姜黃油的不同提取方法及其化學(xué)成分的研究

李瑞敏，李湘洲，張 勝

(中南林業(yè)科技大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，湖南 長沙 410004)

姜黃油的不同提取方法及其化學(xué)成分的研究

李瑞敏，李湘洲，張 勝

(中南林業(yè)科技大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，湖南 長沙 410004)

為比較研究姜黃油的四種提取方法，采用水蒸汽蒸餾法、超臨界CO2萃取法、超聲波輔助法和索氏回流法提取姜黃油，用氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）法對所得姜黃油的主要成分進行分析。不同方法獲得的姜黃油外觀和成分均存在差異，超臨界法和超聲法提取獲得的姜黃油質(zhì)量較好。超臨界法與水蒸氣蒸餾法中獲得的姜黃油中姜黃酮含量較多（分別為35.46%、29.31%），而超聲法與索式提取法獲得的姜黃油中芳姜黃酮含量較多（分別為28.94%、32.15%）。綜合比較后認(rèn)為,超臨界CO2萃取法和超聲輔助提取法是姜黃油提取較為適宜的方法，此外可依據(jù)目的成分的需求來選擇合適的提取方法。

姜黃油；GC-MS；提取方法；化學(xué)成分

姜黃Curcuma longa L.為多年生草本植物，其性味辛、苦、溫，入心、肝、脾經(jīng)可行氣破瘀，通經(jīng)止痛，并且還有助消化特性[1]。姜黃油是從姜黃根莖中通過水蒸氣或其它有機溶劑提取獲得的揮發(fā)油。經(jīng)現(xiàn)代藥理藥效試驗證明姜黃油具有抗癌[2]、 抑菌[3]、 降低人體皮膚粗糙度[4]、治療呼吸道炎癥[5]等作用，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于食品、 醫(yī)藥、日化等行業(yè)中。已報道的關(guān)于姜黃油的文獻主要集中在水蒸汽蒸餾法、有機溶劑提取法、超臨界CO2提取法等獲得的姜黃油的成分分析上[6-8]。為了系統(tǒng)地比較這幾種方法，本研究同時對水蒸汽蒸餾、超臨界CO2提取、超聲波輔助提取以及索氏回流提取4種方法所得姜黃油分別進行了氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）分析，對比了化學(xué)成分的異同，并對提取方法的特點進行了探討。

1 儀器與材料

KQ-5200E超聲波發(fā)生器( 昆山市超聲儀器有限公司)； HA121-50-01型超臨界CO2流體萃取儀(江蘇南通華安超臨界實業(yè)有限公司)；TRACE GC-MS氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀（美國Thermo-Finnigan公司）；其它試劑為分析純。

姜黃藥材購于廣西南寧，經(jīng)中南林業(yè)科技大學(xué)喻勛林教授鑒定為姜科植物姜黃的根莖，粉碎過40目篩備用。

2 方 法

2.1 姜黃油的提取方法

2.1.1 水蒸氣蒸餾法[9]

稱12 g姜黃粉，置于500 mL圓底燒瓶內(nèi)，加入300 mL水，連接水蒸氣蒸餾裝置后，加熱微沸6 h左右，至油量不增加為止，得姜黃油蒸餾物，經(jīng)無水Na2SO4干燥后，得到姜黃油。

2.1.2 超臨界 CO2法

稱200 g姜黃粉先在壓力10 MPa，溫度30 ℃的狀態(tài)靜態(tài)預(yù)置15 min，后在萃取壓力30 MPa，萃取溫度45 ℃，CO2流量40 L·h-1，萃取時間120 min的條件下進行動態(tài)循環(huán)萃取，通過降低壓力和溫度使萃取物在分離釜中析出，得姜黃油。

2.1.3 超聲輔助提取法

稱20 g姜黃粉末于500 mL的三角瓶中，提取2次，每次加200 mL石油醚，提取30 min，過濾，合并提取液，于45℃旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)回收石油醚，得姜黃油。

2.1.4 索氏回流法

稱20 g姜黃粉，用濾紙包好，置于索氏浸提筒內(nèi)，加入300 mL石油醚，85 ℃提取6 h。提取液于45℃旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)回收石油醚，得姜黃油 。

