李 運,白賀明,朱仁愿,邱國玉
(蘭州市食品藥品檢驗所,甘肅 蘭州 730050)
檸檬烯在天然植物中存在3種異構體,最普遍的是D-檸檬烯,富含于蕓香科(Rutaceae)柑橘屬(Citrus L.)植物的果皮精油中。檸檬烯屬單萜類化合物,呈橙紅、橙黃色或無色澄清液體,有特異香氣;具有利膽溶石、理氣開胃、消炎止痛之功效,其制劑在臨床上用于治療膽道疾病[1],國內(nèi)有十余家制藥企業(yè)生產(chǎn)相關制劑,具有極大的臨床應用潛力。現(xiàn)代藥理研究表明,D-檸檬烯具有抑菌[2];調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝紊亂[3];抑制癌細胞增殖,誘導細胞凋亡[4-8];鎮(zhèn)痛及促進神經(jīng)中樞維持覺醒作用[9];同時,能夠促進鹽酸川芎嗪的透皮吸收[10]。目前,臍橙皮多被人們當垃圾丟棄,其寶貴的應用價值被忽視,從臍橙皮中提取D-檸檬烯可使資源再生,變廢為寶。檸檬烯多通過水蒸氣蒸餾、分子蒸餾[11]、溶劑浸提等方法進行提取。本試驗以臍橙皮粗粉為研究對象,檸檬烯萃取率為評價指標,采用正交試驗優(yōu)選CO2超臨界萃取最佳工藝,為該資源的開發(fā)利用提供參考依據(jù)。
Spe-ed型超臨界萃取儀(美國應用分離公司),GC-2010 Plus氣相色譜儀 (日本島津公司),MS105DU型電子天平(梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司),BSA224S-CW型電子天平 (賽多利斯科學儀器(北京)有限公司),CBL-10DT超聲波恒溫清洗機 (寧波新芝生物科技股份有限公司),DGG-9140B型電熱恒溫鼓風干燥箱 (上海森信實驗儀器有限公司)。
臍橙購自江西贛州市,經(jīng)蘭州大學藥學院楊永建教授鑒定為蕓香科植物臍橙Citrus sinensis(L.)Osbeck的新鮮果實。去除果肉,將其果皮在日光下自然曬干,粉粹,過3號篩,備用。
檸檬烯對照品 (中國食品藥品檢定研究院,批號 100470-201302,純度:96.0%),無水乙醇(國藥集團化學試劑有限公司)。
稱取臍橙皮粉末適量,置提取釜中,連接管路,確保氣密性良好。設置萃取壓力、爐體溫度、出樣閥溫度,開機萃取,提取完成后從出樣閥獲得黃色液體狀提取物,稱定其重量。取適量,用無水乙醇溶解定容于25mL容量瓶,待上機測試。
2.2.1 對照品溶液的制備
精密稱取檸檬烯對照品181.41mg,置于100mL容量瓶中,加無水乙醇定容,搖勻,即得。
2.2.2 色譜條件
Rtx-Wax彈性石英毛細管柱(0.32mm×30m,0.25μm);柱溫:45℃;載氣:高純氮氣;進樣口溫度:220℃;色譜柱流量:1.38mL·min-1; 檢測器溫度:220℃; 進樣量:1μL;分流比:30:1。 理論塔板數(shù)按檸檬烯峰計算應不低于30000。色譜如圖1所示。
2.2.3 供試品溶液的制備
精密稱取超臨界萃取物0.0500g,置25mL容量瓶中,用無水乙醇定容至刻度,搖勻,0.45μm微孔濾膜濾過,取續(xù)濾液,即得。
2.2.4 線性關系考察
