杜香油提取方法優(yōu)化

莊艷茹，于開(kāi)源，王利利，王文杰，佟青青，孫楚塵，曾 妍

（黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)食品學(xué)院，黑龍江大慶 163319）

杜香油提取方法優(yōu)化

莊艷茹，*于開(kāi)源，王利利，王文杰，佟青青，孫楚塵，曾 妍

（黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)食品學(xué)院，黑龍江大慶 163319）

以杜香作為試驗(yàn)材料，采用水、乙醇復(fù)合溶劑水熱法提取杜香揮發(fā)油，通過(guò)水熱法以單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)來(lái)研究回流時(shí)間、料液比、浸泡時(shí)間、萃取溫度、回流溫度等因素對(duì)杜香揮發(fā)性油提取的影響。結(jié)果表明，料液比和浸泡時(shí)間是影響揮發(fā)油提取量的關(guān)鍵因子，回流時(shí)間對(duì)提取量也有作用，而萃取溫度和回流溫度對(duì)提取量影響較小。結(jié)果顯示，水熱法提取杜香揮發(fā)油的最佳工藝為回流時(shí)間4 h，料液比1∶10，浸泡時(shí)間3 h，提取量為35.77 mg/g。

杜香油；水熱法；提取

杜香（Ledum palustre L.）又稱(chēng)作喇叭茶，杜鵑花科杜香屬灌木，一般見(jiàn)于北半球溫帶或寒溫帶，如歐洲中部和北部、美洲和亞洲的北部，我國(guó)野生資源豐富[1]。杜香喜陰，多在較潮濕的地方生長(zhǎng)，細(xì)葉杜香是小灌木，我國(guó)的很多區(qū)域都可以進(jìn)行這類(lèi)物種的種植[2]。杜香作為黑龍江省天然植物資源，其提取出的杜香油含有多種藥用成分及芳香物質(zhì)[3]。杜香作為天然藥用植物，其精油具有止咳祛痰、平喘、鎮(zhèn)定、解酒、利尿、殺蟲(chóng)、殺菌、防輻射等功效，內(nèi)服可治咳喘、風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎；外敷可治皮膚病、腳氣[4]。

由杜香精油配成的保濕潤(rùn)膚霜、祛斑霜，活性抗皺駐顏霜等美容產(chǎn)品效果明顯，反響極佳。此外，杜香油還用于戒毒[5]、功能型食品、抗癌[6-8]、塑料降解[9]，這表明杜香油發(fā)展空間極其廣闊[6]。

杜香作為黑龍江省蓄積量豐富的資源植物，其香氣物質(zhì)、萜烯類(lèi)物質(zhì)和生物活性成分是現(xiàn)代人們?cè)郊又匾暫托枨蟮募兲烊恢参镂镔|(zhì)[10]。因此，開(kāi)發(fā)杜香植物資源應(yīng)順應(yīng)時(shí)代需求，且結(jié)合當(dāng)?shù)靥攸c(diǎn)，若要物盡其用，尋找最佳提取工藝是首要的。

常見(jiàn)的杜香油提取方法有固相微萃取、超臨界萃取和水蒸氣蒸餾法等[11]。張敏[12]在研究寬葉杜香油提取工藝時(shí)，利用水蒸氣蒸餾法，杜香油提取量可達(dá)到1.2%。趙子峰等人[13]在CO2超臨界萃取法上進(jìn)一步優(yōu)化，提取的杜香油量達(dá)到1.59%。孫長(zhǎng)海等人[14]也使用水蒸氣蒸餾法，對(duì)提取出的杜香油進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)72種組分。陳其秀等人[15]在提取洗液杜香油時(shí)，通過(guò)SFE法使得到提取量達(dá)1.54%。與傳統(tǒng)的水蒸餾法提取相比其產(chǎn)量低、作用時(shí)長(zhǎng)。試驗(yàn)采用復(fù)合溶劑水熱法提取杜香揮發(fā)性油，通過(guò)單因素試驗(yàn)確定最佳回流時(shí)間、料液比、浸泡時(shí)間等因素設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)，求得最優(yōu)的提取方案。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 原料

