基于系統(tǒng)壓力調(diào)控的水蒸氣蒸餾法提取柏木陰沉木精油的化學(xué)成分分析及抗氧化活性研究

唐 欣，吳一峰，郭冬云，萬 娜, 2，吳大章，伍振峰, 4，楊 明, 4，邱詠薇, 5*，黃小英, 4*

·藥劑與工藝·

基于系統(tǒng)壓力調(diào)控的水蒸氣蒸餾法提取柏木陰沉木精油的化學(xué)成分分析及抗氧化活性研究

唐 欣1，吳一峰1，郭冬云1，萬 娜1, 2，吳大章3，伍振峰1, 4，楊 明1, 4，邱詠薇1, 5*，黃小英1, 4*

1. 江西中醫(yī)藥大學(xué) 現(xiàn)代中藥制劑教育部重點實驗室，江西 南昌 330004 2. 江西中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院，江西 南昌 330004 3. 太極集團(tuán)重慶桐君閣藥廠有限公司，重慶 401366 4. 江西中醫(yī)藥大學(xué) 創(chuàng)新藥物與高效節(jié)能降耗制藥設(shè)備國家重點實驗室，江西 南昌 330004 5. 江西中醫(yī)藥大學(xué) 中藥資源與民族藥研究中心，江西 南昌 330004

研究不同系統(tǒng)壓力條件下提取的柏木陰沉木精油在提取率、成分、含量與抗氧化能力方面的差異，為柏木陰沉木應(yīng)用開發(fā)提供一定的研究基礎(chǔ)。首先考察不同系統(tǒng)壓力的水蒸氣蒸餾對柏木陰沉木精油提取率、物理性質(zhì)以及提取動力學(xué)的區(qū)別，然后采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法（GC-MS）鑒定柏木陰沉木精油的化學(xué)成分，最后通過對柏木陰沉木精油清除DPPH自由基（DPPH·）、羥自由基（·OH）能力以及總還原力的測定，來比較其抗氧化活性。采用水蒸氣蒸餾法提取柏木陰沉木精油在系統(tǒng)壓力為50 kPa時的提取率（3.63±0.03）%最高。系統(tǒng)壓力越大，所提取精油中柏木醇含量越高，而其他主要成分α-柏木烯、β-柏木烯、羅漢柏烯、γ-衣蘭油烯等在減壓法提取的精油中含量高于常壓法提取的精油。常壓提取條件下，前5 h內(nèi)對精油的成分種類無影響，5 h以后，對精油成分的種類有所影響。減壓提取法提取的柏木陰沉木精油清除DPPH·、·OH的能力以及總還原力均優(yōu)于常壓提取法提取的精油。減壓法可以提高對柏木陰沉木精油的提取率、抗氧化能力，并能在較短的時間內(nèi)獲得較高的精油產(chǎn)率。

柏木陰沉木；精油；系統(tǒng)壓力調(diào)控；GC-MS分析；化學(xué)成分；抗氧化活性；柏木醇；柏木烯；羅漢柏烯；衣蘭油烯；水蒸氣蒸餾法

柏木陰沉木（buried wood of）系歷史上因地震、山洪、泥石流等自然災(zāi)害而倒埋于地下或水下的柏木在缺氧、高壓以及細(xì)菌和微生物的作用下慢慢碳化而形成，出土后木材含水率高，密度較大，有沉于水的特點，故命名為陰沉木[1]。柏木根及樹干入藥清熱利濕，止血生肌[2]。柏木陰沉木木材紋理細(xì)，質(zhì)堅，耐水，氣馥，香氣比新鮮柏木氣味濃厚。所提取的柏木油可作多種化工產(chǎn)品，樹根提煉柏木油后的碎木，經(jīng)粉碎成粉后作為香料，經(jīng)濟(jì)價值高[3-4]。其主要成分柏木醇具有抗白蟻和解痙功效[5]，對大腸桿菌、枯草芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌和傷寒沙門氏菌等也有明顯的抑制作用[6]，還具有抗癌、調(diào)節(jié)心血管系統(tǒng)、鎮(zhèn)靜等作用[7]。

