桂丁揮發(fā)油的提取工藝研究及化學(xué)成分分析

鄭秀玉，郭運(yùn)清，王 翰，陳 赟

（ 華南理工大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院， 廣東 廣州 510640）

科研與開發(fā)

桂丁揮發(fā)油的提取工藝研究及化學(xué)成分分析

鄭秀玉，郭運(yùn)清，王 翰，陳 赟

（ 華南理工大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院， 廣東 廣州 510640）

對水蒸汽蒸餾法從桂丁中提取揮發(fā)油的工藝過程進(jìn)行研究，并得到最佳的提取工藝條件為：60～100目顆粒，7倍量水，浸泡1 h，蒸餾7 h。利用氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀對桂丁揮發(fā)油的組分和各組分相對百分含量進(jìn)行測定，分離出31個色譜峰，鑒定出16種成分，占已分離組分總含量的98%以上，其中肉桂醛（92.37%）、鄰-甲氧基肉桂醛（4.79%）為相對含量較高的成分。首次研究桂丁揮發(fā)油的提取工藝及化學(xué)成分，為合理開發(fā)利用桂丁提供依據(jù)。

桂??；揮發(fā)油；提取工藝；成分分析

桂丁Fructus Cinnamomi又名肉桂子、桂子、桂丁香，屬于樟樹科植物肉桂樹（Cinnamanum cassia Presl）的幼嫩果實(shí)。主產(chǎn)福建、臺灣、廣東、廣西、海南等地。性辛甘、溫。治心痛，辟寒邪胃痛。溫中散寒，治胃脘寒庸嘔噦。桂丁對中樞神經(jīng)系統(tǒng)有鎮(zhèn)痛作用、降壓作用、預(yù)防血吸蟲病的作用、有強(qiáng)大殺菌作用。桂丁、桂枝、桂皮揮發(fā)油的主要成分均為肉桂醛，具有鎮(zhèn)痛、鎮(zhèn)靜、解熱的作用[1]。

目前研究桂枝、桂皮揮發(fā)油化學(xué)成分的文獻(xiàn)較多[2,3]，而對于桂丁揮發(fā)油化學(xué)成分的研究鮮見文獻(xiàn)報(bào)道。對于果實(shí)類提取的揮發(fā)油研究逐漸增多[4-7]。

本文采用中國藥典水蒸汽蒸餾法提取桂丁揮發(fā)油，對揮發(fā)油的提取工藝進(jìn)行研究，利用氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法對桂丁揮發(fā)油的組分和各組分相對百分含量進(jìn)行測定，為合理開發(fā)利用桂丁提供依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)儀器

氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（GCMS-QP2010，日本SHIMADZU公司）；揮發(fā)油測定器（廣州天河精科玻璃儀器有限公司），容器體積2 L。

1.2 實(shí)驗(yàn)材料

桂丁樣品購自廣州清平藥材市場，經(jīng)華南理工大學(xué)制藥工程系葉勇副教授鑒定為樟科植物肉桂樹的幼果。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

參考中華人民共和國藥典2005版一部揮發(fā)油測定法提取揮發(fā)油。精密稱取桂丁藥材100 g，放入2 L蒸餾燒瓶中，按照液料比加一定量的超純水，浸泡一定時間，加玻璃珠數(shù)粒，水蒸汽蒸餾一定時間，經(jīng)冷凝。由于桂丁揮發(fā)油的密度比水大，在揮發(fā)油測定器的刻度底部得到黃色透明油狀的揮發(fā)油，具有特殊香味，揮發(fā)油從測定器底部閥門放出，通過離心機(jī)進(jìn)行油水分離后即可得到桂丁揮發(fā)油產(chǎn)品。

1.4 樣品分析方法

1.4.1 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用條件

氣相色譜條件：DB-5 ms彈性石英毛細(xì)管柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；柱溫采用程序升溫：初始溫度80 ℃，保留2 min，以3 ℃/min升溫到180℃，再以5 ℃/min升溫到250 ℃，保留2 min；進(jìn)樣口溫度250 ℃；柱前壓為60 kPa；載氣為高純氦氣（99.999%），柱流量為 1.04 mL/min；進(jìn)樣量為0.2 μL；分流比為50：1。