2.2 GC-MS分析方法

色譜條件：RTX-5MS石英毛細(xì)管柱（0.25 mm× 0.25mm×15m），初始溫度80℃，終止溫度220℃，升溫速率5℃·min-1。載氣為高純He，流速 10 mL·min-1，進樣量 0.2 μL，采用不分流方式進樣。各組分的相對含量采用峰面積歸一化法進行定量。

質(zhì)譜條件：電離方式為EI，電子能量70 eV，離子源溫度200 ℃，掃描范圍m/z 40～400，檢索方式為儀器自動檢索結(jié)合人工檢索。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同提取方法獲得姜黃油的得率與物化性質(zhì)比較

姜黃藥材不同提取方法及萃取物姜黃油的得率及物化性質(zhì)比較分別見表1和表2。

表1 不同提取方法的得率比較（n=3）Table 1 Yield comparison of different extracting methods

表2 不同提取方法獲得姜黃油的物化性質(zhì)比較Table 2 Chemical-physical properties comparison of turmeric oils extracted by different methods

由表1和表2可知，4種提取方法中，超臨界法提取姜黃油的得率最高，是得率最低的水蒸氣蒸餾法4.2倍。從產(chǎn)品的外觀與氣味進行評估，認(rèn)為超臨界提取和超聲提取獲得的姜黃油質(zhì)量較好。

3.2 不同提取方法獲得的姜黃油成分分析

采用GC-MS方法，按2.2的分析條件，對不同提取方法得到的姜黃油進行分析檢測，獲得姜黃油化學(xué)成分的總離子流圖。通過圖1～圖4不同提取方法所得姜黃油的總離子流圖可知，在水蒸氣蒸餾法所得的色譜峰中，含量大于1%的有10個，占總量的89.34%；超臨界法所得的色譜峰中，含量大于1%的有10個，占總量的89.71%；超聲法所得的色譜峰中，含量大于1%的有13個，占總量的94.92%；索氏法所得的色譜峰中，含量大于1%的有15個，占總量的91.59%。

圖1 水蒸氣蒸餾法提取精油的氣相色譜總離子流Fig.1 Total ion chromatogram of turmeric oil by steam distillation

圖2 超臨界法提取姜黃油的氣相色譜總離子流Fig.2 Total ion chromatogram of turmeric oil by supercritical CO2 extraction

圖3 超聲法輔助提取姜黃油的氣相色譜總離子流Fig.3 Total ion chromatogram of turmeric oil by ultrasonic wave extraction

圖4 索氏回流法提取姜黃油的氣相色譜總離子流Fig.4 Total ion chromatogram of turmeric oil by soxhlet extraction

通過對圖中的主要色譜峰通過進行解析，不同提取方法獲得的姜黃油的主要成分如表3所示。

從表3可知,用不同提取方法得到的姜黃油中都含有芳姜黃酮、姜黃酮、α-姜黃烯、α-姜烯等成分。但超臨界法與水蒸氣蒸餾法中獲得的姜黃油中姜黃酮較多（分別為35.46%、29.31%），超聲法與索式提取法獲得的姜黃油中芳姜黃酮較多（分別為28.94%、32.15%）；同時超臨界法獲得的姜黃油中還含有較高含量的α-姜烯（20.25%）。

表3 不同提取方法獲得姜黃油的主要化學(xué)成分及含量Table 3 Main chemical compositions and contents of turmeric oil extracted by different methods

從成分分析結(jié)果可以看出，水蒸氣蒸餾法和超臨界法，超聲法和索氏法得到的姜黃油主要成分相同，但含量差別較大；超臨界CO2法獲得的活性成分最多，超聲法次之，這兩種方法與其它兩種方法相比較，特點就是提取溫度低，說明姜黃油成分的溶出與提取溫度有一定的依存關(guān)系。超聲提取法與索式提取法使用提取溶劑均是石油醚；超臨界法提取溶劑使用的是二氧化碳；水蒸氣蒸餾法則是揮發(fā)油隨水蒸氣餾出，不同的提取溶劑是導(dǎo)致各種方法獲得的姜黃油中化學(xué)成分有差別的主要原因。