杜香，采自黑龍江大興安嶺冬季（2月） 干植株。杜香植株分類(lèi)（根、莖、葉）經(jīng)清洗、干燥、粉碎，塑封袋密封于室溫下遮光保存。

1.2 儀器

AR153CN型電子秤，奧豪斯儀器上海有限公司產(chǎn)品；DK-S24型電熱恒溫水浴鍋，上海森信實(shí)驗(yàn)儀器有限公司產(chǎn)品；FS-20型粉碎機(jī)，莊河市南甸機(jī)械廠產(chǎn)品；701-A型電熱干燥箱，大連實(shí)驗(yàn)設(shè)備廠制造產(chǎn)品；DGG-9140B型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，上海森信實(shí)驗(yàn)儀器有限公司產(chǎn)品。

1.3 試劑

無(wú)水乙醇，天津市天力化學(xué)試劑有限公司提供；石油醚（沸程60～90），天津市富宇精細(xì)化工有限公司提供；無(wú)水硫酸鈉，天津市大茂化學(xué)試劑廠提供。以上均為分析純。

1.4 方法

1.4.1 物性的測(cè)定方法

脂肪的測(cè)定，采用GB 5009.6—2003索氏抽提法；水分測(cè)定，采用GB 5009.3—2003蒸餾法。

（1）杜香中總水分含量測(cè)定。濾紙包裹好杜香粉稱(chēng)質(zhì)量，于40℃條件下干燥至恒質(zhì)量，稱(chēng)量記錄。

式中：M干1——濾紙包裹杜香粉的質(zhì)量，g；

M干2——干燥后杜香濾紙包的質(zhì)量，g。

經(jīng)測(cè)定計(jì)算得出其總水分為0.086 8 g/g。

（2）杜香中總脂肪含量測(cè)定。采用索式提取法將杜香粉用濾紙包裹，放入100～105℃烘箱中，至恒質(zhì)量后稱(chēng)取其質(zhì)量。將杜香粉放進(jìn)帶有虹吸管的提脂管中，倒入石油醚，石油醚體積要達(dá)到接收瓶體積的2/3，安裝冷凝器，恒溫水浴鍋中加熱回流?？刂泼糠昼姷蜗率兔?0滴左右。抽提3～4 h至抽提完全后，于烘箱中烘至恒質(zhì)量并稱(chēng)量。

式中：X——脂類(lèi)的含量，g/g；

m1——式樣質(zhì)量，g；m2——脂肪的質(zhì)量，g。經(jīng)測(cè)定計(jì)算得出其總脂肪為0.015 6 g/g。

1.4.2 水熱法提取杜香油的提取方法

稱(chēng)取原料→浸提→水浴加熱→冷卻→萃取→過(guò)濾→濃縮→杜香油。

取原料3.0 g，50 mL復(fù)合溶劑放于250 mL的圓底燒瓶中振蕩混勻，萃取一定時(shí)間，然后加熱回流，速度控制在30～35滴/min，一段時(shí)間后停止加熱，放置水浴鍋1 h冷卻。石油醚60 mL用滴管分3次加入到反應(yīng)燒瓶中進(jìn)行萃取，取上清液過(guò)濾，置于100 mL的具塞瓶濃縮至恒質(zhì)量，得到杜香油。

1.4.3 水熱法提取杜香油提取量計(jì)算

式中：m提——提取杜香的質(zhì)量，g；

m原——原料質(zhì)量，g

2 試驗(yàn)結(jié)果

2.1 單因素對(duì)杜香油提取的影響

2.1.1 回流時(shí)間對(duì)杜香油提取量的影響

回流時(shí)間對(duì)杜香油提取量的影響見(jiàn)圖1。

圖1 回流時(shí)間對(duì)杜香油提取量的影響

由圖1可知，折線右向上傾斜，隨著回流時(shí)間的增加，杜香油提取量增加，但回流時(shí)間大于5 h之后，線段幾乎呈水平，提取量上升的幅度極小，因此出于經(jīng)濟(jì)條件考慮，最佳回流時(shí)間為5 h。

