水蒸餾與CO2超臨界法提取杠香揮發(fā)油成分對比分析

陳曉慶， 張丹雁， 范紫穎， 班夢夢， 曾業(yè)達(dá)， 楊麗

（1.廣州中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院藥學(xué)部，廣東廣州 510405；2.廣州中醫(yī)藥大學(xué)中藥學(xué)院，廣東廣州 510006）

杠香，為豆科黃檀屬植物滇黔黃檀（Dalbergia yunnanensisFranch.）含樹脂的根、根莖及藤莖，主產(chǎn)于云南、四川、貴州、湖南、湖北及廣西等地，緬甸等東南亞地區(qū)亦產(chǎn)[1]。產(chǎn)區(qū)當(dāng)?shù)厣贁?shù)民族常用其治療感冒，咳嗽，胃腸道、心血管疾病及外傷，《四川常用中草藥》[2]、《西昌中草藥》[3]對此均有收載。此外，因杠香富含芳香樹脂，自古以來當(dāng)?shù)孛癖娏?xí)慣將其用于熏香及避穢抗疫，具有藥香兩用的價值。近年來，杠香所具有的藥香兩用價值逐漸引起人們的關(guān)注與研究。張丹雁、范紫穎等[4-5]先后對其原植物品種及揮發(fā)油成分進(jìn)行了鑒定分析研究。本研究采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS）技術(shù)對水蒸氣蒸餾法與二氧化碳（CO2）超臨界流體萃取法提取所得杠香揮發(fā)油成分進(jìn)行對比分析，尋找相應(yīng)不同用途的杠香揮發(fā)油提取方法及適宜相關(guān)副產(chǎn)品，以期為杠香的綜合開發(fā)利用提供參考依據(jù)，現(xiàn)將研究結(jié)果報道如下。

1 材料

1.1 藥品杠香采自云南省大理市，經(jīng)廣州中醫(yī)藥大學(xué)張丹雁教授鑒定，為豆科蝶形花亞科黃檀屬植物滇黔黃檀（Dalbergia yunnanensisFranch.）含樹脂的香材。

1.2 儀器SFE-24x2二氧化碳（CO2）超臨界萃取裝置、7890B-5977A型安捷倫GC-MS聯(lián)用儀、7693型自動進(jìn)樣器（美國安捷倫有限公司）。

1.3 試劑石油醚（色譜級，沸程30~60℃，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司）。

2 方法

2.1 揮發(fā)油提取[6]水蒸氣蒸餾法參照2015年版《中華人民共和國藥典：四部》“通則2204”中揮發(fā)油測定法甲法[7]提取。以杠香50 g粉末，300 mL蒸餾水，提取5 h，獲得杠香水蒸餾揮發(fā)油并計算得率；CO2超臨界萃取法委托廣州綠生緣公司進(jìn)行，23 MPa，55℃，萃取3 h，獲得杠香超臨界揮發(fā)油并計算得率，4℃保存?zhèn)溆谩?/p>

2.2 揮發(fā)油GC-MS成分分析

2.2.1 GC-MS分析條件 色譜條件：色譜柱為HP-5ms UI型毛細(xì)管柱（30 m×0.25 mm×0.25μm）。進(jìn)樣口溫度：250℃。載氣：高純度氦氣。氣體流速：0.8 mL·min-1。進(jìn)樣量：1μL。分流比：10∶1。升溫程序：柱初始溫度為80℃，以10℃·min-1的速率升至140℃；再以1℃·min-1的速率升至142℃，保持10 min；再以2℃·min-1的速率升至150℃，保持3 min；最后以10℃·min-1的速率升至230℃，平衡時間3 min。質(zhì)譜條件：離子源EI。離子源溫度：230℃。四級桿溫度：150℃。接口溫度：280℃。掃描范圍：50~550m/z。溶劑：延遲3 min。

2.2.2 供試品的制備及測定 吸取“2.1”項下?lián)]發(fā)油20μL，2 mL石油醚溶解混勻，經(jīng)0.22μm微孔濾膜過濾后，按照“2.2.1”項下GC-MS條件測定供試品溶液。利用計算機(jī)自動檢索功能，將質(zhì)譜結(jié)果在NIST14標(biāo)準(zhǔn)譜庫中進(jìn)行檢索對照，對揮發(fā)油化學(xué)成分進(jìn)行鑒定，并應(yīng)用色譜峰面積歸一化法計算各組分的相對百分含量。

3 結(jié)果

3.1 杠香揮發(fā)油2種提取方式對比如表1所示：水蒸餾法提取的揮發(fā)油色澤為淺黃色，透明，提取率為0.9%，可獲得芳香純露作副產(chǎn)品，經(jīng)濟(jì)成本低；CO2超臨界法提取的揮發(fā)油色澤為黃棕色，略透明，提取率為1.5%，其藥渣可二次回收利用做熏香基礎(chǔ)粉，但經(jīng)濟(jì)成本高。

表1 杠香揮發(fā)油2種提取方法的對比Table 1 Comparison of the two extraction methods for the volatile oilfrom Dalbergia yunnanensis Franch.