柏木陰沉木精油中的成分應(yīng)用廣泛，而柏木生長速度較慢，需生長60年才能成為用材，其樹根才能用于提油[8]，其陰沉木更是不可再生資源。柏木陰沉木多應(yīng)用于藝術(shù)花雕、家具等[9]，以做花雕、家具等剩下的木屑或木粉為原材料對不同提取方法所得精油成分比較分析，可為柏木陰沉木木屑及木粉回收再利用、改進(jìn)精油提取工藝，將其擴(kuò)大到工業(yè)生產(chǎn)中以及精油的科學(xué)開發(fā)、充分利用提供理論基礎(chǔ)。常壓水蒸氣蒸餾法（hydro-distillation，HD）是目前常用的精油提取方法，但存在收率低、溫度高、有效成分易被破壞等缺點。減壓水蒸氣蒸餾法（vacuum distillation-extraction，VED）是近年發(fā)展起來的較為新穎的一種提取技術(shù)，通過調(diào)控真空度實現(xiàn)溶劑沸點降低，精油在低溫下提取而得，使得其熱敏性成分不易被破壞，提高了有效成分的提取效率[10]。目前，國內(nèi)外關(guān)于柏木陰沉木精油提取及成分分析的研究鮮有報道。本實驗對柏木陰沉木精油采用HD以及VED提取，利用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS）技術(shù)進(jìn)行成分分析，再比較其抗氧化活性，以期為其應(yīng)用開發(fā)提供一定的研究基礎(chǔ)。

1 儀器與材料

1.1 儀器

V.CHI真空泵V-700、V.CHI真空控制器V-850，瑞士Buchi公司；SXKW型數(shù)顯控溫電熱套，北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司；LT2002E型電子天平，天量儀器有限責(zé)任公司；EL104型電子天平，Mettler Toledo公司；一次性使用無菌注射器帶針，江西三鑫醫(yī)療科技股份有限公司；精油提取器，四川蜀玻（集團(tuán)）有限責(zé)任公司；H2050R型大容量高速臺式冷凍離心機(jī)，湖南湘儀實驗室開發(fā)有限公司；HH-S型恒溫水浴鍋，江蘇省金壇市醫(yī)療儀器廠；UV-6000型紫外可見分光光度計，上海元析儀器有限公司；7890A/5975C型氣相-色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀，安捷倫科技有限公司。

1.2 材料

柏木陰沉木，購自云南省綠春縣，由江西中醫(yī)藥大學(xué)楊明教授鑒定為柏科柏木屬常綠喬木柏木陰沉木。

1,1-二苯基-2-苦肼基（DPPH），上海源葉生物科技有限公司；鐵粉、30%過氧化氫、硫酸亞鐵、水楊酸、鐵氰化鉀、三氯乙酸、三氯化鐵、無水乙醇、無水硫酸鈉、正己烷等均為分析純；實驗用水為屈臣氏蒸餾水，廣州屈臣氏食品飲料有限公司。

2 方法

2.1 HD

柏木陰沉木粉碎成最粗粉后準(zhǔn)確稱取200 g，置于圓底燒瓶中，加6倍水，加入沸石，振蕩混勻，浸泡30 min，水蒸氣蒸餾法常壓提取8 h（自滴油開始記錄），待油量不再增加時即停止蒸餾，收集精油層，用無水硫酸鈉干燥脫水12 h后，稱量油質(zhì)量，根據(jù)公式（1）計算得油率，置于棕色瓶中在4 ℃條件下貯藏備用。

得油率＝精油質(zhì)量/藥材質(zhì)量 （1）

2.2 VED

減壓提取時在冷凝管上端連接真空泵控制體系壓強(qiáng)，其他操作同“2.1”方法，控制系統(tǒng)壓力分別在30、40、50、60、70、80 kPa 6個水平下進(jìn)行VED實驗。

2.3 提取動力學(xué)模型建立

分階段收集HD提取的精油，建立提取過程的動力學(xué)模型來描述HD提取柏木陰沉木精油的過程。從理論上研究HD提取過程，可為此技術(shù)提取工藝工業(yè)化生產(chǎn)提供理論依據(jù)，對指導(dǎo)實際生產(chǎn)具有重要意義。

提取動力學(xué)模型建立基于提取過程中每隔一段時間收集的精油體積，當(dāng)精油開始滴出時，每30分鐘記錄1次油量。使用來自Saidj等[11]提出的提取模型描述了提取過程中精油體積的變化。稍作調(diào)整后，該模型如公式（2）所示。

V＝a－e(V－)（2）

V為在提取時間之后獲得的含油量，為該方法可蒸餾得到最大油量的25%，a和分別為從柏木陰沉木中提取精油的常數(shù)和速率

2.4 柏木陰沉木GC-MS測定

2.4.1 供試品溶液的制備 取樣品50 μL于10 mL量瓶中，正己烷定容，混勻后用0.45 μm微孔濾膜濾過到進(jìn)樣瓶中。

2.4.2 色譜條件 HP-5MS石英毛細(xì)管色譜柱（30 m×320 μm×1.8 μm）；載氣He，柱體積流量1.0 mL/min；進(jìn)樣口溫度280 ℃；分流比20∶1；程序升溫為起始溫度70 ℃，保持0 min，后運(yùn)行70 ℃，再以3 ℃/min升溫至101 ℃，保持1 min，再以5℃/min升溫至120 ℃，保持1 min，再以0.5 ℃/min升溫至132 ℃，保持1 min，再以5 ℃/min升溫至143 ℃，保持1 min，再以1 ℃/min升溫至150 ℃，保持1 min，再以2.5 ℃/min升溫至158 ℃，保持1 min，再以10 ℃/min升溫至250 ℃，保持0 min；進(jìn)樣量為1.0 μL。

