水蒸馏与CO₂超临界法提取杠香挥发油成分对比分析

陈晓庆¹张丹雁²范紫颖²班梦梦²曾业达²杨丽²

1. 广州中医药大学第一附属医院药学部2. 广州中医药大学中药学院

摘要：【目的】对比分析杠香挥发油不同提取方式的优劣及其提取化学成分的异同,为寻找不同应用途径的精油及相关副产品生产提供科学方法和依据。【方法】分别采取水蒸气蒸馏法、二氧化碳（CO2）超临界流体萃取法提取杠香的挥发油,测定提取率,应用气相色谱-质谱联用（GC-MS）技术进行挥发油化学成分对比分析。【结果】CO2超临界法提取时间短,提取率高,挥发油色泽稍深,提取所剩粉渣仍存香气,可用做熏香产品基础原料,但经济成本高;水蒸馏法经济成本低,其提取所得挥发油色泽浅,透明度好,额外可获得纯露原料,可作芳香露剂用途,但水蒸馏法提取时间长,提取率低。经GC-MS检测技术分析,水蒸馏油检出39个组分,超临界油检出25个组分。两者共有组分13个,其相对百分含量有一定差异,但主要成分类型均为醇类、酯类及烯类,主成分均为橙花叔醇。【结论】应用水蒸气蒸馏法、CO2超临界流体萃取法提取杠香挥发油各有优势。可根据杠香提取精油用途合理选择不同提取方法生产不同类型的挥发油产品及不同用途副产品。

杠香，为豆科黄檀属植物滇黔黄檀（Dalbergia yunnanensis Franch.）含树脂的根、根茎及藤茎，主产于云南、四川、贵州、湖南、湖北及广西等地，缅甸等东南亚地区亦产[1]。产区当地少数民族常用其治疗感冒，咳嗽，胃肠道、心血管疾病及外伤，《四川常用中草药》[2]、《西昌中草药》[3]对此均有收载。此外，因杠香富含芳香树脂，自古以来当地民众习惯将其用于熏香及避秽抗疫，具有药香两用的价值。近年来，杠香所具有的药香两用价值逐渐引起人们的关注与研究。张丹雁、范紫颖等[4,5]先后对其原植物品种及挥发油成分进行了鉴定分析研究。本研究采用气相色谱-质谱联用（GC-MS）技术对水蒸气蒸馏法与二氧化碳（CO2）超临界流体萃取法提取所得杠香挥发油成分进行对比分析，寻找相应不同用途的杠香挥发油提取方法及适宜相关副产品，以期为杠香的综合开发利用提供参考依据，现将研究结果报道如下。

1 材料

1.1 药品

杠香采自云南省大理市，经广州中医药大学张丹雁教授鉴定，为豆科蝶形花亚科黄檀属植物滇黔黄檀（Dalbergia yunnanensis Franch.）含树脂的香材。

1.2 仪器

SFE-24x2二氧化碳（CO₂）超临界萃取装置、7890B-5977A型安捷伦GC-MS联用仪、7693型自动进样器（美国安捷伦有限公司）。

1.3 试剂

石油醚（色谱级，沸程30～60℃，天津市科密欧化学试剂有限公司）。

2 方法

2.1 挥发油提取[6]

水蒸气蒸馏法参照2015年版《中华人民共和国药典：四部》“通则2204”中挥发油测定法甲法^[^7]提取。以杠香50 g粉末，300 mL蒸馏水，提取5 h，获得杠香水蒸馏挥发油并计算得率；CO₂超临界萃取法委托广州绿生缘公司进行，23 MPa,55℃，萃取3 h，获得杠香超临界挥发油并计算得率，4℃保存备用。

2.2 挥发油GC-MS成分分析

2.2.1 GC-MS分析条件

色谱条件：色谱柱为HP-5ms UI型毛细管柱（30 m×0.25 mm×0.25μm）。进样口温度：250℃。载气：高纯度氦气。气体流速：0.8 mL·min^-1。进样量：1μL。分流比：10∶1。升温程序：柱初始温度为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℃，平衡时间3 min。质谱条件：离子源EI。离子源温度：230℃。四级杆温度：150℃。接口温度：280℃。扫描范围：50～550 m/z。溶剂：延迟3 min。

2.2.2 供试品的制备及测定

吸取“2.1”项下挥发油20μL,2 mL石油醚溶解混匀，经0.22μm微孔滤膜过滤后，按照“2.2.1”项下GC-MS条件测定供试品溶液。利用计算机自动检索功能，将质谱结果在NIST14标准谱库中进行检索对照，对挥发油化学成分进行鉴定，并应用色谱峰面积归一化法计算各组分的相对百分含量。