4 結(jié) 論

對于姜黃油等植物活性成分提取方法的研究，除了提取工藝參數(shù)、提取率等因素不同之外，不同提取方法還會影響到提取物的化學(xué)成分種類和含量。根據(jù)文獻[10]報道，姜黃酮、芳姜黃酮、姜黃烯是姜黃油中主要的活性成分。通過本文研究，對水蒸氣蒸餾法、超臨界CO2法、超聲輔助法和索式提取法提取的姜黃油的成分進行了對比，四種提取法均可獲得這些活性成分，但所獲姜黃油的外觀、氣味以及化學(xué)成分有明顯的差別。綜合比較后認(rèn)為,超臨界CO2萃取法和超聲輔助提取法是姜黃油提取較好的方法。此外，由于不同提取方法所得提取物成分含量存在差異，應(yīng)該依據(jù)對提取物的實際需求來選擇合適的提取方法。

[1] 李湘洲,張炎強,曠春桃,等.姜黃色素的生物活性和提取分離研究進展[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報，2009,29(3):190-193.

[2] 孫秀燕,李秀琴,王金輝,等.姜黃揮發(fā)油抗癌活性成分研究[J].中草藥，2006,37(7):982-983.

[3] 胡小軍,李鳳俠.姜黃油抑菌作用的研究[J].食品研究與開發(fā),2006,27(5):30-31.

[4] 杜青云,寧旺榕,張銘窮,等.姜黃揮發(fā)油降低人體面部皮膚粗糙度的研究[J].海峽藥學(xué)，1999,11(1):31-32.

[5] 李誠秀,李 玲,羅 俊,等.姜黃揮發(fā)油對呼吸道作用的研究[J].中國中藥雜志，1998,23(10):624-625.

[6] 劉紅星,陳福北,黃初升,等.從姜黃及姜黃浸膏中提取的揮發(fā)油化學(xué)成分研究[J].分析測試學(xué)報，2007,26:146-148.

[7] 陳曉穎.用GC/MS法比較姜黃揮發(fā)油的兩種提取方法[J].廣東藥學(xué)院學(xué)報，2001,17(4):293-296 .

[8] 吳惠勤,張桂英,史志強,等.超臨界CO2萃取姜油及其成分的GC/MS分析[J].質(zhì)譜學(xué)報，2000,21(4):85-86.

[9] 國家藥典委員會編.中華人民共和國藥典一部[M].北京:中國醫(yī)藥科技出版社，2010,247-248.

[10] 李 瓊,文 震,呂楊效.多級分子蒸餾精制姜黃揮發(fā)油[J].食品工業(yè)科技，2012,(2):338-341.

Comparison of different extracting methods and chemical constituents of turmeric oil

LI Rui-min, LI Xiang-zhou, ZHANG Sheng
(School of Material Science and Engineering, Central South University of Forestry and Technology, Changsha 410004, Hunan, China)

To compare the advantages and disadvantages among the four extracting methods of turmeric oil, the turmeric oil was extracted by using steam distillation, supercritical CO2, ultrasonic wave and soxhlet extraction, the major components in which were analyzed by gas chromatography-mass spectrometry. The results show that the appearances and components of the turmeric oil extracted by different methods were all different, the quality of the turmeric oil extracted by supercritical CO2and ultrasonic wave were better than the others; the most relative percentage of components in the turmeric oil extracted by supercritical CO2and steam distillation was turmerone (the extraction percentage were 35.46%, 29.31% respectively), but for ultrasonic wave and soxhlet extraction the contents was ar-turmerone (the extraction percentage were 28.94%, 32.15% respectively). After these comparisons, it was found that supercritical CO2and ultrasonic wave extract were the better methods for extracting turmeric oil, you can choose the appropriate methods based on the demand of the components.

turmeric oil (curcuma oil); GC-MS; extracting methods; chemical composition

S759.82

A

1673-923X(2013)04-0114-03

2012-11-23

國家林業(yè)公益性行業(yè)科研專項資助（20120460103）

李瑞敏（1986-），女，河南開封人，碩士研究生，主要從事天然產(chǎn)物化學(xué)與利用研究

李湘洲（1965-），女，湖南郴州人，教授，博導(dǎo)，主要從事天然產(chǎn)物化學(xué)與利用研究；E-mail:rlxz@163.com

[本文編校：吳 彬]