質(zhì)譜分析條件：離子源為電子轟擊源（EI）；離子源溫度200 ℃；電子能量70 eV；接口溫度250℃；電子倍增器1.5 kV；溶劑延遲時間2 min；掃描范圍40～700 amu，全掃描方式。

1.4.2 數(shù)據(jù)分析方法

單因素實(shí)驗(yàn)使用Microsoft Excel軟件分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 水蒸汽提取的單因素分析

2.1.1 浸泡時間對桂丁揮發(fā)油提取量的影響

將浸泡時間分別設(shè)定為1, 2, 3, 4, 5 h，采用未粉碎的桂丁樣品，液料比為10，蒸餾時間為4 h的條件下提取揮發(fā)油，測定最終揮發(fā)油的提取量，具體如圖1所示。從圖中可以看出，浸泡時間對揮發(fā)油提取量影響不大，因此浸泡時間可以選定為1 h。

圖1 浸泡時間對揮發(fā)油提取量的影響Fig.1 Effect of soaking time on the extraction of essential oil

2.1.2 蒸餾時間對桂丁揮發(fā)油提取量的影響

將蒸餾時間分別設(shè)為2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 h，采用未粉碎的桂丁樣品，液料比為10，浸泡1 h的條件下提取揮發(fā)油，測定最終揮發(fā)油的提取量，具體如圖2所示。從圖中可以看出，隨著蒸餾時間的增加，揮發(fā)油提取量也不斷增加，4 h之后增加得較為緩慢，7 h以后揮發(fā)油提取量略有降低。

圖2 蒸餾時間對桂丁揮發(fā)油提取量的影響Fig.2 Effect of extraction time on the extraction of essential oil

2.1.3 液料比對桂丁揮發(fā)油提取量的影響

將液料比分別設(shè)定為5、7、8、9和10，采用未粉碎的桂丁樣品，浸泡時間為1 h，蒸餾時間為4 h的條件下提取揮發(fā)油，測定最終揮發(fā)油的提取量，具體如圖3所示。從圖中可以看出，當(dāng)液料比為7時，揮發(fā)油的提取量最大，之后隨著液料比的增加，揮發(fā)油的提取量略有降低。

圖3 液料比對揮發(fā)油提取量的影響Fig.3 Effect of liquid-to-material ratio on the extraction of essential oil

2.1.4 顆粒度對桂丁揮發(fā)油提取量的影響

將顆粒度等級從 1到 6分別設(shè)定為未粉碎、20～40目、40～60目、60～100目、100～160目和160～200目，在液料比為7，浸泡時間為1h，蒸餾時間為4 h的條件下提取揮發(fā)油，測定最終揮發(fā)油的提取量，具體如圖 4所示。當(dāng)顆粒度為 60～100目時揮發(fā)油提取量最大，之后隨著顆粒度降低，揮發(fā)油的提取量反而降低。

2.2 揮發(fā)油的GC-MS分析

在最優(yōu)條件即60～100目顆粒，液料比為7，浸泡1 h，蒸餾7 h下提取揮發(fā)油，用氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法對桂丁揮發(fā)油化學(xué)成分進(jìn)行分析。經(jīng)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)檢索及人工解譜，采用峰面積歸一化法測定化學(xué)成分的相對含量。桂丁揮發(fā)油化學(xué)成分的總離子流圖如圖5所示。成分及相對含量見表1。

圖4 顆粒度對揮發(fā)油提取量的影響Fig.4 Effect of particles size on the extraction of essential oil

