薊屬植物中揮發(fā)油的提取與檢測方法及該揮發(fā)油的應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于提取與分析檢測的技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種薊屬植物提取物的檢測方法， 特別涉及一種大薊/小薊中揮發(fā)油的提取與檢測方法及該揮發(fā)油的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 大薊（CirsiumjaponicumDC)和小薊（CirsiumsetosumMB)均屬于菊科薊屬植 物，是多年生草本，廣泛種植于中國，日本，韓國等地，以全草或根部入藥，同時(shí)亦可作為食 物。此兩種植物外形和氣味均有相似之處，臨床上均可用作止血?jiǎng)，F(xiàn)代醫(yī)藥學(xué)證實(shí)該兩 種植物存在潛在的護(hù)肝、抗腫瘤以及抗氧化活性。目前，關(guān)于大薊和小薊的研宄多集中于粗 提物及非揮發(fā)性成分，對(duì)于其中的揮發(fā)油鮮有報(bào)道。因此，研宄其中的揮發(fā)油組分并評(píng)價(jià)其 功效意義重大。
[0003]揮發(fā)油是多種具有生物活性的化學(xué)成分組成的混合物。目前，已從唇形科、姜科、 菊科等鑒定出17000多種能產(chǎn)揮發(fā)油的芳香型植物。因其具備潛在的抗氧化和抑菌活性， 揮發(fā)油成分被廣泛用作食品和飲料中的調(diào)味劑?，F(xiàn)今，已有許多揮發(fā)油配方被用作安全的 食品防腐劑。然而，一些合成的活性成分或者防腐劑被報(bào)道對(duì)人體健康和環(huán)境有害。二十 世紀(jì)五十年代以來，天然植物來源的揮發(fā)油組分已被廣泛開發(fā)，進(jìn)而取代合成物質(zhì)，應(yīng)用于 藥物、化妝品、農(nóng)業(yè)和食品工業(yè)等領(lǐng)域。
[0004] 揮發(fā)油的提取技術(shù)包括有機(jī)溶劑提取、超臨界流體萃取、水蒸氣蒸餾等。通過有機(jī) 溶劑提取得到的組分中含有許多高沸點(diǎn)成分，后續(xù)純化相當(dāng)困難。超臨界流體萃取因其具 有高的投入成本和低的回收率，從而不能取代水蒸氣蒸餾法。水蒸氣蒸餾法是一種傳統(tǒng)的 提取揮發(fā)油的方法，由于蒸餾過程中，蒸汽可取代周圍空氣中的氧氣，從而起到防止組分被 氧化的作用，得到的揮發(fā)油具備較好的功效而被沿用至今，但是采用傳統(tǒng)的水蒸氣蒸餾法， 揮發(fā)油的得率并不是很高。
[0005]如何簡化實(shí)驗(yàn)，確定優(yōu)異工藝參數(shù)也成為人們研宄的一熱點(diǎn)。響應(yīng)面分析法(Responsesurfacemethodology，RSM)是優(yōu)化工藝參數(shù)的一種有效統(tǒng)計(jì)方法，采用多元回 歸方程來擬合因素與響應(yīng)值之間的函數(shù)關(guān)系，分析因素間的交互作用，進(jìn)而確定最優(yōu)工藝 參數(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，本發(fā)明的首要目的在于提供一種薊屬植物中揮 發(fā)油的提取與檢測方法，采用改進(jìn)的水蒸氣蒸餾法與GC-MS，提取和檢測分析薊屬植物，特 別是大薊和小薊中的揮發(fā)性成分，為兩者揮發(fā)油的實(shí)際應(yīng)用提供參考；并采用響應(yīng)面分析 法優(yōu)化揮發(fā)油的提取工藝，提高揮發(fā)油得率；采用響應(yīng)面分析法所確定的工藝參數(shù)制備的 揮發(fā)油其抗氧化活性較好。
[0007] 本發(fā)明的另一目的在于提供由上述提取與檢測方法得到的薊屬植物中揮發(fā)油的 應(yīng)用。
[0008] 本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[0009] -種薊屬植物中揮發(fā)油的提取與檢測方法，具體包括以下步驟：
[0010] (1)采用水蒸氣蒸餾法提取揮發(fā)油：
