主要有:2,7_二甲氧基_3,6_二甲基萘、C_芹子烯、大根香叶烯等,峰面积归一化法定量测出它们的相对含量,结果见表1。
表1超临界萃取物和蒸出物的化学成分
Table1ChemicalcomponentsofextractofSFEanddistillateofMD
NotR/min12345678910111213141516171819202122232425262728
7.067.798.358.678.778.949.069.329.459.779.9710.0910.2010.4910.7310.8411.0611.3211.6812.4412.5612.6612.7712.9613.1113.5414.7714.85
Compound
2_Methylbicyclo[4,3,0]non_1(6)_ene(2_甲基双环[4,3,0]壬_1(6)_烯)(-)_Aristolene((-)_马兜铃烯)
1,6
6S_2,3,8,8_tetramethyltricyclo[5,2,2,0]undec_2_ene(6S_2,3,8,8_四甲基三环[5,2,2,01,6]十一_2_烯)D_Selinene(D_芹子烯)
Longifolene_(V4)(长叶烯_(V4))Caryophyllene(石竹烯)C_Elemene(C_榄香烯)
trans_B_Farnesene(反式_B_金合欢烯)A_Humulene(A_草烯)Ar_curcumene(芳_姜黄烯)B_Selinene(B_芹子烯)
Selin_4,7(11)_diene(4,7(11)_芹子二烯)D_Cadinene(D_毕澄茄烯)
(+)_B_Guaiene((+)_B_愈创木烯)C_Selinene(C_芹子烯)
Selin_3,7(11)_diene(3,7(11)_芹子二烯)GermacreneB(大根香叶烯)
Caryophylleneoxide(石竹烯氧化物)
(-)_HumuleneepoxideÒ((-)_草烯环氧化物Ò)2,7_Dimethoxy_3,6_dimethylnaphthalene(2,7_二甲氧基_3,6_二甲基萘)B_Maaliene(B_马榄烯)A_Eudesmol(A_桉叶醇)A_Guaiene(A_愈创木烯)Junipercamphor(刺柏脑)Alloaromadendrene(别香橙烯)A_Patchoulene(A_广藿香烯)
2,6,10_Dodecatrien_1_ol,3,7,11_trimethyl_,acetate,(E,E)_((E,E)_3,7,11_三甲基_2,6,10_十二碳三烯_1_醇醋酸酯)6_Isopropenyl_4,8a_dimethyl_1,2,3,5,6,7,8,8a_octahydro_naphthalene_2_ol(6_异丙烯基_4,8a_二甲基_1,2,3,5,6,7,8,8a_八氢_萘_2_醇
Cyclohexanol,1,3,3_trimethyl_2_(3_methyl_2methylene_butenylidene)_,(Z)_((Z)_1,3,3_三甲基_2_(3_甲基_2_亚甲基_3_亚丁烯基)_环己醇)Benzene,1_methoxy_2_(1_methyl_2_methylenecyclopentyl)_(1_甲氧基_2_(1_甲基_2_亚甲基环戊基)_苯)
MolecularformulaC10H16C15H24C15H24C15H24C15H24C15H24C15H24C15H24C15H24C15H24C15H24C15H24C15H24C15H24C15H24C15H24C15H24C15H24OC15H24OC14H16O2C15H24C15H26OC15H24C15H26OC15H24C15H24C17H28O2C15H24O
RelativeRelativecontent/%molecularmassSFEMD
1360.150.54