圖5 桂丁揮發(fā)油化學(xué)成分的總離子流圖Fig.5 TIC of the components of the essential oil

表1 桂丁揮發(fā)油化學(xué)成分及相對含量Table 1 Chemical composition of the essential oil

3 結(jié)束語

通過對桂丁揮發(fā)油提取的單因素分析，確定最佳工藝條件為：60～100目顆粒，液料比為7，浸泡1 h，蒸餾7 h。

從水蒸汽蒸餾法提取的桂丁揮發(fā)油中共鑒定出16種化合物，占總色譜峰面積的 98.98%。桂丁揮發(fā)油中含量最多的為肉桂醛，相對含量為92.37%，肉桂醛為黃色油狀物質(zhì)，與桂丁揮發(fā)油顏色一致。其次是鄰-甲氧基肉桂醛，相對含量為4.79%。肉桂醛在桂枝、桂皮揮發(fā)油中含量也非常高。以相同實(shí)驗(yàn)條件測得桂枝揮發(fā)油的主要成分為肉桂醛（83.2%）、斯巴醇（2.05%）；桂皮揮發(fā)油的主要成分為肉桂醛（65.96%）、樹蘭烯（13.8%）。除此之外，α-蒎烯、β-蒎烯等許多化合物都在桂丁、桂皮、桂枝揮發(fā)油中同時擁有，這主要源于三種藥材來自于同一植物的不同部位。

［1］ 任仁安. 中藥鑒定學(xué)[M ]. 上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1986：291．［2］ 沈群，陳飛龍，羅佳波. 桂枝、肉桂揮發(fā)油化學(xué)成分 GC-MS分析 [J]. 中藥材，2002，25（4）：257-258．

［3］ 林佳，徐麗珍，劉江云，等. 桂枝中桂皮醛、肉桂酸的含量與分布研究 [J]. 中國藥學(xué)雜志，2005，40（23）：1784-1787．

［4］ 黃麗莎，朱峰，黃美珍. 白骨壤果精油化學(xué)成分的GC/MS分析 [J].精細(xì)化工，2009，26（3）：255-257．

［5］王健美，馮蕾，冀海偉，等. 氣相色譜-質(zhì)譜法分析杜克藍(lán)莓果實(shí)揮發(fā)油的化學(xué)成分 [J].精細(xì)化工，2008，25（6）：580-582．

［6］ 周紅，黃克健，潘智文，等. 氣相色譜-質(zhì)譜法分析山黃皮果皮揮發(fā)油成分 [J].精細(xì)化工，2008，25（1）：65-67．

［7］ 歐陽勝，謝平，楊世林，等. 密葉新木姜果實(shí)中的揮發(fā)油化學(xué)成分研究 [J]. 中草藥，2007，38（10）：1470-1471．

Extraction Technology of Essential Oil From Cinnamonic Fruits and Chemical Components Analysis of Essential Oil

ZHENG Xiu-yu,GUO Yun-qing,WANG Han,CHEN Yun
（School of Chemistry and Chemical Engineering，South China University of Technology,Guangdong Guangzhou 510640，China）

The extraction technology of essential oil from cinnamonic fruits by steam distillation was studied. The results show that the optimum extraction conditions are as follows： particles size 60～100 mesh, water dosage 7 time,immersing time 1 h, extracting time 7 h. Chemical components of the essential oil were structurally identified by using gas chromatography-mass spectrometry, and relative contents of different components were determined. 31 chromatographic peaks were obtained and 16 components were identified. The results show that major components are cassia aldehyde (92.37%) and o-methoxy-cinnamaldehyde (4.79%).The paper can provide a basis for utilizing reasonably cinnamonic fruits.

Cinnamonic fruits; Essential oil; Extraction technology; Component analysis

TQ 028.3+1

A

1671-0460（2012）01-0001-03

國家自然科學(xué)基金，項(xiàng)目號：20906028。

2011-11-02

鄭秀玉（1974-），女，福建福州人，工程師，碩士，1999年畢業(yè)于華南理工大學(xué)化學(xué)工程專業(yè)，研究方向：主要從事精密儀器分析測試工作以及中草藥的提取。E-mail：cezheng@scut.edu.cn。