2.4.3 質(zhì)譜條件 四極桿溫度150 ℃；電離源為標(biāo)準(zhǔn)EI源，離子源溫度為230 ℃；電子倍增管電壓為2 447.06 V；質(zhì)量掃描范圍為/50～650。

2.5 精油抗氧化活性的測定

2.5.1 DPPH自由基（DPPH·）清除能力的測定 各取2.0 mL用無水乙醇稀釋的不同質(zhì)量濃度柏木陰沉木精油溶液與4.0 mL 0.1 mmol/L DPPH無水乙醇溶液置于試管中，充分混勻后暗處反應(yīng)30 min，在517 nm處測定不同質(zhì)量濃度樣品溶液的值（1）；以無水乙醇代替樣品同法測定值（0），以無水乙醇代替DPPH同法測定不同質(zhì)量濃度樣品溶液值（2），每個樣品平行3次。DPPH·清除率按公式（3）計算。

＝[0－(1－2)]/0（3）

2.5.2 羥自由基（·OH）清除能力的測定 各取2.0 mL無水乙醇稀釋的不同質(zhì)量濃度柏木陰沉木精油溶液中加入6 mmol/L硫酸亞鐵溶液2.0 mL和6 mmol/L過氧化氫溶液1.2 mL，混勻后37 ℃水浴10 min，再加20 mmol/L水楊酸2.0 mL，混勻后37 ℃水浴30 min，在510 nm處測定值（A）；以無水乙醇代替水楊酸，同法測定其值（A）；以無水乙醇代替樣品同法測定其值（0），每個樣品平行3次?！H清除率按公式（4）計算。

＝[0－(A－A)]/0（4）

2.5.3 總還原力測定 分別取1.0 mL無水乙醇稀釋的不同質(zhì)量濃度柏木陰沉木溶液加入0.2 mol/L pH 6.6的磷酸鹽緩沖液（PBS）2.5 mL和1%鐵氰化鉀溶液2.5 mL，混勻后在50 ℃水浴30 min，再加入10%三氯乙酸溶液2.5 mL，混勻后離心15 min，取2.5 mL上清液，再加入蒸餾水2.5 mL和1% FeCl3溶液0.5 mL，混勻后反應(yīng)10 min，在700 nm處測定吸光度，每個樣品平行3次。

3 結(jié)果與分析

3.1 系統(tǒng)壓力對柏木陰沉木精油及其提取率的影響

如表1所示，系統(tǒng)壓力在30～50 kPa時，VED提取柏木陰沉木精油提取率呈增長趨勢，在50 kPa時達(dá)到最大值，隨后提取率下降。減壓提取得油率大于常壓，且最優(yōu)提取壓強(qiáng)應(yīng)控制在50 kPa左右。這是因為一方面隨著真空度的降低，提取設(shè)備中的空氣被抽走了更多，精油在空氣中的傳質(zhì)阻力隨著蒸汽的擴(kuò)散而減?。涣硪环矫?，在真空提取過程中可以通過調(diào)節(jié)封閉系統(tǒng)中的真空度實現(xiàn)溶劑沸點降低，保持溶劑低溫沸騰狀態(tài)動態(tài)提取。與常壓靜態(tài)提取過程相比，沸騰動態(tài)提取能阻止一些大分子雜質(zhì)（淀粉、蛋白質(zhì)）融入到提取液中，有利于保持藥物提取的最大質(zhì)量濃度梯度，促進(jìn)擴(kuò)散，提高精油的蒸發(fā)和冷凝速率，在保證精油在最佳溫度下溶出的前提下，最終提高精油的收率[12]。然而系統(tǒng)壓力過低時，提取溫度也較低，溶劑的沸點降低，液體的黏度和密度增加，又阻礙了溶劑深入樣品基體[13]。沸騰后揮發(fā)的溶劑蒸汽和揮發(fā)油被部分吸入真空系統(tǒng)，導(dǎo)致溶劑和揮發(fā)油的損耗，在提取過程中也不能形成很好的“回流”效果。如圖1所示，系統(tǒng)壓力越小，所提取得到的精油顏色越接近白色透明，常壓提取的精油為淺黃色且較渾濁，且常壓及減壓提取精油中有乳白色絮狀物。常壓提取的精油由于在高沸點下蒸餾時間過長，某些成分會發(fā)生分解、氧化，精油顏色變深、品質(zhì)降低。

