朱砂根挥发油的超临界CO2萃取工艺优选及GC—MS分析
【摘要】 目的研究朱砂根挥发油超临界CO2萃取的最佳工艺和挥发油的化学成分。方法采用均匀设计方法，以挥发油提取率为指标，萃取压力、萃取温度、萃取时间为因素，考察超临界CO2萃取朱砂根挥发油的最佳工艺，并通过GC—MS对其成分进行了分析。结果超临界CO2萃取的最佳提取条件为：萃取压力33MPa，萃取温度42℃，萃取时间60 min。从朱砂根挥发油中共分离出32个峰,鉴定出29个化学成分，鉴定率97.55%。主要成分为油酸、亚油酸、棕榈酸、α—亚麻酸甲酯、5,8,11—十七碳三烯酸甲酯等。结论该工艺优于水蒸气蒸馏法，产品中含较多的对人体有益的不饱和脂肪酸及萜类化合物。
【关键词】 朱砂根 挥发油 超临界流体二氧化碳萃取 均匀设计 气—质联用。
中药朱砂根Ardisia crenata Sims始载于《本草纲目》，又名八爪金龙、地红消、大红消等，为紫金牛科紫金牛属常绿矮小灌木［1］ ，分布于我国浙江、江西、贵州等地。朱砂根的根及全株入药，性味苦，辛，凉［2］，具有清热解毒、散淤止痛、清咽利喉、祛痰止咳等功效，治疗上呼吸道感染、扁桃体炎、急性咽喉炎、白喉、丹毒、淋巴结炎、劳伤吐血、心胃气痛、跌打损伤、风湿骨痛诸病［3］，为贵州民间习用药材。有关朱砂根的文献报道多是集中在皂苷等化学成分的研究及药用资源调查方面，有关朱砂根挥发油化学成分方面还未见报道。本研究利用超临界流体CO2萃取技术研究了朱砂根挥发油的萃取工艺，并通过气相色谱—质谱( GC—MS)联用法分离并鉴定了挥发油的化学成分,为朱砂根植物的开发利用提供了科学依据。
1 仪器与材料。
1.1 主要仪器HA120—40—0.5超临界萃取装置（南通华安超临界萃取有限公司）；HP5890/HP5973GC/MS联用仪(美国惠普公司)。
1.2 试剂与材料 朱砂根样品采集于贵州贵阳地区，经贵阳中医学院陈德媛教授鉴定为紫金牛科朱砂根Ardisia crenata Sims植物。洗净、干燥，备用。
2 方法。
2.1 用水蒸气蒸馏法萃取朱砂根中的挥发油 称取干燥朱砂根样品100 g，参照《中国药典》(2005版)方法，用水蒸气蒸馏装置进行蒸馏，通过3次平行实验得到挥发油的平均萃取率为1.722 1%。
2.2.1 萃取方法 取朱砂根根部粉末100 g（40目），装入0.5 L萃取釜内胆，盖上烧结板拧紧，装入萃取筒。启动总电源开关，启动萃取、分离温控仪表并设置温度参数。启动制冷装置，使之保持在3～5℃之间，等温度达到设定值时适当调节各个阀门使萃取罐内压力达到工艺要求。待萃取罐内温度、压力都达到设定值时，打开阀门使流体流入分离罐中。
以朱砂根挥发油的萃取率为指标，以萃取压力、萃取温度、萃取时间3个因素为实验因素，每个因素安排7个水平，按均匀设计表U7*（74）［4］，取2，3，4列安排实验进行萃取，进行其中分离釜I温度45℃，分离压力7～8 MPa，分离釜Ⅱ温度40℃，分离压力5～6 MPa。二氧化碳流量30 L·h—1，萃取一定时间后收集分离釜Ⅰ、Ⅱ中的萃取液。均匀设计法的因素水平见表1，实验设计安排见表2。表1 SFE—CO2萃取朱砂根的因素水平。
2.2.2 均匀设计结果分析上述试验数据经DPS7.55专业软件进行二次多项式逐步回归分析，得到如下的模型方程：Y=1.587 400 000—0.020 110 416 667X2+0.000 569 479 166 7X3+0.000 007 367 187 500X3×X3+0.001 074 479 166 7X1×X2—0.000 111 250 000 00X1×X3，理论最大优化值为2.0724%。模型的复相关系数R=0.997 1，F=34.423 1,而F0.01（3，3）＝29.46，因此该方程在α=0.01的水平上显著。因此，用该模型预测萃取工艺参数对朱砂根的超临界CO2萃取的影响是可行的。由方程得到的最优萃取工艺条件是：萃取压33 MPa，萃取温度42℃，萃取时间60 min，分离釜I温度45 ℃，分离压力7～8 MPa，分离釜Ⅱ温度40℃，分离压力5～6 MPa，二氧化碳流量30 L·h—1。
2.2.3 验证实验取150 g粉碎过筛的朱砂根粉末按优化后的条件进行萃取，制备3批样品，平均萃取率1.930 3％，与回归模型预测值较为接近。