迷迭香抗氧化劑和精油一步提取工藝的研究

畢良武等人研究了兩種提取方法：一步一步地提取抗癲癇藥物和提取油，主要利用抗癲癇藥物和添加劑在極性溶劑和非極性溶劑中的溶解性能，綜合提取添加劑和添加劑。研究過(guò)程中發(fā)現(xiàn),由極性溶劑與非極性溶劑組成的混合溶劑也可以實(shí)現(xiàn)綜合提取和分離的過(guò)程。因此,本研究提出了一種迷迭香抗氧化劑和精油的一步提取方法,即在循環(huán)提取器中,用極性有機(jī)溶劑和非極性(或弱極性)有機(jī)溶劑組成的混合溶劑直接循環(huán)提取迷迭香葉子,迷迭香精油被迅速提取進(jìn)入溶劑相,而迷迭香抗氧化劑同時(shí)被逐步提取進(jìn)入溶劑相,當(dāng)進(jìn)入循環(huán)收集器的提取液中迷迭香抗氧化劑超過(guò)一定濃度后就飽和析出,得到含有淺色不溶固體迷迭香抗氧化劑的提取液,過(guò)濾,得到迷迭香抗氧化劑,濾液在蒸去溶劑得到迷迭香精油。1實(shí)驗(yàn)部分1.1鼠尾草酸和迷迭香酸標(biāo)準(zhǔn)樣品迷迭香葉子(氣干)由廈門(mén)勁美生物科技有限公司提供。乙醇、乙酸乙酯、石油醚(沸程60～90℃)均為分析純。鼠尾草酸和迷迭香酸標(biāo)準(zhǔn)樣品均來(lái)自英國(guó)Axxora(UK)Ltd公司。自制循環(huán)提取器;水浴鍋。1.2分離和溶解成功率高的溶劑該提取過(guò)程的基本原理是利用非極性(或弱極性)有機(jī)溶劑和極性有機(jī)溶劑組成的混合溶劑進(jìn)行提取,以獲取溶于非極性(或弱極性)有機(jī)溶劑的迷迭香精油和沉淀狀的迷迭香抗氧化劑,并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分離(具體過(guò)程見(jiàn)圖1)。此方案利用含部分極性溶劑的石油醚混合液對(duì)迷迭香抗氧化劑與迷迭香精油,在不同溫度和濃度狀態(tài)下溶解性能的區(qū)別,實(shí)現(xiàn)迷迭香抗氧化劑和迷迭香精油既同時(shí)與迷迭香葉子殘?jiān)蛛x,又自身分別以固態(tài)和溶液狀態(tài)分開(kāi)。首先,以纖維素、半纖維素及木質(zhì)素等高分子化合物為主體成分的迷迭香葉殘?jiān)静蝗苡诨旌先軇?就不會(huì)進(jìn)入底部接收器;其次,以弱極性的小分子烴類(lèi)化合物為主體成分的迷迭香精油,無(wú)論是在較高溫度還是較低溫度下都可溶于混合溶劑,被提取后始終留在溶劑相中;再者,混合溶劑對(duì)迷迭香抗氧化劑在較高溫度(較低濃度)下有一定的溶解性,而在較低溫度(較高濃度)下溶解性就差,在反復(fù)循環(huán)過(guò)程中,迷迭香抗氧化劑不斷從提取器中溶出,進(jìn)入底部接受器后就會(huì)不斷從混合溶劑中析出,實(shí)現(xiàn)與含精油溶劑相的分離。1.3提取提取冷卻按圖1提取過(guò)程,在循環(huán)提取器中分別放入迷迭香葉子,底部燒瓶中放入5～15倍各種含石油醚的混合溶劑,水浴80℃回流循環(huán)提取,冷卻。收集器中得到淺色固體和深色提取液,將此含固體的提取液直接過(guò)濾、洗滌、干燥,得到淺肉色或淺黃至淺黃綠色迷迭香抗氧化劑,濾液再回收溶劑和迷迭香精油。1.4分析和設(shè)備1.4.1gc-ms聯(lián)用法氣相色譜儀型號(hào)為日本產(chǎn)SHIMADZUGC-2014,澳大利亞產(chǎn)色譜柱SE-54(0.53mm×30m),柱溫控制:60℃保持2min,以7℃/min升溫至250℃,并保持20min。載氣為氮?dú)?檢測(cè)器為FID,溫度220℃;進(jìn)樣器溫度270℃。各組分含量的測(cè)定,采用峰面積歸一化法。AgilentGC-MS聯(lián)用儀(色譜型號(hào)Agilenttechnologies6890NNetworkGCsystem,質(zhì)譜型號(hào)Agilent5973NetworkMassSelectiveDetector,進(jìn)樣器型號(hào)Agilent7683SeriesInjector),采用與上述氣相色譜分析相似的色譜條件。