水蒸餾與CO2超臨界法提取杠香揮發油成分對比分析

陳曉慶， 張丹雁， 范紫穎， 班夢夢， 曾業達， 楊麗

（1.廣州中醫藥大學第一附屬醫院藥學部，廣東廣州 510405；2.廣州中醫藥大學中藥學院，廣東廣州 510006）

杠香，為豆科黃檀屬植物滇黔黃檀（Dalbergia yunnanensisFranch.）含樹脂的根、根莖及藤莖，主產于云南、四川、貴州、湖南、湖北及廣西等地，緬甸等東南亞地區亦產[1]。產區當地少數民族常用其治療感冒，咳嗽，胃腸道、心血管疾病及外傷，《四川常用中草藥》[2]、《西昌中草藥》[3]對此均有收載。此外，因杠香富含芳香樹脂，自古以來當地民眾習慣將其用于熏香及避穢抗疫，具有藥香兩用的價值。近年來，杠香所具有的藥香兩用價值逐漸引起人們的關注與研究。張丹雁、范紫穎等[4-5]先后對其原植物品種及揮發油成分進行了鑒定分析研究。本研究采用氣相色譜-質譜聯用（GC-MS）技術對水蒸氣蒸餾法與二氧化碳（CO2）超臨界流體萃取法提取所得杠香揮發油成分進行對比分析，尋找相應不同用途的杠香揮發油提取方法及適宜相關副產品，以期為杠香的綜合開發利用提供參考依據，現將研究結果報道如下。

1 材料

1.1 藥品杠香采自云南省大理市，經廣州中醫藥大學張丹雁教授鑒定，為豆科蝶形花亞科黃檀屬植物滇黔黃檀（Dalbergia yunnanensisFranch.）含樹脂的香材。

1.2 儀器SFE-24x2二氧化碳（CO2）超臨界萃取裝置、7890B-5977A型安捷倫GC-MS聯用儀、7693型自動進樣器（美國安捷倫有限公司）。

1.3 試劑石油醚（色譜級，沸程30~60℃，天津市科密歐化學試劑有限公司）。

2 方法

2.1 揮發油提取[6]水蒸氣蒸餾法參照2015年版《中華人民共和國藥典：四部》“通則2204”中揮發油測定法甲法[7]提取。以杠香50 g粉末，300 mL蒸餾水，提取5 h，獲得杠香水蒸餾揮發油并計算得率；CO2超臨界萃取法委托廣州綠生緣公司進行，23 MPa，55℃，萃取3 h，獲得杠香超臨界揮發油并計算得率，4℃保存備用。

2.2 揮發油GC-MS成分分析

2.2.1 GC-MS分析條件 色譜條件：色譜柱為HP-5ms UI型毛細管柱（30 m×0.25 mm×0.25μm）。進樣口溫度：250℃。載氣：高純度氦氣。氣體流速：0.8 mL·min-1。進樣量：1μL。分流比：10∶1。升溫程序：柱初始溫度為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℃，平衡時間3 min。質譜條件：離子源EI。離子源溫度：230℃。四級桿溫度：150℃。接口溫度：280℃。掃描范圍：50~550m/z。溶劑：延遲3 min。

2.2.2 供試品的制備及測定 吸取“2.1”項下揮發油20μL，2 mL石油醚溶解混勻，經0.22μm微孔濾膜過濾后，按照“2.2.1”項下GC-MS條件測定供試品溶液。利用計算機自動檢索功能，將質譜結果在NIST14標準譜庫中進行檢索對照，對揮發油化學成分進行鑒定，并應用色譜峰面積歸一化法計算各組分的相對百分含量。

3 結果

3.1 杠香揮發油2種提取方式對比如表1所示：水蒸餾法提取的揮發油色澤為淺黃色，透明，提取率為0.9%，可獲得芳香純露作副產品，經濟成本低；CO2超臨界法提取的揮發油色澤為黃棕色，略透明，提取率為1.5%，其藥渣可二次回收利用做熏香基礎粉，但經濟成本高。

表1 杠香揮發油2種提取方法的對比Table 1 Comparison of the two extraction methods for the volatile oilfrom Dalbergia yunnanensis Franch.