3 结果

3.1 杠香挥发油2种提取方式对比

如表1所示：水蒸馏法提取的挥发油色泽为浅黄色，透明，提取率为0.9%，可获得芳香纯露作副产品，经济成本低；CO₂超临界法提取的挥发油色泽为黄棕色，略透明，提取率为1.5%，其药渣可二次回收利用做熏香基础粉，但经济成本高。

表1 杠香挥发油2种提取方法的对比

3.2 2种提取方式杠香挥发油主要成分类型分析

水蒸馏法和CO₂超临界法得到的杠香挥发油GC-MS总离子流图见图1。通过计算机对色谱图进行分析：从水蒸馏挥发油中鉴定出39个成分，占其挥发油总面积的99.81%；从超临界挥发油中鉴定出25个成分，占其挥发油总面积的100%。两者主要化学成分类型均为醇类、酯类及烯类，其中，水蒸馏挥发油中醇类成分相对百分含量达87.96%，超临界挥发油中醇类成分相对百分含量达85.00%。具体结果见表2。

图1 2种提取方式杠香挥发油GC-MS总离子流图

表2 2种提方式杠香挥发油中主要成分类型分析

3.3 不同提取方式杠香挥发油成分对比分析

化学成分分析结果显示：水蒸馏挥发油的主要成分为橙花叔醇（63.20%）、2-亚甲基-（3β，5α）-胆甾烷-3-醇（12.77%）、环氧化蛇麻烯Ⅱ（4.38%）、红没药醇（3.03%）、金合欢醇（2.63%）、（1RS,4SR)-p-Menth-2-ene-1,4-diol(2.43%）、韦得醇（1.83%）、4,7,10,13-六癸烯酸甲酯（1.55%）等；超临界挥发油的主要成分为橙花叔醇（39.30%）、（-）-异长叶醇（39.04%）、环氧化蛇麻烯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%）、红没药醇（1.09%）、（E,E,E)-12-acetoxy-2,6,10-trimethyl-2,6,10-Dodecatrien-1-ol(1.12%）、丙酮香叶酯（1.08%）、（-）-愈创醇（1.07%）、韦得醇（0.82%）等。两者共有成分13个，主成分均为橙花叔醇，详见表3。

4 讨论

杠香富含芳香树脂，实地调研发现，杠香在民间具有较长的药香两用历史，除作内服及外用外，香业市场及民间分别用杠香粉末及其水蒸馏油、超临界油制作熏香产品用于文玩熏香、芳疗及抗疫。本团队前期研究发现，杠香水蒸馏挥发油及超临界挥发油对金黄色葡萄球菌、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）、粪肠球菌均具有抑菌活性（待发表）。可见杠香挥发油开发利用前景十分广阔。

表3 2种提取方式的杠香挥发油GC-MS成分分析表

本研究结果显示，水蒸馏法与CO₂超临界法提取杠香挥发油在提取时间、提取率、提取成本及挥发油特征等方面存在一定的差异。就提取效率而言，CO₂超临界法提取所需时间短，提取率高，超临界法萃取温度低、无溶剂残留，提取完毕后药材粉渣尚含有芳香小分子成分，可二次回收作为线香、塔香等香薰产品的基础原料，使得香材可多重利用，但超临界法提取经济成本高；水蒸馏挥发油提取效率虽不高，但经济成本较低，且蒸馏过程中所获得的芳香纯露及水提液可再次回收开发利用，此外，水蒸馏挥发油色泽浅，透明度高。就挥发油化学成分而言，水蒸馏挥发油鉴定出的组分数目更多，但两者成分类型基本一致，主要为醇类、酯类及烯类，挥发油主成分均为橙花叔醇，此外，两者共有成分13个，分别是橙花叔醇、环氧化蛇麻烯Ⅱ、金合欢醇、红没药醇、韦得醇、红没药醇氧化物A、（+）-β-雪松烯、Methyl-3-cis,9-cis,12-cis-octadecatrienoate、（-）-愈创醇、（-）-异长叶醇、（-）-α-雪松烯、2-Butyloxycarbonyloxy-1,1,10-trimethyl-6,9-epid⁃ioxydecalin、α-acorenol。2种挥发油中各化学组分的相对百分含量有一定的差异，如（-）-异长叶醇在水蒸馏挥发油中相对百分含量不到1%，但却为超临界挥发油中的主成分，相对百分含量达到39.04%。此外，两者挥发油的组成亦存在一定的差异，如水蒸馏挥发油中主要成分2-亚甲基-（3β，5α）-胆甾烷-3-醇（12.77%）在超临界挥发油中未检测到。

综上所述，水蒸气蒸馏法和CO₂超临界法提取杠香挥发油各有优势，企业可根据具体所需的挥发油特征、用途及经济核算成本，选用适宜的提取工艺生产杠香精油及相关产品。本研究可为杠香的挥发油提取研究、相关产品的生产及杠香深入开发利用提供科学依据。

END

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