204204204204204204204204204204204204204204204204220220216204222204222204204264220
0.090.230.350.220.941.130.050.570.403.120.240.131.0613.59.320.250.0938.11
0.641.322.081.093.761.300.211.710.968.330.560.281.5421.942.949.330.370.1527.670.23
0.470.0.0.0.26092255
0.270.250.15
Similarity%98999597999398989698999797989699999597979397999692989096
0.19
2915.16C15H24O2200.2497
3015.85C14H18O2025.220.4995
第4期张忠义等:超临界CO2萃取-分子蒸馏对白术挥发油的提取分离和GC-MS分析63
(续表1)
NotR/min313233343536
16.2016.5117.5018.2018.5918.87
Compound
Methane,phenyl(2,2,3_trimethylcyclopentylidene)_(苯基(2,2,3_三甲基亚环戊基)_甲烷)n_Hexadecanoicacid(正十六酸)
2,7_Dimethoxy_5_methyl_1,4_naphthaquinone(2,7_二甲氧基_5_甲基_1,4萘醌)Osthol(渥斯脑)
(Z,Z)_9,12_Octadecadienoicacid(9,12(Z,Z)_十八碳二烯酸)
Linoleicacidethylester(亚油酸乙酯)
MolecularformulaC15H20C16H32O2C15H20O2C15H16O3C18H32O2C20H36O2
RelativeRelativecontent/%molecularmassSFEMD2000.79
256232244280308
1.513.040.402.130.38
Similarity%98
9693949698
1.850.51
2.3讨论
挥发油类成分因其相对分子质量较小,亲脂性和低沸点,采用超临界CO2萃取易得到,此法操作简单,提取温度低,无有机溶剂残留,而且可提供惰性环境,避免产物氧化,不影响萃取物的有效成分,可保存对热不稳定及易氧化的成分。
对挥发油等热敏性物料,常规蒸馏操作温度高,受热时间长,会造成物料内某些组分分解或聚合。而分子蒸馏由于蒸馏温度低、能降低物料沸点、物料受热时间短等优点,特别适合于热敏性物料的分离纯化。
图1和图2分别是白术超临界CO2萃取物和分子蒸馏蒸出物的总离子流图。从图1看,基线不平,随着温度的升高,基线呈上升的趋势,可能是超临界CO2萃取的挥发油中含有一些高沸点物质,这些物质需进一步分离鉴定。分子蒸馏蒸出物中检出B_马榄烯、A_愈创木烯,而超临界萃取物中未能检出。可能是由于B_马榄烯、A_愈创木烯在超临界萃取物中相对含量较低,经分子蒸馏去掉其它成分后其相对含量相应增高所致。
由实验结果可见,超临界CO2萃取物在分子蒸馏前后的成分大部分相同,但相对含量有较大的改变,相对分子质量小的相对含量提高,相对分子质量大的相对含量减少。提示分子蒸馏可使挥发油中的相对分子质量较小的成分相对含量大大提高,通过优化蒸馏条件,可将分子蒸馏用于相对分子质量较小的成分的提纯分离。
本实验采用超临界CO2萃取-分子蒸馏联用对白术挥发油进行提取分离,与传统方法相比,具有低温、高效、无污染等优点,如果能应用于中药产业化,将具有非常广阔的前景。
参考文献:[1][2][3]
阴健,郭力弓.中药现代化研究与临床应用Ñ[M].北京:学苑出版社,1993.241.乔小云,李俏,陆晓和.白术挥发油提取工艺研究[J].医药导报,2001.551-552.
MCLAFFERTYFW.TheWiley/NBSregistryofmassspectraldata[M].America:AWileyInstersciencePublication,1989.1143.