成分鑒定主要依據(jù)質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫(kù)NIST02進(jìn)行自動(dòng)比對(duì)完成,同時(shí)利用ISO1342-2000《迷迭香精油》標(biāo)準(zhǔn)文本中所提供的色譜圖和各對(duì)應(yīng)峰的成分進(jìn)行二次驗(yàn)證。1.4.2方法與標(biāo)準(zhǔn)曲線的測(cè)定液相色譜具體分析方法及儀器與前文相同。分析樣品和標(biāo)樣均采用無(wú)水乙醇溶解配制成待測(cè)溶液,主要根據(jù)色譜保留時(shí)間和文獻(xiàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行定性判斷,利用標(biāo)準(zhǔn)樣品所測(cè)標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行定量。2結(jié)果與討論2.1提取溶劑的選擇本研究主要對(duì)比了不同種類(lèi)的混合溶劑對(duì)迷迭香抗氧化劑提取效果的影響。由表1結(jié)果可知,增加極性溶劑(特別是乙醇)比例會(huì)顯著提高迷迭香抗氧化劑的提取率,但極性溶劑不能過(guò)高,否則會(huì)影響抗氧化劑的析出,一般極性溶劑占5%～10%比較適宜。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),比較適宜的提取溫度為80℃,提取時(shí)間3h,混合溶劑為迷迭香原料質(zhì)量的10倍,混合溶劑石油醚-乙醇-水體積比80∶15∶5,抗氧化劑的得率16.98%,迷迭香精油的得率2.00%～3.00%。2.2葉素、烯酮和龍腦酯類(lèi)根據(jù)GC和GC-MS分析結(jié)果(表2)可知,迷迭香精油的主要成分為α-蒎烯、1,8-桉葉素、莰烯樟腦、馬鞭草烯酮、龍腦、4-松油醇、苧烯和乙酸龍腦酯等。一步提取法所得精油與兩步提取法相比,主要成分種類(lèi)基本相同,但各成分的GC含量有一定區(qū)別,其中最明顯的是α-蒎烯含量比較高,這可能與高比例的非極性混合溶劑易于提取α-蒎烯和莰烯等成分有關(guān)。2.3迷迭香氧化酶鼠尾草酸標(biāo)準(zhǔn)樣品的質(zhì)量與其HPLC相應(yīng)峰面積關(guān)系曲線的平均斜率(k)為178562.9單位面積(以μg鼠尾草酸計(jì))。迷迭香酸標(biāo)準(zhǔn)樣品的質(zhì)量與其HPLC相應(yīng)峰面積關(guān)系曲線的k為338740.3單位面積(以μg迷迭香酸計(jì))。由于鼠尾草酚是鼠尾草酸部分氧化形成的內(nèi)酯環(huán)產(chǎn)物,它們的化學(xué)結(jié)構(gòu)非常相似,兩者的色譜相應(yīng)因子也相近,因此可以用鼠尾草酸的k值代替鼠尾草酚的k值,用于其HPLC含量測(cè)定和計(jì)算。圖2為一步提取法所得迷迭香抗氧化劑的HPLC圖。一步提取法所得迷迭香抗氧化劑主要含有鼠尾草酸、鼠尾草酚和迷迭香酸等活性成分,它們的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為15.17%、2.51%和5.62%。一步提取法所得迷迭香抗氧化劑主要活性成分鼠尾草酸比兩步提取法略低。3精油提取方法的確定3.1極性和非極性混合溶劑的一步提取法是迷迭香精油和抗氧化劑綜合提取的有效方法,操作簡(jiǎn)單,容易實(shí)施。與前文的兩步法相比,一步法的操作周期更短,更利于實(shí)施。3.2一步提取法比較適宜的提取條件為:混合溶劑為石油醚-乙醇-水(體積比80∶15∶5),其用量為迷迭香原料質(zhì)量的10倍,提取溫度為80℃,提取時(shí)間為3h。3.3一步提取法提取迷迭香精油的得率在2.00%～3.00%,迷迭香精油的主要成分為α-蒎烯、1,8-桉葉素、莰烯樟腦、馬鞭草烯酮、龍腦、4-松油醇、苧烯和乙酸龍腦酯等。與前文的兩步法相