表1 系統(tǒng)壓力對柏木陰沉木精油提取率的影響

Table 1 Effect of pressure on extraction yield of essential oil from buried wood of C. funebris

系統(tǒng)壓力/kPa得油率/%系統(tǒng)壓力/kPa得油率/% 303.10±0.07703.15±0.10 403.37±0.06802.52±0.05 503.63±0.03常壓2.37±0.07 603.31±0.04

圖1 不同壓力下所得柏木陰沉木精油

3.2 提取動力學(xué)

將常壓提取精油（Eh）與減壓提取精油（Ev）的提取量（V）和時間數(shù)據(jù)代入公式（2）中，使用Origin 2021對散點圖進(jìn)行非線性擬合，曲線符合此函數(shù)。2種方法提取的精油體積的變化如圖2所示。用于描述提取動力學(xué)的模型參數(shù)如表2所示。2的值分別為0.996 2和0.998 8，實驗值與從模型獲得的預(yù)測值基本吻合。這表明，相關(guān)實驗數(shù)據(jù)具有較強(qiáng)相關(guān)性和回歸性，該模型稍加修正即可較準(zhǔn)確地描述柏木陰沉木的提取行為。如圖2所示，在提取的初始階段，觀察到油的體積迅速增加，且減壓環(huán)境中的提取速率高于大氣壓的提取速率，這是因為在減壓條件下溶劑的沸點較低，提取初期溶劑沸騰時大量的氣泡破裂，有利于提取溶劑與藥材的全面接觸，使藥材提前進(jìn)入動態(tài)的過程，促進(jìn)藥材精油的揮發(fā)和溶劑的擴(kuò)散[12]。隨著提取過程的進(jìn)行，精油的蒸餾速度變慢，直到提取速率達(dá)到恒定。這很可能是因為在這個過程的后期，精油往往會從藥材內(nèi)部未被破壞的油室緩慢擴(kuò)散到表面[14]。在最后提取階段，真空提取的產(chǎn)率高于常壓提取，表明真空提取具有優(yōu)越性。

圖2 常壓、減壓提取柏木陰沉木精油的提取動力學(xué)

與常壓相比，減壓提取不僅提高了提取速率，還提高了得油率，這與表2中的值是一致的。減壓提取的高得油率是由多種因素促成的，這些因素與提取過程中物料的質(zhì)地和揮發(fā)油的溶解擴(kuò)散速率有關(guān)[12]。

表2 柏木陰沉木提取動力學(xué)模型參數(shù)受提取工藝的影響

Table 2 Parameters of extraction kinetics model of buried wood of C. funebris affected by extraction process

模型提取方式akV值R2 實際測量值模擬數(shù)據(jù)值 Vt＝a－e(V－kt)減壓（50 kPa）12.0440.1402.6752.4320.996 2 常壓11.3700.1192.3502.4030.998 8

3.3 精油GC-MS成分分析

使用GC-MS技術(shù)對柏木陰沉木精油成分進(jìn)行分析，用GC-MS儀NIST 11譜庫自動檢索被分析組分的質(zhì)譜數(shù)據(jù)，并對檢索結(jié)果進(jìn)行人工核對，得到以下結(jié)果。

3.3.1 不同系統(tǒng)壓力提取得到精油成分分析 根據(jù)不同系統(tǒng)壓力提取得到的精油總離子流圖（圖3）共鑒定出了32種化合物（表3），主要為萜烯類化合物，其中單萜類9種，倍半萜類19種，其他類4種，成分檢出率為92.24%～94.12%。

Eh中含量較高的成分為柏木醇（35%）、α-柏木烯（16.46%）、β-馬欖烯（7.14%）、α-松油醇（6.22%）、β-柏木烯（3.48%）、α-芹子烯（3.40%）、β-芹子烯（3.08%）。Ev主要成分為柏木醇（22.72%～35.00%）、α-柏木烯（16.46%～29.41%）、α-松油醇（5.19%～7.83%）、β-馬欖烯（2.90%～7.14%）、β-柏木烯（3.48%～6.26%）、羅漢柏烯（2.87%～5.56%）、龍腦（2.31%～3.78%）等，不同系統(tǒng)壓力下所提取精油的成分相對含量略有差別。柏木醇是一種高沸點的倍半萜醇，因此，在壓力越大的系統(tǒng)中所得精油中柏木醇相對含量越高。α-柏木烯、β-柏木烯、羅漢柏烯、γ-衣蘭油烯等Ev中含量高于Eh，且α-柏木烯相對含量隨著系統(tǒng)壓力增大相對減少。β-馬欖烯、β-芹子烯、α-芹子烯等Ev中相對含量低于Eh。減壓提取過程中在系統(tǒng)壓力較低的條件下含有(+)-樅油烯、2,6-二甲基-2,4,6-辛三烯、別羅勒烯等單萜類化合物，而Eh樣品中未檢測到，這可能是因為單萜類化合物沸點較低，而真空度高時體系內(nèi)沸點較低，單萜類化合物得到了較好的保留。

