上海精科-新疆雪莲的超临界萃取及气相色谱分析
时间:2013-10-29 阅读:871
新疆雪莲又名雪荷花,为菊科风毛菊属多年生草本植物,主要分布在天山海拔3000~4000m的高山雪岭山。天山雪莲具有除了传统的预防治疗风湿性关节炎、经血不调、阳痿、跌打损伤等疾病外,还应用到食品,美容,戒毒,癌症防治等领域,是一个广为大众接受的中药材。
目的探讨超临界选择性萃取雪莲活性成分的可行性,报道超临界萃取挥发油的产率以及成分,预测提取物生理作用。方法以萃取率为指标对萃取压力,萃取时间,萃取温度做单因素考察,并对10MPa和20MPa萃取压力下提取物做GC-MS分析。结果适宜的萃取条件为:20MPa,45℃,动态萃取2.5h,新疆雪莲挥发油的超临萃取率(2.49%)比水蒸气法(0.08%)高,并且选择性好。结论此研究为雪莲的综合开发奠定了基础。
超临界流体萃取技术(supercriticalfluidextraction,SFE)是一种新型分离技术,具有萃取温度低,速度快等诸多优点[3]。有关雪莲的超临界萃取并GCMS分析未见报道,本文探讨超临界CO2选择性萃取雪莲活性成分的可行性,明确*萃取条件,报道超临界萃取新疆雪莲的产率以及成分,预测提取物生理作用,为雪莲这一珍贵民族药材的进一步开发奠定基础。
1器材美国PE公司TurboMassAutosystemXLGC联用分析仪;HA1215002型超临界萃取装置,江苏南通华安超临界萃取有限公司生产。雪莲采样于新疆阜康,经新疆中药民族药研究所李晓瑾研究员鉴定为天山野生雪莲。CO2为食品级,He为色谱纯。
2方法2.1天山雪莲的超临界提取将雪莲干燥后全草(地上部分)120g粉碎、过40目筛后加入2000ml超临界CO2萃取池中,以萃取压力,萃取时间,萃取温度3因素分别做单因素实验:参数设置范围为压力10~25MPa;萃取池温度35~55℃,解析压力固定4.2MPa,温度40℃;动态萃取30~120min;CO2流量固定在20L/h。计算萃取率并结合GCMS检测结果考察*提取条件。
2.2提取物的GCMS分析条件色谱柱:supelcowax10(60m×0.25mm×0.25μl);色谱柱程序升温条件:柱温60℃(10min),3℃/min升温至150℃,2.3℃/min升温至270℃(42.83min);载气He,流速:16psi;接口温度280℃;离子源温度200℃;电离电压70eV;扫描质量范围30~550amu。
3结果与讨论3.1考察萃取压力对超临界提取率的影响(固定其他条件:萃取温度50℃,分离釜温度30℃,分离釜压力4.2MPa,CO2流量20L/h,提取时间为3.5h)压力一般是影响萃取率的主要因素,为此,首*行考察压力对萃取率的影响因素,固定萃取温度50℃,选择10~30MPa之间5种压力进行筛选,其与萃取率的关系详见图l。由图1可知,当压力在20MPa以下时,随着压力的增大萃取率增加较快,超过20MPa再增加压力变化不大。但具体哪个压力下为好,还要结合其选择性,萃取物生理活性等才能判定。
3.2考察萃取时间对超临界提取率的影响(固定萃取压力为20MPa,萃取温度为50℃,30min取一次样,其他条件同上。)萃取开始初,由于SCFCO2与溶质未达到良好接触,萃取量较少,随萃取时间延长,传质达到良好状态,单位时间的萃取量增大,直至达到其zui大值,此后由于萃取对象中待分离成分含量减少提取量增加逐渐缓慢,综合考虑2.5h为好。见图2。
3.3考察萃取温度对超临界提取率的影响(固定萃取压力20MPa,萃取时间2.5h,其他条件同2.2项)温度对萃取率的影响:当萃取压力固定为20MPa,CO2流量固定为20L/h时,温度对萃取率的影响详见图3,由图3知,温度对超临界溶解能的影响较为复杂。温度升高,可使超临界流体的密度降低,溶解度下降。相反,温度的升高又可使物质分子运动加剧,利于溶质容积之间的相互扩散,减小传质阻力,使溶解度增加。综合来说温度影响不是很大,以45℃为佳。
3.410,20MPa萃取压力下萃取物的GCMS分析(固定萃取温度为45℃,动态连续萃取2.5h,其他条件同2.1项)考虑到不同萃取压力下萃取成分可能存在的差异,分别对10,20MPa条件下萃取物做GC-MS分析。
超临界萃取物主要含有:去氢木香内酯,不饱和(脂肪)酸(脂),饱和脂肪酸(脂),长链烷烃等。现代研究证实前3类都有显著的药理活性[4,7,8]。
萃取压力对萃取总量和萃取成分都有影响。当萃取压力由10MPa升高到20MPa提取率由0.6%升高到2.51%,药理活性成分含量上升,脂质成分下降(46.27%~17.23%)。综合提取率和药效成分含量两方面考虑,新疆雪莲适宜的萃取条件为:萃取釜20MPa,45℃,动态萃取2.5h,萃取过程短、温度低,提取率2.51%,高于文献水蒸气法0.08%,并且萃取出多种水蒸气法不能得到的系列不饱和酸成分[5]。雪莲20MPa萃取物共分离出26种化合物:饱和脂肪酸(脂)(27.81%),去氢木香内脂(22.93%),不饱和酸(脂)(19.69%),鉴定了其中的21种。已鉴定化合物组分占总馏出组分的80.7%,占色谱总馏出峰面积的97.6%。
雪莲20MPa萃取物含有6种不饱和酸,异palustrate甲酯,油酸,亚油酸甲脂,9,15二烯十八酸甲酯,亚麻酸甲酯,11,14,17二十碳三烯酸甲酯均为从该属植物检测到。这与超临界萃取温度低,时间短,提取系统密闭有关。本实验为雪莲的进一步研究开发奠定了基础。