[0011] 將干燥的薊屬植物地上部分粉碎，過篩，置于反應(yīng)器中，加入蒸餾水，浸泡，連接水 蒸氣蒸餾裝置，加熱浸提，收集上層揮發(fā)油；所述薊屬植物為大薊或小薊；
[0012] (2)響應(yīng)面優(yōu)化：
[0013] 在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，選取考察變量和響應(yīng)值，利用DesignExpert8. 0.5軟件根 據(jù)Box-Benhnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)原理，對(duì)考察變量和響應(yīng)值進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化，得到優(yōu)化工藝參 數(shù)；其中大薊以浸泡時(shí)間、提取溫度和液固比為考察變量，總揮發(fā)油得率為響應(yīng)值；小薊以 浸泡時(shí)間、提取時(shí)間和液固比為考察變量，總揮發(fā)油得率為響應(yīng)值；
[0014] (3)采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用對(duì)水蒸氣蒸餾法提取的揮發(fā)油進(jìn)行檢測分析；
[0015] (4)對(duì)大薊或小薊中的揮發(fā)油進(jìn)行輔助檢測分析：
[0016] 通過頂空固相微萃取法提取大薊或小薊中的揮發(fā)油，再采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用 進(jìn)行檢測分析。
[0017] 所述對(duì)大薊或小薊中的揮發(fā)油進(jìn)行輔助檢測分析，具體包括以下步驟將 大薊或小薊進(jìn)行粉碎，過篩；取0.5-1. 0g大薊或小薊粉末放入20ml頂空樣品瓶中，加入 0. 75-1. 5g氯化鈉以及2-4ml蒸餾水，旋緊蓋子，搖勻，得到混懸液；
[0018] (1-2)將混懸液進(jìn)行平衡，然后將萃取頭插入頂空瓶中進(jìn)行萃??；
[0019] (1-3)萃取結(jié)束后，取出萃取頭插入GC-MS裝置中的氣相色譜進(jìn)樣口，解吸，樣品 通過毛細(xì)管柱進(jìn)行分離，分離后的樣品用質(zhì)譜鑒定。
[0020] 所述薊屬植物粉末的粒徑為20-60目。
[0021] 所述水蒸氣蒸餾裝置包括蒸餾瓶、冷凝器以及揮發(fā)油收集裝置，所述揮發(fā)油收集 裝置的一接口與蒸餾瓶連接，一接口與冷凝器連接，另一接口與儲(chǔ)存裝置連接，所述揮發(fā)油 收集裝置外表面設(shè)置帶有進(jìn)水口和出水口的二次冷凝套，揮發(fā)油經(jīng)過加熱浸提，隨著水蒸 氣揮發(fā)通過揮發(fā)油收集裝置進(jìn)入冷凝器中，經(jīng)過冷凝器的冷凝，揮發(fā)油落入收集裝置中，再 經(jīng)過冷凝套的第二次冷凝。
[0022] 步驟（1)中所述浸泡溫度為20_30°C，浸泡時(shí)間為l_12h。
[0023] 步驟（1)中所述提取溫度為80_160°C，提取時(shí)間為l-10h。
[0024] 步驟（1)中所述液固比為（10_30)mL:lg。
[0025] 步驟（3)中所述氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS)為美國GC6890-MSD5975,Agilent; 所述色譜條件：載氣為He，進(jìn)樣量為1yL，進(jìn)口溫度為220°C，傳輸線溫度設(shè)為250°C，分流 比為1:10,升溫程序設(shè)定如下：初始溫度為40°C保留2min，然后以5°C/min升至250°C，保 留5min，，流速設(shè)為LOmL/min;
[0026] 所述質(zhì)譜條件為EI電離源，電子轟擊離子化電壓為70eV，質(zhì)譜掃描范圍設(shè)為 33. 0-500.Oamu，離子源溫度為 230°C。
[0027] 步驟（1-1)中所述大薊或小薊粉末的粒徑為20-60目；步驟（1-2)中所述萃取頭 為 75ymCAR/PDMS。