圖3 不同系統(tǒng)壓力下水蒸氣蒸餾提取柏木陰沉木精油總離子流圖

3.3.2 常壓蒸餾提取不同時間段精油成分比較 常壓蒸餾提取中根據(jù)不同提取時間得到的精油總離子流圖（圖4）鑒定出了43種化合物（表4），主要為萜烯類化合物，其中單萜類10種，倍半萜類28種，二萜類3種，其他類2種，成分檢出率為91.90%～99.56%。

常壓蒸餾提取每隔1 h收集1次精油，經(jīng)干燥脫水后對不同蒸餾時間的Eh進(jìn)行GC-MS測定，其結(jié)果表明不同蒸餾時間的Eh成分有所差異。1～8 h提取過程中每小時獲得的精油成分種類分別為36、35、35、35、35、22、19、21，前5 h內(nèi)對精油的成分種類和數(shù)量無影響，5 h以后，對精油成分的種類有所影響，第6～8小時的種類明顯更少，例如缺少1,3,3-三甲基-二環(huán)［2.2.1］庚-2-酮、di--α-柏木烯- (I)、β-欖香烯、α-衣蘭油烯、姜黃烯等成分，但同時又增加了部分其他成分，如2,4-二甲基苯乙烯、右旋萜二烯、表松油烯等。說明隨著蒸餾時間的增加，精油的品質(zhì)發(fā)生變化。

3.4 抗氧化實驗

3.4.1 清除DPPH·能力測定 DPPH的無水乙醇溶液為紫色，在517 nm波長處有最大吸收，吸光度與濃度呈線性關(guān)系。向其中加入自由基清除劑時，可以結(jié)合或替代DPPH·，使自由基數(shù)量減少，吸光度變小，溶液顏色變淺，褪色越明顯表示其抗氧化能力越強(qiáng)。由圖5可知，柏木陰沉木精油具有一定的DPPH·清除能力，且隨著樣品質(zhì)量濃度的增大，對DPPH·的清除能力增強(qiáng)。Ev在清除DPPH·上的表現(xiàn)優(yōu)于Eh，半數(shù)抑制濃度（half inhibitory concentration，IC50）分別為84.99 μL/mL（Ev）和105.37 μL/mL（Eh）。

表3 不同系統(tǒng)壓力下獲得柏木陰沉木精油主要成分及相對含量

Table 3 Main components and relative contents of essential oil from buried wood of C. funebris obtained by steam distillation under different system pressures

序號tR/min名稱分子式相對含量/%30 kPa40 kPa50 kPa60 kPa70 kPa80 kPa常壓 18.443葑醇C10H18O1.191.031.081.531.590.921.23 29.4331-甲氧乙基環(huán)己烷C9H18O1.221.031.20???? 39.4352-(3,4-二溴-4-甲基環(huán)己基)丙烷-2-醇C10H18Br2O???1.661.681.52? 49.436二氫月桂烯醇C10H20O??????2.06 510.205龍腦C10H18O2.772.472.683.523.782.312.91 611.120(+)-樅油烯C10H16???6.97?5.00? 711.129α-松油醇C10H18O5.655.195.68?7.83?6.22 818.574di-epi-α-柏木烯-(I)C15H241.100.890.790.840.770.610.53 918.942β-欖香烯C15H241.661.281.141.261.040.870.80 1019.902α-柏木烯C15H2429.4125.6123.0023.4924.2118.7716.46 1120.285β-柏木烯C15H246.265.384.804.984.873.943.48 1220.845羅漢柏烯C15H245.564.794.164.174.073.182.87 1323.581γ-衣蘭油烯C15H241.651.421.211.271.131.010.84 1425.026(+)-α-長葉蒎烯C15H241.581.490.651.251.181.04? 1525.194α-衣蘭油烯C15H240.760.730.600.620.570.530.42 1625.449(+)-花側(cè)柏烯C15H220.900.950.760.740.730.690.60 1726.0072,6-二甲基-2,4,6-辛三烯C10H16?1.621.36???? 1826.0093-甲基-5-乙基苯酚C9H12O??????0.89 1926.0092-甲基-4-乙基苯酚C9H12O?????1.09? 2026.0112,6-二甲基-2,4,6-辛三烯C10H161.92?????? 2126.011別羅勒烯C10H16????1.29?? 2226.0123-(1-甲乙基)苯酚C9H12O???1.43??? 2326.847(?)-β-杜松烯C15H24????1.49?? 2426.853順-衣蘭油-3,5二烯C15H24?????1.36? 2526.854Δ-杜松烯C15H242.171.941.691.73??1.06 2628.816β-欖香烯C15H240.520.690.780.74?0.991.09 2730.337β-甜沒藥烯C15H24???0.29??? 2833.005柏木醇C15H26O22.7229.0930.9827.1030.0234.0935.00 2936.044β-馬欖烯C15H242.904.284.994.214.446.887.14 3037.164γ-衣蘭油烯C15H24??0.720.61??1.00 3137.172T-杜松醇C15H26O?????0.93? 3237.701β-芹子烯C15H241.121.692.131.721.653.043.08 3338.040α-芹子烯C15H241.181.782.371.921.783.343.40 3438.422γ-衣蘭油烯C15H24??0.560.44?0.810.87 3540.100香樹烯C15H24??????0.62 總計 92.2493.3593.3392.4994.1292.9292.57