2.1.2 料液比對(duì)杜香油提取量的影響

料液比對(duì)杜香油提取量的影響見(jiàn)圖2。

圖2 料液比對(duì)杜香油提取量的影響

由圖2可知，隨著料液比的增大，浸提出的杜香油提取量上升，取1∶8為最佳料液比，因?yàn)榇它c(diǎn)后，提取量增加極少，出于經(jīng)濟(jì)的考慮，此后的值舍去。

2.1.3 浸提時(shí)間對(duì)杜香油提取量的影響

浸提時(shí)間對(duì)杜香油提取量的影響見(jiàn)圖3。

由圖3可知，隨著浸提時(shí)間的延長(zhǎng)，杜香油提取量先上升后下降，2 h時(shí)為最佳浸提時(shí)間。

2.1.4 萃取溫度對(duì)杜香油提取量的影響

萃取溫度對(duì)杜香油提取量的影響見(jiàn)圖4。

由圖4可知，杜香油提取量曲線接近水平，雖然萃取溫度不斷改變，但提取量無(wú)明顯變化，可得萃取溫度對(duì)杜香油提取量影響較小。

2.1.5 回流溫度對(duì)杜香油提取量的影響

回流溫度對(duì)杜香油提取量的影響見(jiàn)圖5。

圖3 浸提時(shí)間對(duì)杜香油提取量的影響

圖4 萃取溫度對(duì)杜香油提取量的影響

圖5 回流溫度對(duì)杜香油提取量的影響

由圖5可知，隨著回流溫度的升高，提取量略有變化但不明顯，因此回流溫度對(duì)杜香油的影響極小。

2.2 正交試驗(yàn)

根據(jù)上單因素試驗(yàn)結(jié)果，以浸提時(shí)間、回流時(shí)間和料液比為因素，設(shè)計(jì)L9（34）正交試驗(yàn)。

正交試驗(yàn)及因素水平見(jiàn)表1，杜香油提取正交試驗(yàn)結(jié)果與分析見(jiàn)表2。

表1 正交試驗(yàn)及因素水平

比較表2可知，影響杜香油提取量的因素主要順序?yàn)镃＞A＞B，因此浸提時(shí)間為影響杜香油提取量的主要因素，其次為回流時(shí)間，料液比影響最小。在9個(gè)試驗(yàn)結(jié)果中，試驗(yàn)5的提取量最高。分析正交試驗(yàn)，A2B2C1為最佳條件組合，即浸提時(shí)間1 h，回流時(shí)間4 h，料液比1∶10為最優(yōu)方案。按已確定的最佳工藝經(jīng)3次試驗(yàn)得出杜香油提取量為35.77 mg/g。

表2 杜香油提取正交試驗(yàn)結(jié)果與分析

3 結(jié)論

通過(guò)考查料液比、浸提時(shí)間、回流時(shí)間、回流溫度和萃取溫度對(duì)水熱法提取杜香油提取量的影響，確定出影響杜香油提取量的主要因素為浸提時(shí)間、回流時(shí)間和料液比。

浸提時(shí)間1 h，回流時(shí)間4 h，料液比1∶10，溶劑為酒精∶水（1∶2），萃取溫度與回流溫度可任意溫度，此時(shí)杜香油提取量為35.77 mg/g。

[1]張洪財(cái)，王宇，霍研，等.細(xì)葉杜香化學(xué)成分的研究 [J].中成藥，2016，38（3）：587-590.

[2]霍研.細(xì)葉杜香對(duì)小鼠鎮(zhèn)咳祛痰抗炎作用的有效部位及化學(xué)成分研究 [D].哈爾濱：黑龍江中醫(yī)藥大學(xué)，2014.