3.22種提取方式杠香揮發(fā)油主要成分類型分析水蒸餾法和CO2超臨界法得到的杠香揮發(fā)油GC-MS總離子流圖見圖1。通過計算機(jī)對色譜圖進(jìn)行分析：從水蒸餾揮發(fā)油中鑒定出39個成分，占其揮發(fā)油總面積的99.81%；從超臨界揮發(fā)油中鑒定出25個成分，占其揮發(fā)油總面積的100%。兩者主要化學(xué)成分類型均為醇類、酯類及烯類，其中，水蒸餾揮發(fā)油中醇類成分相對百分含量達(dá)87.96%，超臨界揮發(fā)油中醇類成分相對百分含量達(dá)85.00%。具體結(jié)果見表2。

圖1 2種提取方式杠香揮發(fā)油GC-MS總離子流圖Figure 1 Comparison of GC-MS total ion chromatogram of the volatile oilfrom Dalbergia yunnanensis Franch.by two extraction methods

表2 2種提方式杠香揮發(fā)油中主要成分類型分析Table 2 Comparison of analysis of the main constituent types of the volatile oilfrom Dalbergia yunnanensis Franch.by two extraction methods

3.3 不同提取方式杠香揮發(fā)油成分對比分析化學(xué)成分分析結(jié)果顯示：水蒸餾揮發(fā)油的主要成分為橙花叔醇（63.20%）、2-亞甲基-（3β，5α）-膽甾烷-3-醇（12.77%）、環(huán)氧化蛇麻烯Ⅱ（4.38%）、紅沒藥醇（3.03%）、金合歡醇（2.63%）、（1RS，4SR）-p-Menth-2-ene-1，4-diol（2.43%）、韋得醇（1.83%）、4，7，10，13-六癸烯酸甲酯（1.55%）等；超臨界揮發(fā)油的主要成分為橙花叔醇（39.30%）、（-）-異長葉醇（39.04%）、環(huán)氧化蛇麻烯Ⅱ（4.45%）、5，5-dimethyl-4-（3-oxobutyl）-Spiro[2.5]octane（3.28%）、石竹素（2.72%）、Methyl-3-cis，9-cis，12-cisoctadecatrienoate（2.49%）、紅沒藥醇（1.09%）、（E，E，E）-12-acetoxy-2，6，10-trimethyl-2，6，10-Dodecatrien-1-ol（1.12%）、丙酮香葉酯（1.08%）、（-）-愈創(chuàng)醇（1.07%）、韋得醇（0.82%）等。兩者共有成分13個，主成分均為橙花叔醇，詳見表3。

表3 2種提取方式的杠香揮發(fā)油GC-MS成分分析表Table 3 Comparison of GC-MS analysis of the volatile oilconstituents from Dalbergia yunnanensis Franch.by two extraction methods

4 討論

杠香富含芳香樹脂，實地調(diào)研發(fā)現(xiàn)，杠香在民間具有較長的藥香兩用歷史，除作內(nèi)服及外用外，香業(yè)市場及民間分別用杠香粉末及其水蒸餾油、超臨界油制作熏香產(chǎn)品用于文玩熏香、芳療及抗疫。本團(tuán)隊前期研究發(fā)現(xiàn)，杠香水蒸餾揮發(fā)油及超臨界揮發(fā)油對金黃色葡萄球菌、耐甲氧西林金黃色葡萄球菌（MRSA）、糞腸球菌均具有抑菌活性（待發(fā)表）。可見杠香揮發(fā)油開發(fā)利用前景十分廣闊。

（續(xù)表3）

本研究結(jié)果顯示，水蒸餾法與CO2超臨界法提取杠香揮發(fā)油在提取時間、提取率、提取成本及揮發(fā)油特征等方面存在一定的差異。就提取效率而言，CO2超臨界法提取所需時間短，提取率高，超臨界法萃取溫度低、無溶劑殘留，提取完畢后藥材粉渣尚含有芳香小分子成分，可二次回收作為線香、塔香等香薰產(chǎn)品的基礎(chǔ)原料，使得香材可多重利用，但超臨界法提取經(jīng)濟(jì)成本高；水蒸餾揮發(fā)油提取效率雖不高，但經(jīng)濟(jì)成本較低，且蒸餾過程中所獲得的芳香純露及水提液可再次回收開發(fā)利用，此外，水蒸餾揮發(fā)油色澤淺，透明度高。就揮發(fā)油化學(xué)成分而言，水蒸餾揮發(fā)油鑒定出的組分?jǐn)?shù)目更多，但兩者成分類型基本一致，主要為醇類、酯類及烯類，揮發(fā)油主成分均為橙花叔醇，此外，兩者共有成分13個，分別是橙花叔醇、環(huán)氧化蛇麻烯Ⅱ、金合歡醇、紅沒藥醇、韋得醇、紅沒藥醇氧化物A、（+）-β-雪松烯、Methyl-3-cis，9-cis，12-cis-octadecatrienoate、（-）-愈創(chuàng)醇、（-）-異長葉醇、（-）-α-雪松烯、2-Butyloxycarbonyloxy-1，1，10-trimethyl-6，9-epid?ioxydecalin、α-acorenol。2種揮發(fā)油中各化學(xué)組分的相對百分含量有一定的差異，如（-）-異長葉醇在水蒸餾揮發(fā)油中相對百分含量不到1%，但卻為超臨界揮發(fā)油中的主成分，相對百分含量達(dá)到39.04%。此外，兩者揮發(fā)油的組成亦存在一定的差異，如水蒸餾揮發(fā)油中主要成分2-亞甲基-（3β，5α）-膽甾烷-3-醇（12.77%）在超臨界揮發(fā)油中未檢測到。

綜上所述，水蒸氣蒸餾法和CO2超臨界法提取杠香揮發(fā)油各有優(yōu)勢，企業(yè)可根據(jù)具體所需的揮發(fā)油特征、用途及經(jīng)濟(jì)核算成本，選用適宜的提取工藝生產(chǎn)杠香精油及相關(guān)產(chǎn)品。本研究可為杠香的揮發(fā)油提取研究、相關(guān)產(chǎn)品的生產(chǎn)及杠香深入開發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù)。