圖4 不同時間段Eh GC-MS總離子流圖

3.4.2 清除·OH能力測定 H2O2與亞鐵離子反應(yīng)生成·OH，加入水楊酸后產(chǎn)生紫色化合物（2,3-二羥基苯甲酸），該化合物在510 nm波長處有最大吸收峰，其值與·OH的量成正比。向其中加入自由基清除劑時，被氧化的水楊酸減少，值變小，溶液顏色變淺，褪色越明顯表示其抗氧化能力越強(qiáng)。

由圖6可知，柏木陰沉木精油具有一定的·OH清除能力，且隨著樣品質(zhì)量濃度的增大，對·OH的清除能力增強(qiáng)，IC50分別為10.43 μL/mL（Ev）和180.64 μL/mL（Eh），Ev對·OH的清除能力是Eh的17倍左右。

3.4.3 總還原力測定 總還原力測定是利用樣品所具有的還原性，可將鐵氰化鉀的Fe3+還原成Fe2+，然后亞鐵氰化鉀繼續(xù)和FeCl3反應(yīng)，產(chǎn)生顏色變化明顯的藍(lán)色沉淀（普魯士藍(lán)），這種藍(lán)色沉淀在波長700 nm處有最大吸收波長，值越高，說明樣品還原能力越強(qiáng)。其結(jié)果如圖7所示，柏木陰沉木精油還原能力與濃度呈線性相關(guān)，質(zhì)量濃度越高，還原能力越強(qiáng)，且Ev還原能力強(qiáng)于Eh。

表4 常壓下不同蒸餾時間Eh主要成分及相對含量

Table 4 Main components and its relative content of Eh obtained at different distillation time under normal pressure

序號tR/min中文名分子式相對含量/%1 h2 h3 h4 h5 h6 h7 h8 h 17.6772,4-二甲基苯乙烯C10H12????0.70?0.600.33 27.6821,3,3-三甲基-二環(huán)[2.2.1]庚-2-酮C10H16O0.170.460.590.61?0.83?? 38.443葑醇C10H18O1.742.732.611.490.981.370.730.46 49.442α-松油醇C10H18O???2.522.222.70?? 59.447右旋萜二烯C10H16??????2.211.77 69.449反式-2-(4-甲基環(huán)己基)異丙醇C10H20O??3.84????? 79.4802-(3,4-二溴-4-甲基環(huán)己基)丙烷-2-醇C10H18Br2O2.823.70?????? 810.901異龍腦C10H18O0.600.880.720.420.320.39?? 910.205龍腦C10H18O4.275.075.043.292.383.261.971.36 1011.129α-松油醇C10H18O8.029.169.747.576.378.597.025.90 1111.392萜品油烯C10H160.450.650.740.81?1.071.311.30 1215.1013-甲基苯乙醇C9H12O0.440.590.600.410.350.420.28? 1318.344α-柏木烯C15H240.520.340.210.130.12??? 1418.576di-epi-α-柏木烯-(I)C15H240.640.410.260.160.14??? 1518.942β-欖香烯C15H241.030.670.430.290.28??? 1619.886α-柏木烯C15H2414.048.948.006.085.706.706.977.54 1720.281β-柏木烯C15H243.342.141.651.201.141.281.331.46 1820.840羅漢柏烯C15H242.891.821.360.910.790.890.830.89 1923.584γ-衣蘭油烯C15H241.070.660.460.30???? 2023.841α-衣蘭油烯C15H240.600.360.22????? 2124.104姜黃烯C15H220.560.340.23?0.15??? 2224.773巴倫西亞橘烯C15H240.53??????? 2325.042(+)-α-長葉蒎烯C15H241.010.650.610.500.56??? 2425.199α-衣蘭油烯C15H240.520.330.270.200.22??? 2525.440(+)-花側(cè)柏烯C15H220.640.450.480.450.49??? 2626.0213-(1-甲乙基)苯酚C9H12O1.120.660.530.360.21??? 2726.854Δ-杜松烯C15H241.460.870.650.400.38???

