超临界二氧化碳萃取迷迭香中迷迭香酸的工艺研究

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1、超临界二氧化碳萃取迷迭香中迷迭香酸的工艺研究 作者：陈四利，张冲，李嘉诚，冯玉红 张亚男，张德拉【摘要】 目的研究萃取迷迭香中迷迭香酸的优选工艺条件。方法利用超临界CO2流体萃取技术，设计4因素3水平正交实验，结合高效液相色谱法对迷迭香酸进行定量分析。结果确定优选工艺条件为：萃取压力40MPa，萃取温度65，萃取时间1 h，夹带剂(乙醇)用量为0.60 mlg-1。 结论该方法可靠性高、简便，可用于迷迭香中迷迭香酸的提取。 【关键词】 超临界CO2萃取； 高效液相色谱； 迷迭香Abstract：ObjectiveTo study a new extraction process of comp

2、onents from Rosmarinus officinalis L. MethodsBy supercritical CO2 fluid extraction (SFE- CO2). The content of rosmarinic acid in the extract was tested by HPLC. ResultsThe optimum extraction process conditions were as follows: keeping pressure at 40 MPa and temperature at 65 for 1h, in the same time

3、 adding alcohol 0.60 mlg-1. CondlusionThe established method is simple and reliable for the extration of rosmarinic acid in Rosemarinus officinalis L.Key words：Supercritical CO2 fluid extraction; HPLC; Rosmarinus officinalis L. 迷迭香Rosmarinus officinalis L.，系唇形科（Labiatae）迷迭香属植物。原产地中海地区,现在世界各国广泛栽培。198

4、1年由中国科学院植物研究所北京植物园引入我国1。目前，我国南方已广为栽种。迷迭香酸是在1958年由Ellis首次从迷迭香中分离得到，主要存在于唇形科紫草科葫芦科椴树科伞形科的多种植物中2，是一种天然抗氧化剂，具有抗炎、抗血栓、抗血小板凝集、抗病毒和抗菌等活性3，而且有很好的自由基清除和抗氧化作用，能抑制内皮细胞调节的低密度脂蛋白的氧化4。在药物应用上，德国Nattermann公司已将迷迭香酸作为解热、镇痛、抗炎药在市场上销售5。迷迭香酸属多酚类化合物，结构不稳定6，并且目前从迷迭香中提取迷迭香酸常用有机溶剂法，方法非常繁琐，通常还会有溶剂残留。超临界萃取技术是一种集提取、分离、浓缩为一体的新技

5、术7，具有工艺过程简单、选择性强、无溶剂残留、不破坏物质活性等优势。 本实验采用超临界CO2萃取技术，通过设计正交实验优选萃取工艺，并用高效液相色谱法对萃取物中的迷迭香酸进行定量分析。1 器材1.1 仪器Spe- ed超临界萃取仪（美国ASI）；Waters高效液相色谱仪：Waters 2695 Separations Module, Waters 2487 Dual Absorbance Detector（美国Waters）；超声波清洗器（大连华洋科技有限公司）；LABOROTA 4000旋转蒸发仪（德国Heidolph）；电子天平（SHIMADZU）。1.2 材料 迷迭香（购自福建）；液体

6、CO2（广东佛山科的气体公司）；迷迭香酸对照品（纯度97，天津一方科技有限公司）；甲醇（色谱纯，美国TEDIA）；甲酸，乙醇（分析纯，广州化学试剂厂）；双蒸水。2 方法2.1 超临界CO2萃取超临界萃取受很多因素的影响，根据设备情况，选取萃取压力、萃取温度、萃取时间、夹带剂4个对萃取效率有较大影响的因素，设计4因素3水平正交实验，以优选超临界CO2萃取迷迭香酸的工艺参数。因素水平表见表1。表1 正交实验因素水平（略）称取100 g迷迭香干叶，装入萃取釜，在一定压力和温度下进行超临界CO2萃取，以乙醇作为夹带剂，萃取完毕，收集萃取物，备用。2.2 迷迭香酸测定方法2.2.1 色谱条件色谱柱Wat

7、ers C18（3.9 mm150 mm）；流动相为甲醇0.1甲酸溶液（4555 V/V），流速1.0 ml/min；波长330 nm，AUFS 1.000 0，柱温25。2.2.2 标准溶液配制 准确称取迷迭香酸标准品5.0 mg，置于25 ml棕色容量瓶中，甲醇超声溶解定容，置于冰箱中避光保存，备用。2.2.3 标准曲线制作 分别设定进样量为0.5，1，2，4，8 l，自动进样，按上述色谱条件测定色谱峰的积分面积，以标准品的进样量X（g）对色谱峰的积分面积Y进行线性回归，得到回归方程：Y=2 450 240X40 465.75（r0.999 8），线性范围为：0.0971.552 g。见图