精密吸取檸檬烯對照品溶液 0.1,0.2,0.4,0.8,1.0,2.0,5.0mL,分別置于25mL容量瓶中,用無水乙醇稀釋至刻度,搖勻,0.45μm微孔濾膜濾過,取續(xù)濾液,按2.2.2項下條件測定,以對照品溶液濃度為橫坐標,峰面積為縱坐標,得回歸方程Y=565710X+41.8416(r=0.9999),線性范圍 0.003483~0.348308mg·mL-1。
圖1 空白試劑(A)、對照品(B)、供試品(C)的氣相色譜圖1.檸檬烯
2.2.5 精密度試驗
取濃度為0.055729mg·mL-1的檸檬烯對照品溶液,按2.2.2項下條件連續(xù)進樣6次,分別記錄峰面積,計算RSD為0.56%,表明儀器的精密度良好。
2.2.6 穩(wěn)定性試驗
取“2.2.3”項下同一份供試品溶液,室溫下放置,0、2、4、6、12、18、24h 分別按“2.2.2”項下條件進行測試,計算出目標峰積分面積值的RSD為1.1%,可見供試品溶液至少在24h內(nèi)穩(wěn)定。
2.2.7 重復性試驗
精密稱取同一份超臨界萃取物5份,每份0.0500g,按2.2.3項下方法制備供試品溶液,按“2.2.2”項下條件進行含量測定。結果檸檬烯平均含量為16.9mg·g-1,RSD為1.2%,說明該方法重復性良好。
2.2.8 加樣回收率試驗
精密稱取已知含量的超臨界萃取物6份,每份60mg,分別精密加入檸檬烯對照品溶液(0.013932 mg·mL-1)2.0mL,置 25mL 容量瓶中,按“2.2.3”項下方法制備供試品溶液,在上述色譜條件下進行分析測定,計算回收率。結果檸檬烯平均回收率(n=6)為98.5%,RSD為1.7%。
2.2.9 樣品測定
取供試品溶液,分別進樣1μL,記錄檸檬烯峰面積,外標法計算含量。
準確稱取臍橙皮粗粉10.00g,置超臨界萃取釜中進行萃取。在預實驗的基礎上,設定出樣閥溫度為100℃,選擇萃取溫度、萃取壓力、萃取時間為考察因素,每個因素設定3個水平,以檸檬烯萃取量為評價指標,因素水平見表1,試驗安排及結果見表2,方差分析見表3。
表1 臍橙皮中檸檬烯提取CO2超臨界萃取工藝正交試驗因素水平
直觀分析表明各因素對萃取工藝的影響程度依次為C>A>B;方差分析表明C因素對超臨界萃取工藝的評價指標有顯著性影響,A,B因素則無顯著性差異。確定最佳工藝條件為A2B2C3,即萃取溫度為40℃,萃取壓力為200bar,萃取時間為6h。
取同批次樣品3份,按優(yōu)選的最佳提取工藝進行驗證試驗,測定檸檬烯的萃取率。結果提示檸檬烯的平均萃取率為18.70mg·g-1,RSD2.4%,說明優(yōu)選的工藝條件穩(wěn)定可行。
表2 臍橙皮中檸檬烯提取CO2超臨界萃取工藝正交試驗結果
表3 檸檬烯萃取率方差分析
1)夾帶劑的應用。考察了以無水乙醇、甲醇作夾帶劑,對萃取率的影響。結果顯示,夾帶劑的應用,對于改變檸檬烯的萃取率無顯著性,故本研究在萃取工藝中未加入夾帶劑。
2)提取方式的選擇。檸檬烯較常用的是水蒸氣蒸餾法和有機溶劑浸提法,但這兩種方法受提取過程較高溫度的影響,會使精油中熱敏性化合物受熱分解或水解,降低了精油內(nèi)在品質(zhì),造成餾分損失和有機溶劑殘留、萃取時間長、效率低等不足之處。而采用超臨界流體萃取技術,具有操作溫度低、有效成分不易被分解破壞、提取率高、無溶劑殘留等優(yōu)點,是“綠色化學”所倡導的技術。
3)以臍橙中精油為研究對象,進一步開展相關藥理活性研究,拓寬其應用空間,將提高該資源的深度開發(fā)利用,使其真正變廢為寶。