續(xù)表2

序號tR/min中文名分子式相對含量/%1 h2 h3 h4 h5 h6 h7 h8 h 2828.837β-欖香烯C15H241.091.391.421.731.781.571.471.49 2930.522β-甜沒藥烯C15H240.510.690.550.620.69??? 3033.295柏木醇C15H26O25.9927.0731.9937.0434.8242.6144.0543.27 3133.568β-蛇麻烯C15H24???0.39???? 3233.935α-柏木烯C15H240.590.721.161.401.400.790.840.81 3334.477(+)-α-柏木萜烯C14H22O20.920.960.941.151.270.770.830.91 3435.763(+)-α-欖香烯乳C15H24??0.470.59???? 3535.774表松油烯C15H24????0.57??? 3636.119β-馬欖烯C15H245.196.076.949.3010.0610.7112.8413.73 3737.213T-杜松醇C15H26O1.031.211.141.421.611.301.511.63 3837.991香橙烯C15H242.693.163.514.755.004.955.836.18 3938.116α-芹子烯C15H242.753.253.584.855.175.436.526.88 4038.426γ-衣蘭油烯C15H240.800.930.971.301.431.331.591.78 4138.8686-甲基-6-[3-甲基-3-(1-甲基乙烯基)-1-環(huán)丙烯-1-甲基]-2-庚酮C15H24O0.470.590.650.800.93??? 4240.100香樹烯C15H240.640.780.780.881.210.95?1.11 4340.527γ-雪松烯C15H24?0.44??0.62??? 4441.983β-甜沒藥烯C15H240.340.410.370.460.51??? 4542.196(?)-α-雪松烯C15H240.340.490.400.560.63??? 4643.858佛術(shù)烯C15H240.230.12?0.430.52??? 4762.468淚柏烯C20H320.410.470.410.310.33??? 4863.255香紫蘇醇C20H36O20.45?0.510.500.540.28?0.23 4963.259淚柏烯C20H32?0.52?????? 5063.8808-亞甲基二螺[2.1.2.4]十一烷C12H18???0.46?0.50?0.53 5163.882(+)-15-貝葉烯C20H320.710.750.42?1.05??? 總計 93.6391.9095.4597.0493.6498.6998.7399.56

4 討論

本實驗結(jié)果顯示，VED提取工藝中精油在系統(tǒng)壓力為50 kPa的提取率（3.63±0.03）%最高。提取動力學(xué)實驗以動力學(xué)模型V＝a－e(V－kt)為基礎(chǔ)，分別推導(dǎo)出VED與HD精油提取的動力學(xué)模型V＝12.044－e(2.432－0.140 t)、V＝11.370－e(2.403－0.119 t)，且證明該模型可描述相關(guān)的提取過程。實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)柏木陰沉木精油對DPPH自由基的清除能力、羥自由基的清除能力均是Ev優(yōu)于Eh，總還原力Ev也優(yōu)于Eh。通過本實驗可知，與HD相比，VED能提高水蒸氣提取柏木陰沉木精油的提取率與抗氧化能力，并能在較短的時間內(nèi)獲得較高的精油產(chǎn)率。在系統(tǒng)壓力為30 kPa到常壓范圍內(nèi)，系統(tǒng)壓力越大的條件下所提取精油中柏木醇相對含量越高，而其他主要成分α-柏木烯、β-柏木烯、羅漢柏烯、γ-衣蘭油烯等減壓提取精油中相對含量高于常壓。常壓條件提取不同蒸餾時間的精油在前期四小時精油中的成分種類都相差不大，而在提取后期，精油中的成分種類有所改變。

