超临界CO2萃取山茱萸成分研究

目的：对山茱萸超临界C02流体萃取物进行研究。方法：萃取条件为：压力15 MPa，温度40℃ ， 时间2 h，液态C02流量22．0 lKg/h，采用GC-MS技术分析山茱萸C02超临界萃取物的化学组成。结果：超临界C02流体萃取法得率为2．42％。鉴定了其中31种成分，并用面积归一化法测定其相对含量。结论：超临界C02流体萃取物主要成分有1，2-苯二甲酸二(1-丁基-2一异丁基)酯，异丙基十四烷酸酯等。
山茱萸；C02超临界萃取；GC-MS
山茱萸Cornus officinalis Sieb．et Zucc．是我国传统常用的中药材，具有补肝肾，涩精气，固虚脱的作用。有关山茱萸的成分，文献记载有熊果酸、齐墩果酸等三萜酸，马钱素、莫诺苷等环烯醚萜苷类，鞣质，多糖等成分，其中对山茱萸中的挥发性成分只有国外文献有过报道，故本实验通过超临界C02萃取技术对山茱萸挥发性成分进行了研究。
1 超临界Co2萃取技术简介
超临界流体(supercritical fluid)，又称为稠密气体(dense gas)或高压气体(high compressed gas)，是温度和压力超过临界温度和临界压力的流体。超临界流体萃取技术是20世纪60年代兴起的一种新型分离技术。超临界流体兼有气、液两者的特点，密度接近于液体，粘度和扩散系数接近于气体，它不仅具有与液体溶剂相当的溶解能力，而且具有优良的传质性能。超临界流体萃取技术就是利用上述超临界流体的特殊性质，在高压条件下与待分离的固体或液体混合物接触，调节系统的操作压力和温度，在一个适当的温度和压力下使流体具有较大的密度即对物质具有较大的溶解能力，使被萃取组分溶解在流体中，然后通过改变温度或压力，降低流体对物质的溶解能力，从而实现被萃取组分的分离和提纯。
被用作超临界流体的溶剂有乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、甲醇、乙醇、水、二氧化碳等多种物质，超临界二氧化碳是首选的萃取剂。这是因为二氧化碳的临界条件易达到(Tc=304．1 K，Pc=7．347 MPa)，且无毒、无味、不燃、价廉、易精制，这些特性对热敏性和易氧化的产物更具有吸引力。因此在食品工业、香料工业、医药工业等部门得到了广泛的应用。
超临界流体的溶解能力取决于它的温度和压力，通常和流体的密度呈正相关，随流体的密度增加而增加。在临界点附近，压力、温度的微小变化会引起流体密度及其对物质溶解能力的较为显著的变
化。
由于超临界co2萃取技术在中药有效成分的提取分离方面与传统方法相比具有一系列的优点，所以近年来在中药领域应用较广泛。
2 试验部分
2．1 材料
2．1．1 仪器：Agilent6890／5973N 气相色谱-质谱联用分析。化学工作站G1701DA MSD Chemstation。超临界CO2萃取设备HA120-50-01超临界萃取装置(江苏南通华安超临界萃取有限公司)。
2．1．2 药材：来源于2001年购于河南西峡GAP种植基地，经我校鉴定教研室吴德康教授鉴定为山茱萸科植物山茱萸C．officinalis干燥成熟果肉，粉碎后过40目筛备用。
2．2 方法
2．2．1 萃取条件：实验时把已经粉碎的山茱萸粗粉装入萃取罐内，将各萃取分离罐加热至预定状态，将压力升至预定值开始流动萃取，每次投料107 g。本试验考察了压力、温度、时间、Co2流量对超临界CO2萃取山茱萸收率的影响，最后所采用的萃取条件为：压力15MPa，温度40℃ ，萃取时间2 h，CO2流量20 m /h得到5．2 g萃取物，得率为2．42％ 。
2．2．2 超临界CO2萃取物的GC-MS分析：样品处理取山茱萸超临界CO2萃取物0．5 g用5 mL醋酸乙酯溶解，振摇后加无水硫酸钠脱水，过0．45μm微孔滤膜后即可进样。色谱条件：HP-5MS 5％phenyl methyl siloxane30 m×0．25 mm×0．25 m 弹性石英毛细管柱。程序升温50℃-20℃ /min-1—90℃ 一3℃/min-~250℃ 。载气He，流速1 Ml/min。模式分流，分流比40：1，进样量1 L。质谱条件 EI离子源，离子源温度230℃ ，四极杆温度150℃ ，辅助线温度280℃ ，电子能量70ev，电子倍增器电压1 294 V，扫描范围10～550mAU 。山茱萸的超临界CO2萃取物经GC-MS分析后，各色谱峰的质谱图经人工解析及通过NIST98质谱数据系统检索，与标准质谱图比较分析，确定其化学结构，最后用面积归一化法确定各成分的相对含量，结果见表1。
3 讨论
影响超临界CO2萃取的因素有：萃取压力，萃取温度，解析压力，萃取物颗粒大小，co2流速，夹带剂等。从相关文献的实验结果来看，压力对山茱萸挥发性成分收率影响最大，压力升高，CO2密度也随着升高，溶剂能力增强，导致得率上升。在本次实验中，未系统考察各因素对得率的影响，在以后的实验中将另行考察。
超临界CO2萃取具有其他很多提取方法不具备的优点，特别适合于挥发性等热敏性成分的提取。如采用水蒸气蒸馏法，因其加热时间长，提取温度高，易使对热不稳定的挥发性成分发生变化，而用超临界C02进行萃取，可以克服上述缺点，还可以得到用水蒸气蒸馏法得不到的成分。产白日本的山茱萸C．officinalis经水蒸气蒸馏提取后，提取液用GC-MS分析，主要含有棕榈酸(palmitic acid)，肉桂酸苄酯(benzyl cinnamate)，异丁醇(isobutyl alcoho1)等成分 ；本实验山茱萸超临界C02萃取物经GC-MS分析发现：2种提取物中均含有氧化芳樟醇(1inalool oxide)，苯乙醇(phenylethyl alcoho1)等，但成分略有不同。2种山茱萸的产地不同可能导致所含成分不同，而不同的提取方法则是成分差异的主要因素。研究表明，超临界CO2，萃取与传统的水蒸气蒸馏提取相比可以提出更多的成分，并且部分组分的含量数倍于水蒸气蒸馏产品。目前超临界萃取研究工作在不断地扩大研究领域，不断地从非极性、弱极性向中等极性物质有效成分的提取深入。使用不同的夹带剂，甚至可以获取水溶性活性物质。
本实验用超临界c02萃取法对山茱萸挥发性成分进行了探索性研究，为今后深入研究其挥发性成分提供了参考。