作者：廉宜君 李元元，李敏，唐娟，陈韩英，李炳奇
【摘要】 目的 比较水蒸气蒸馏法和超临界CO2萃取技术从沙枣花中提取挥发油的得率，确定最佳提取工艺。方法 采用正交试验，以挥发油得率为指标，比较超临界CO2萃取及水蒸气蒸馏两种方法的提取效果。结果 水蒸气蒸馏法中药材蒸馏时间对提取挥发油的影响最大;而超临界CO2萃取的最佳条件为萃取压力20 MPa，萃取温度40 ℃，CO2流量为10 L/h。结论 与水蒸气蒸馏法相比，超临界CO2萃取法具有耗时少、效率高和对提取后物料破坏较小等优点，适合于批量生产，便于制剂的后续提取工艺制备。
【关键词】 沙枣花;挥发油;水蒸气蒸馏;超临界CO2萃取;正交试验
Abstract：Objective To optimize the extraction process by determing the volatile oil yield of steam distillation and supercritical CO2 extraction from flowers of Elaeagnus angustifolia L.. Methods Orthogonal test was carried out to compare two extraction effects between steam distillation and supercritical CO2 extraction by detecting the extraction ratio from flowers of Elaeagnus angustifolia L.. Results Steam distillation time on volatile oil extraction has the greatest impaction， and the best condition of supercritical CO2 extraction was extraction pressure of 20 MPa， extraction temperature of 40 ℃， and flux of CO2 is 10 L/h. Conclusion Compared with steam distillation， supercritical CO2 extraction spends less time， has higher efficiency and less harm to the materiel after extracting. It adapts to batch process and is convenient for subsequent extraction technology.
Key words：flowers of Elaeagnus angustifolia L.;volatile oil;steam distillation;supercritical CO2 extraction;orthogonal test
沙枣花为胡颓子科属植物沙枣(Elaeagnus angustifolia L.)的花，呈银白色，下垂，花呈漏斗形，长5～7 mm，主产于西北地区。沙枣花主要含山柰酚、花白素、脂肪油和少量挥发油，具有止咳平喘的功能，可用于治疗慢性支气管炎。目前国内外对沙枣花上述一些化学成分的研究已有相关报道[1-2]，但关于沙枣花挥发油的提取工艺少见报道。
有关挥发油的提取目前主要有有机溶剂法、水蒸气蒸馏法、分子蒸馏法、超临界CO2萃取法等[3-5]。水蒸气蒸馏法是提取八角茴香挥发性成分的经典方法，该法的特点是设备简单、操作方便、成本低、产量大[6]。超临界流体萃取(Super critical fluid extraction，SCFE)是一种近年来发展最快、使用最广的
较新型的萃取分离技术，与传统方法比较，超临界流体萃取在低温条件下进行，避免了挥发油成分的热解及挥发[7-8]。笔者采用正交试验优化水蒸气蒸馏法和超临界CO2萃取法对沙枣花挥发油的提取工艺，以期对沙枣花挥发油的香料价值、生物活性成分及药用价值的开发利用提供科学依据。
1 仪器与试药