圖6 柏木陰沉木精油的·OH清除能力

圖7 柏木陰沉木精油的還原力

柏木精油具有抗氧化、抑菌等生物活性，廣泛應(yīng)用在醫(yī)藥，美容，農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。而柏木陰沉木精油中的主要成分之一柏木醇可用于定香劑、調(diào)配日用香精、增香劑[15]，還具有改善睡眠、鎮(zhèn)靜和緩解壓力的功效[16]，并且在體內(nèi)和體外實驗中均表現(xiàn)出良好抑菌活性，柏木醇具有開發(fā)為新型植物源殺菌劑的潛力[17]。柏木陰沉木精油中的其他主要成分羅漢柏烯為目前香羅漢柏烯為目前香料工業(yè)中重要原料[18]，α、β-柏木烯是某些合成香料（如甲基柏木酮、柏木酮、柏木烯醇和環(huán)氧柏木烷）的重要原料，這些香料被廣泛應(yīng)用于香水、香皂、日用化妝品等領(lǐng)域[19]。本實驗利用柏木陰沉木木粉為原料進(jìn)行精油的提取，實現(xiàn)柏木陰沉木資源的最大化利用和可持續(xù)發(fā)展，做好邊角料的回收利用。研究結(jié)果可使柏木陰沉木邊角余料得到合理有效的利用，可為其深度開發(fā)利用和精油提取提供研究思路和方法，因此具有中藥的理論意義和實際應(yīng)用價值。

利益沖突 所有作者均聲明不存在利益沖突

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Chemical component analysis and anti-oxidant activity of essential oil extracted from buried wood ofby steam distillation based on systematic pressure control

TANG Xin1,WU Yi-feng1, GUO Dong-yun1, WAN Na1, 2, WU Da-zhang3, WU Zhen-feng1, 4, YANG Ming1, 4, QIU Yong-wei1, 5, HUANG Xiao-ying1, 4

1. Key Laboratory of Modern Preparation of TCM, Ministry of Education, Jiangxi University of Chinese Medicine, Nanchang 330004, China 2. College of Pharmacy, Jiangxi University of Chinese Medicine, Nanchang 330004, China 3. Chongqing Tong Junge Pharmaceutical Co., Ltd., Taiji Group, Chongqing 401366, China 4. State Key Laboratory of Innovation Medicine and High Efficient and Energy Saving Pharmaceutical Equipment, Jiangxi University of Chinese Medicine, Nanchang 330004, China 5. Research Center of Natural Resources of Chinese Medicinal Materials and Ethnic Medicine, Jiangxi University of Chinese Medicine, Nanchang 330004, China

To study the differences in extraction rate, composition, content and antioxidant capacity of essential oil extracted from buried wood ofunder different system pressure conditions, so as to provide a certain research basis for the application and development of buried wood of.Firstly, the differences of the extraction rate, physical properties and extraction kinetics of essential oil extracted from buried wood ofwere investigated by steam distillation under different pressure. And then the chemical constituents of the essential oil were identified by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). Finally, the antioxidant activity of the essential oil was analyzed by the removal of DPPH·, ·OH and the determination of total reducing power.The extraction rate (3.63 ± 0.03)% of buried wood ofessential oil by steam distillation was the highest when the system pressure was 50 kPa. The content of cedrol in the extracted essential oil increased with the increase of system pressure, while the contents of α-cedrene, β-cedrene,-thujopsene, γ-muurolene and other main components in decompression extracted essential oil were higher than those under atmospheric pressure. There was no significant difference in the species of the essential oil components extracted at the first five hours under atmospheric pressure, but species of the essential oils changed at the later stage of extraction. The scavenging ability of DPPH·, ·OH and total reducing power of buried wood ofessential oil extracted by decompression were better than those extracted by atmospheric pressure.The decompression extraction increased the extraction rate and antioxidant capacity of essential oil, and higher yield of essential oil could be obtained in a shorter time.

buried wood of; essential oils; systematic pressure control; GC-MS analysis; chemical composition; antioxidant activities; α-cedrene; β-cedrene;-thujopsene; γ-muurolene; steam distillation method

R283.6

A

0253 - 2670(2022)06 - 1709 - 10

10.7501/j.issn.0253-2670.2022.06.013

2021-09-16

國家重點研發(fā)計劃（2018YFC1706404）；國家自然科學(xué)基金資助項目（82060720）；國家自然科學(xué)基金資助項目（81560657）；江西省重大科技研發(fā)專項（20194ABC28009）；江西省重點研發(fā)計劃（20192BBG70072）；校級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計劃項目（202110412168）

唐 欣（1998—），女，碩士研究生，研究方向為中藥藥劑學(xué)。E-mail: 1275364172@qq.com

邱詠薇，高級實驗師，研究方向為中藥鑒定與分類。E-mail: vvqiu517@163.com

黃小英，副研究員，研究方向為中藥精油及芳香療法。E-mail: 8842100@qq.com

[責(zé)任編輯 鄭禮勝]