3.22種提取方式杠香揮發油主要成分類型分析水蒸餾法和CO2超臨界法得到的杠香揮發油GC-MS總離子流圖見圖1。通過計算機對色譜圖進行分析：從水蒸餾揮發油中鑒定出39個成分，占其揮發油總面積的99.81%；從超臨界揮發油中鑒定出25個成分，占其揮發油總面積的100%。兩者主要化學成分類型均為醇類、酯類及烯類，其中，水蒸餾揮發油中醇類成分相對百分含量達87.96%，超臨界揮發油中醇類成分相對百分含量達85.00%。具體結果見表2。

圖1 2種提取方式杠香揮發油GC-MS總離子流圖Figure 1 Comparison of GC-MS total ion chromatogram of the volatile oilfrom Dalbergia yunnanensis Franch.by two extraction methods

表2 2種提方式杠香揮發油中主要成分類型分析Table 2 Comparison of analysis of the main constituent types of the volatile oilfrom Dalbergia yunnanensis Franch.by two extraction methods

3.3 不同提取方式杠香揮發油成分對比分析化學成分分析結果顯示：水蒸餾揮發油的主要成分為橙花叔醇（63.20%）、2-亞甲基-（3β，5α）-膽甾烷-3-醇（12.77%）、環氧化蛇麻烯Ⅱ（4.38%）、紅沒藥醇（3.03%）、金合歡醇（2.63%）、（1RS，4SR）-p-Menth-2-ene-1，4-diol（2.43%）、韋得醇（1.83%）、4，7，10，13-六癸烯酸甲酯（1.55%）等；超臨界揮發油的主要成分為橙花叔醇（39.30%）、（-）-異長葉醇（39.04%）、環氧化蛇麻烯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%）、紅沒藥醇（1.09%）、（E，E，E）-12-acetoxy-2，6，10-trimethyl-2，6，10-Dodecatrien-1-ol（1.12%）、丙酮香葉酯（1.08%）、（-）-愈創醇（1.07%）、韋得醇（0.82%）等。兩者共有成分13個，主成分均為橙花叔醇，詳見表3。

表3 2種提取方式的杠香揮發油GC-MS成分分析表Table 3 Comparison of GC-MS analysis of the volatile oilconstituents from Dalbergia yunnanensis Franch.by two extraction methods

4 討論

杠香富含芳香樹脂，實地調研發現，杠香在民間具有較長的藥香兩用歷史，除作內服及外用外，香業市場及民間分別用杠香粉末及其水蒸餾油、超臨界油制作熏香產品用于文玩熏香、芳療及抗疫。本團隊前期研究發現，杠香水蒸餾揮發油及超臨界揮發油對金黃色葡萄球菌、耐甲氧西林金黃色葡萄球菌（MRSA）、糞腸球菌均具有抑菌活性（待發表）。可見杠香揮發油開發利用前景十分廣闊。

（續表3）

本研究結果顯示，水蒸餾法與CO2超臨界法提取杠香揮發油在提取時間、提取率、提取成本及揮發油特征等方面存在一定的差異。就提取效率而言，CO2超臨界法提取所需時間短，提取率高，超臨界法萃取溫度低、無溶劑殘留，提取完畢后藥材粉渣尚含有芳香小分子成分，可二次回收作為線香、塔香等香薰產品的基礎原料，使得香材可多重利用，但超臨界法提取經濟成本高；水蒸餾揮發油提取效率雖不高，但經濟成本較低，且蒸餾過程中所獲得的芳香純露及水提液可再次回收開發利用，此外，水蒸餾揮發油色澤淺，透明度高。就揮發油化學成分而言，水蒸餾揮發油鑒定出的組分數目更多，但兩者成分類型基本一致，主要為醇類、酯類及烯類，揮發油主成分均為橙花叔醇，此外，兩者共有成分13個，分別是橙花叔醇、環氧化蛇麻烯Ⅱ、金合歡醇、紅沒藥醇、韋得醇、紅沒藥醇氧化物A、（+）-β-雪松烯、Methyl-3-cis，9-cis，12-cis-octadecatrienoate、（-）-愈創醇、（-）-異長葉醇、（-）-α-雪松烯、2-Butyloxycarbonyloxy-1，1，10-trimethyl-6，9-epid?ioxydecalin、α-acorenol。2種揮發油中各化學組分的相對百分含量有一定的差異，如（-）-異長葉醇在水蒸餾揮發油中相對百分含量不到1%，但卻為超臨界揮發油中的主成分，相對百分含量達到39.04%。此外，兩者揮發油的組成亦存在一定的差異，如水蒸餾揮發油中主要成分2-亞甲基-（3β，5α）-膽甾烷-3-醇（12.77%）在超臨界揮發油中未檢測到。

綜上所述，水蒸氣蒸餾法和CO2超臨界法提取杠香揮發油各有優勢，企業可根據具體所需的揮發油特征、用途及經濟核算成本，選用適宜的提取工藝生產杠香精油及相關產品。本研究可為杠香的揮發油提取研究、相關產品的生產及杠香深入開發利用提供科學依據。