8、1。图1 迷迭香酸标准曲线（略）2.2.4 样品分析方法将不同条件下的试样定容于50 ml棕色容量瓶中，甲醇超声溶解，经0.45 m微孔滤膜过滤，在上述色谱条件下，分别进样20 l，外标法定量，测定各条件萃取物中迷迭香酸的含量。2.2.5 精密度实验 按上述色谱条件，吸取迷迭香酸标准品溶液5 l，重复进样5次，测定迷迭香酸的峰面积积分值，峰面积积分值RSD相对标准偏差为0.66。3 结果3.1 正交实验结果分析超临界萃取的主要影响因素。3.1.1 萃取压力萃取的压力是超临界CO2萃取过程中最重要的参数。压力大小是影响CO2流体溶解能力的关键因素之一，增加压力将提高CO2流体的密度，因而具有增加

9、其溶解能力的效应，在CO2临界压力附近，压力的微小变化会引起密度的急剧改变，超过一定的范围压力CO2流体的密度影响变缓，对于不同的物质，其萃取压力有很大的不同。3.1.2 萃取温度萃取温度也是影响超临界CO2萃取的重要参数。温度对溶解度的影响存在有利和不利两种趋势。一方面，温度升高，超临界流体密度降低，其溶解能力相应下降，导致萃取数量的减少；但另一方面，温度升高使被萃取溶质的挥发性增加，这样就增加了被萃取物在超临界气相中的浓度，从而使萃取数量增大。3.1.3 萃取时间萃取时间主要是从对设备以及样品的损耗经济和萃取效率方面考虑。3.1.4 夹带剂超临界流体萃取的溶剂大多数是非极性或弱极性，对亲脂

10、类物质的溶解度较大，对较大极性的物质溶解度较小。针对这一问题，在纯的超临界流体如超临界二氧化碳中加入一定量的极性成分(即夹带剂)可显著地改变超临界二氧化碳流体的极性，拓宽其适用范围。 根据原料和设备情况，选取萃取压力、萃取温度、萃取时间、夹带剂4个对萃取效率有较大影响的因素，设计4因素3水平正交实验，根据选定的L9(34)正交表安排实验，并对结果进行极差分析。见表2。 从极差分析可以看出，各因素对迷迭香酸得率的影响程度依次为ABCD，优选萃取工艺为A3B2C1D3，即：萃取压力40MPa，萃取温度65，萃取时间1h，夹带剂用量为0.60 mlg-1。 萃取压力对结果影响最大。压力增大，超临界C

11、O2流体的密度增大，有利于成分的溶出。压力K值表明，压力由20 MPa增加到30 MPa时，萃取结果无明显变化，压力由30 MPa增加到40 MPa时，萃取结果明显增大。表2 L9(34)正交实验结果（略）萃取温度对结果影响也较大。温度升高，流体的传质速率增大，利于传质；温度升高，被萃取物质的挥发性增大，有利于物质的溶出。温度K值表明，温度由55增加到65时，萃取结果明显增大，温度由65增加到75时，结果反而减小。这是由于温度增加的同时，CO2流体的密度也随之减小，对萃取产生负效应。萃取时间的影响仅次于萃取温度。 夹带剂的影响最小，迷迭香酸属于高极性化合物。乙醇由于无毒等优点，是常用的夹带剂。

12、本实验采用乙醇为夹带剂，随乙醇用量增大，超临界CO2流体的极性增大，有利于迷迭香酸的溶出。3.2 验证实验为进一步考察方法的可靠性，称取100 g迷迭香干叶，按照正交实验所得优选萃取工艺进行萃取，共进行3次平行实验，测得迷迭香酸的提取率分别为：0.028 79，0.028 87，0.028 81，RSD为0.17，证明本法可靠性高。4 结论 采用超临界CO2萃取技术可以实现迷迭香中迷迭香酸的提取。4因素影响大小为：萃取压力萃取温度萃取时间夹带剂，优选工艺条件为A3B2C1D3，即：萃取压力40 MPa，萃取温度65，萃取时间1 h，夹带剂用量为0.60 mlg-1。 本工艺可靠性高，工艺简单，

13、不存在有害物质污染，符合绿色环保发展趋势，值得进一步优化和研究，具有广阔的应用前景。【参考文献】 1 王文中，王 颖.迷迭香的研究及其应用抗氧化剂J.中国食品添加剂，2002，5：60.2 陈慧芳，马永华，卞学伟.植物活性成分词典，第2册M.北京：中国医药科技出版社，2001：888.3 吴建章，郁建平，赵东亮.迷迭香酸的研究进展J.天然产物研究与开发，2005，17（3）：383.4 Pearson DA , Frankel EN, Aeschbach R ,et al. Inhibition of endothelial cell mediated oxidation of low density lipoprotein by rosamrary and plant phenolicsJ.Agric Food Chem, 1997, 45(3):578.5 刘先章，赵振东，毕良武，等.天然迷迭香抗氧化剂的研究进展J.林产化学与工业，2004，24（增刊）：132.6 陈立亚.迷迭香酸的研究概况J.中国药事，2007，21（11）：923.7 邢 洁，张典瑞，张学顺，等.超临界流体萃取-柱色谱联用制备冬凌草甲壳素新工艺的研究J中国药学杂志，2005，40（23）：1804.9 / 9文档可自由编辑打印