[3]馬雪梅，毛子軍，楊永富，等.資源植物杜香的開(kāi)發(fā)利用綜述 [J].東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2003，31（6）：52-54.

[4]趙明，陳麗杰，裴世春，等.細(xì)葉杜香化學(xué)成分研究 [J].中草藥，2014，45（11）：1 532-1 535.

[5]楊德強(qiáng)，井佳楠，王長(zhǎng)福，等.杜香中黃酮類(lèi)化學(xué)成分的分離與鑒定 [J].中醫(yī)藥信息，2016，33（3）：15-17.

[6]姜瑋，劉靜波，盧靜，等.杜香油研究概述 [J].食品科學(xué)，2010，31（13）：337-341.

[7]Basova Y V.Antimutagenic properties of wild rosemary（LedumpalustreL）.[J].Farmatsiya（Mo-scow），2004（4）：40-46.

[8]Jing L，Shuang G，Jingbo L，et al.In vivo genotoxicity evaluation of crude extract from Ledum palustre L.and protective effects on cyclophosphamide-induced genotoxicity in mice[J].Latin American Journal of Pharmacy，2011，30 （1）：112-118.

[9]趙子峰，沙偉，趙子云.我國(guó)的杜香屬植物及杜香屬植物的應(yīng)用 [J].生物學(xué)教學(xué)，2006，31（4）：8-10.

[10]于沈晶.天然揮發(fā)性成分降解和減容塑料的研究 [D].

大連：大連理工大學(xué)，2005.

[11]賈小麗，曹鳳紅，孫艷輝，等.羅勒精油的提取及成分分析 [J].糧食與食品工業(yè)，2017，24（1）：34-40.

[12]張敏.杜香化學(xué)成分及抗炎止痛作用研究 [D].上海：華東師范大學(xué)，2009.

[13]趙子峰，沙偉，金忠民，等.杜香油超臨界CO2萃取實(shí)驗(yàn)條件優(yōu)化 [J].植物研究，2006，26（3）：376-379.

[14]孫長(zhǎng)海，楊偉麗，鄭蘋(píng)，等.細(xì)葉杜香油GC-MS與直觀推導(dǎo)式演進(jìn)特征投影法分析 [J].中草藥，2009，40（10）：1 556-1 558.

[15]陳其秀，王曉琴，陳其和，等.狹葉杜香油提取方法的研究 [J].內(nèi)蒙古醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)，2006，28（5）：414-416.◇

Optimization of the Extraction Method from Ledum palustrel L.

ZHUANG Yanru，*YU Kaiyuan，WANG Lili，WANG Wenjie，TONG Qingqing，SUN Chuchen，ZENG Yan
（College of Food Science，Heilongjiang Bayi Agricultural University，Daqing，Heilongjiang 163319，China）

This study investigated extraction method of volatile oil from Ledum palustre L.var.dilatatum Wahl with water and ethanol solvent.The effects of reflux time，solid-liquid ratio，soaking time，extracting temperature，reflux temperature on Ledum palustre L.oil extraction were explored through the hydrothermal method with single factor experiment and orthogonal experiment.The results suggested that material liquid ratio and soaking time was the key effect factor of volatile oil extration，and reflux time is a secondary factor.Extraction temperature and reflux temperature had no effect on the extraction of volatile oil.Moreover，orthogonal experiment showed that optimum reflux time was 4 h，solid-liquid ratio was 1∶10，soak time was 3 h，and extraction quantity was 35.77 mg/g

Ledum palustre L.oil；hydrothermal method；extraction

TS202.32

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.12.031

1671-9646（2017） 12b-0015-03

2017-06-20

黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（XC2017023）。

莊艷茹（1998— ），女，在讀本科，研究方向?yàn)槭称焚|(zhì)量與安全。

*通訊作者：于開(kāi)源（1978— ），女，碩士，講師，研究方向?yàn)槭称肺锢砘瘜W(xué)。