图2白术分子蒸馏蒸出物的总离子流图Fig.2TICofdistillateofmoleculardistillationfromRhizomaAtractylodisMacrocephalae图1白术超临界萃取物的总离子流图Fig.1TICofextractofSFEfromRhizoma
AtractylodisMacrocephalae
AnalysisofEssentialOilfromRhizomaAtractylodisMacrocephalaebyGC-MS
withSupercriticalCO2ExtractionandMolecularDistillation
ZHANGZhong_yi,WANGPeng,LEIZheng_jie,WUHui_qin
1
1
1
2
第22卷第4期2003年7月
分析测试学报
FENXICESHIXUEBAO(JournalofInstrumentalAnalysis)
Vol.22No.4Jul.2003
刚果红与血清白蛋白相互作用的极谱分析
郑石英,周
春,罗登柏
(中南民族大学化学与生命科学学院,湖北武汉430074)
摘要:在pH4.7HAc-NaAc缓冲溶液中,刚果红与蛋白质(BSA或HSA)作用形成络合物,使刚果红-0.35V(vsSCE)的还原峰电流下降,峰电流的降低值同所加的BSA或HSA质量浓度在一定范围内呈线性关系;BSA和HSA的线性范围分别为0.5~12mg/L和0.5~11mg/L,检出限分别为0.25和0.20mg/L;运用该法测定了人血清白蛋白样品,结果令人满意。
关键词:牛血清白蛋白;人血清白蛋白;刚果红;极谱法中图分类号:O657.14;Q512.1
文献标识码:A
文章编号:1004-4957(2003)04-0064-03
蛋白质的定量测定是生物化学、药学、食品检验及临床分析中常涉及的重要内容。在蛋白质含量的测定方法中,目前应用最多的是基于蛋白质染色反应的光度法。偶氮染料与蛋白质之间的染色反应已有报道
[1~3]
。偶氮化合物具有极谱活性,偶氮染料-蛋白质络合物的极谱行为未见报道。作
者发现在醋酸盐缓冲溶液中,刚果红(双偶氮染料)有一灵敏吸附还原波,加入蛋白质后,该峰峰电流下降。其下降值与所加的BSA或HSA质量浓度呈线性关系,可用于BSA或HSA含量的测定。方法简便快速,灵敏度较高,用于人血清样品的分析,结果良好。
1实验部分
1.1仪器与试剂
JP_303、JP_2型极谱分析仪(成都仪器厂),三电极系统:滴汞电极为工作电极、饱和甘汞电极(SCE)为参比电极、铂丝电极为对电极;PXS_215型离子活度计(上海第二分析仪器厂)。刚果红(上海试剂二厂),5.0@10-4mol/L;牛血清白蛋白(BSA,Sigma公司),100mg/L,4e冰箱保存;人血清白蛋白(HSA,Sigma公司),100mg/L,4e冰箱保存;HAc,1.0mol/L;NaAc,1.0mol/L;使用试剂均为分析纯,实验用水为二次蒸馏水。
1.2实验方法
在10mL小烧杯中,依次加入1.5mLHAc、1.5mLNaAc、1.5mL刚果红和一定量的BSA或HSA,加水稀至10mL,以未加BSA或HSA的溶液作为空白。-0.1V为起始电位,测定-0.35V处一阶导数波高(hp),计算$hp。
收稿日期:2002-09-17;修回日期:2003-05-12
基金项目:湖北省自然科学基金资助项目(99J063);中南民族大学自然科学基金资助项目作者简介:郑石英(1977-),女,湖南隆回人,硕士研究生;罗登柏,联系人.
(1.ZhujiangHospital,FirstMilitaryMedicalUniversity,Guangzhou510282,China;
2.ChinaNationalAnalysisCenter,Guangzhou510070,China)
Abstract:EssentialoilfromRhizomaAtractylodisMacrocephalaewasextractedbysupercriticalfluidextraction(SFE)andtheextractiveseparatedbymoleculardistillation(MD).Theextractionyieldof2.42%(w)andyieldofdistilledoilof26.3%(w)wereobtained.Theconstituentsofextractiveanddistilledoilwereanalyzedbygaschromatography-massspectrometry.Thirty_threecompoundsfromtheextracttiveandtwenty_sevencompoundsfromthedistilledoilwereidentified,andtheirrelativecontentsweredeterminedbynormalizationmethodofarea.Themajorconstituentsofbothhavebeenfoundtobe2,7_dimethoxy_3,6_dimethylnaphthalene,C_selineneandgermacreneBetc.
Keywords:Supercriticalfluidextraction;Carbondioxide;Moleculardistillation;Rhizomaatractylodismacro-cephalae;Essentialoil;GC-MS
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