[0028] 步驟（1-2)中所述平衡的條件為于35-50°C平衡10_50min;所述萃取的溫度為 30-50°C，萃取的時(shí)間為30-60min。
[0029]步驟（1-3)中所述解吸的溫度為220-250°C，解吸的時(shí)間為2-6min。
[0030] 步驟（1-3)中所述GC-MS為配備有毛細(xì)管柱的GC-MS，其型號(hào)為美國Thermo FisherScientific公司的TraceDSQII，所述毛細(xì)管柱為 30mX0.25mmX0.25ym的 TR-5MS毛細(xì)管柱；
[0031]所述色譜條件：載氣為He，進(jìn)樣量為1yL，進(jìn)口溫度為250°C，傳輸線溫度設(shè)為 280°C，分流比為1:10,升溫程序設(shè)定如下：初始溫度為40°C保留2min，然后以5°C/min升 至 250°C，保留 5min,，流速設(shè)為 1.OmL/min;
[0032] 所述質(zhì)譜條件為EI電離源，電子轟擊離子化電壓為70eV，離子源溫度為250°C，質(zhì) 譜掃描范圍設(shè)為33. 0-500.Oamu。
[0033] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)及有益效果：
[0034] (1)本發(fā)明通過水蒸氣蒸餾法-氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS)提取檢測大薊小薊中 的揮發(fā)油，并通過頂空固相微萃取法_氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用輔助檢測揮發(fā)油的組分，首次在 大薊和小薊中同時(shí)檢測出了含量較高的植酮、正己醇、正戊醇等具有草香和果香的組分；
[0035] (2)本發(fā)明通過水蒸氣蒸餾裝置的改進(jìn)以及對(duì)工藝的優(yōu)化，提高了揮發(fā)油的得率； 大薊和小薊在優(yōu)化條件下得到的揮發(fā)油具有較強(qiáng)的還原能力和ABTS自由基清除能力，為 進(jìn)一步研宄其活性成分及開發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù)；
[0036] (3)水蒸氣蒸餾法工藝簡單，環(huán)保無污染，通過本發(fā)明的水蒸氣蒸餾法提取的揮發(fā) 油具有較高的抗氧化活性。
【附圖說明】
[0037]圖1為水蒸氣蒸餾裝置，圖1A為傳統(tǒng)的水蒸氣蒸餾裝置，圖1B為改進(jìn)的水蒸氣蒸 餾裝置；
[0038] 圖2為具有顯著交互作用兩因素對(duì)大薊和小薊揮發(fā)油得率影響的響應(yīng)曲面圖，其 中圖2A為浸泡時(shí)間與提取溫度之間的交互作用對(duì)大薊揮發(fā)油得率的影響；圖2B為浸泡時(shí) 間與液固比的交互作用對(duì)大薊揮發(fā)油得率的影響；圖2C為提取溫度與液固比之間的交互 作用對(duì)大薊揮發(fā)油得率的影響；圖2D為浸泡時(shí)間與提取時(shí)間之間的交互作用對(duì)小薊揮發(fā) 油得率的影響；圖2E為浸泡時(shí)間與液固比之間的交互作用對(duì)小薊揮發(fā)油得率的影響；圖2F 為提取時(shí)間與液固比之間的交互作用對(duì)小薊揮發(fā)油得率的影響；
[0039]圖3為具有顯著交互作用兩因素對(duì)大薊和小薊揮發(fā)油得率影響的等高線圖；其中 圖3A為浸泡時(shí)間與提取溫度之間的交互作用對(duì)大薊揮發(fā)油得率的影響；圖3B為浸泡時(shí)間 與液固比的交互作用對(duì)大薊揮發(fā)油得率的影響；圖3C為提取溫度與液固比之間的交互作 用對(duì)大薊揮發(fā)油得率的影響；圖3D為浸泡時(shí)間與提取時(shí)間之間的交互作用對(duì)小薊揮發(fā)油 得率的影響；圖3E為浸泡時(shí)間與液固比之間的交互作用對(duì)小薊揮發(fā)油得率的影響；圖3F 為提取時(shí)間與液固比之間的交互作用對(duì)小薊揮發(fā)油得率的影響；
[0040] 圖4為從大薊和小薊中提取得到的揮發(fā)油的抗氧化活性圖；其中，圖4A為DPPH自 由