超临界萃取装置(江苏南通华安超临界萃取有限公司);BL610型电子分析天平;挥发油提取器[依照2005年《中华人民共和国药典》(一部)附录XD挥发油测定法中装置]、电热套、粉碎机(RT-34桌上型研磨式)、药筛等。
沙枣花采自新疆石河子地区，经石河子大学生物科技学院教授鉴定为沙枣(Elaeagnus angustifolia L.)的花，采回后立即在-20 ℃冷冻保鲜。
2 方法
2.1 水蒸气蒸馏提取
2.1.1 提取过程 准确称取80 g经粉碎过的原料投入挥发油提取器中，加热进行水蒸气蒸馏，分出油层，用无水Na2SO4干燥后，称量，计算挥发油得率。挥发油得率=(m2-m1)/m×100%，其中m2为挥发油与容量瓶质量(g)，m1为容量瓶质量(g)，m为沙枣花取样质量(g)。
2.1.2 正交试验设计 根据影响挥发油的提取因素及相关文献[9-10]，在预试验的基础上，选取对挥发油提取影响较大的蒸馏时间(A)、粉碎程度(B)、加水倍数(C)作为考察因素，每个因素设计3个水平，以挥发油得率为考察指标，设计L9(34)正交试验。因素水平详见表1。表1 沙枣花挥发油水蒸气蒸馏因素水平
2.2 超临界CO2萃取
2.2.1 萃取过程 将120 g经粉碎过的原料，装入萃取罐中，通入CO2进行连续萃取，萃取液进入分离罐进行分离，CO2气化后循环使用，萃取物从分离罐底部放出，计量并计算挥发油得率[11-12]。
2.2.2 正交试验设计 以沙枣花挥发油得率为考核指标，以影响萃取率的萃取温度(A)、压力(B)、CO2流量(C)3个因素为变量，每个因素取3个水平，设计L9(34)正交试验。因素水平详见表2。表2 沙枣花挥发油CO2超临界萃取因素水平
3 结果
3.1 水蒸气蒸馏正交试验结果(见表3、表4)表3 水蒸气蒸馏正交试验结果表4 水蒸气蒸馏正交试验结果方差分析注：F0.05(2，2)=19.00，F0.01(2，2)=99.00
挥发油得率为0.45～0.81 g/100 g。从表3结果可见，A&>C&>B，方差分析结果表明，A因素的影响具有统计学意义(P&<0.01)。综合考虑，确定最优工艺条件为A3B2C2，即沙枣花的蒸馏时间6 h、粉碎程度为20～40目、加10倍量水浸泡。
为进一步考察上述最佳提取条件的提取效果，将120 g粉碎程度为20～40目的原料加10倍水，浸泡2 h然后投入挥发油提取器中，加热进行水蒸气蒸馏，分出油层，用无水Na2SO4干燥后，称量。该实验重复3次，分别得挥发油0.966、0.998、0.989 g，计算挥发油平均得率为0.820 g/100 g，高于正交试验中最高得率。
3.2 超临界CO2萃取正交试验结果(见表5、表6)表5 超临界CO2萃取正交试验结果表6 超临界CO2萃取正交试验结果方差分析注：F0.05(2，2)=19.00，F0.01(2，2)=99.00
以沙枣花挥发油的得率为指标，由表5中极差R的大小及表6方差分析结果显示，各因素对试验结果的影响依次为A&>C&>B。其中萃取温度对沙枣花挥发油的萃取具有显著性影响(P&<0.05)。从直观分析可知，沙枣花挥发油超临界CO2萃取的最佳组合条件为A2B1C1，即萃取温度40 ℃、萃取压力20 MPa、CO2流量为10 L/h。为进一步考察在最佳条件下的萃取效果，将120 g沙枣花粉碎物加入萃取装置内萃取得到挥发油1.656 g，得率为1.38 g/100 g，高于正交试验中最高得率。
4 讨论
本试验采用水蒸气蒸馏法和CO2超临界萃取法进行沙枣花中挥发油的提取，以挥发油得率为参考标准，通过正交试验对提取条件进行优选提取。通过正交试验，优选出了水蒸气蒸馏提取与超临界CO2萃取两种提取方法的最佳工艺。前者工艺简单、成本低，但提取率相对也较低，且其过程易造成对热不稳定及易氧化成分的破坏。后者虽提取率较高，因系统需高压操作，对仪器设备要求较高，故提取成本高，但操作温度低，系统密闭，可较好地保存有效成分不被破坏，不发生次生化，所以，特别适合于对热敏感性强、容易氧化分解破坏成分的提取。相对来说，超临界萃取提取工艺具有更大的优势，具有绿色环保、无溶剂残留等特点，符合当前发展趋势，具有重要的工业意义及应用前景，同时也为沙枣花挥发油的进一步开发利用提供参考依据。
参考文献
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