桂丁挥发油的提取工艺研究及化学成分分析

郑秀玉，郭运清，王 翰，陈 赟

（ 华南理工大学化学与化工学院， 广东 广州 510640）

科研与开发

桂丁挥发油的提取工艺研究及化学成分分析

郑秀玉，郭运清，王 翰，陈 赟

（ 华南理工大学化学与化工学院， 广东 广州 510640）

对水蒸汽蒸馏法从桂丁中提取挥发油的工艺过程进行研究，并得到最佳的提取工艺条件为：60～100目颗粒，7倍量水，浸泡1 h，蒸馏7 h。利用气相色谱质谱联用仪对桂丁挥发油的组分和各组分相对百分含量进行测定，分离出31个色谱峰，鉴定出16种成分，占已分离组分总含量的98%以上，其中肉桂醛（92.37%）、邻-甲氧基肉桂醛（4.79%）为相对含量较高的成分。首次研究桂丁挥发油的提取工艺及化学成分，为合理开发利用桂丁提供依据。

桂丁；挥发油；提取工艺；成分分析

桂丁Fructus Cinnamomi又名肉桂子、桂子、桂丁香，属于樟树科植物肉桂树（Cinnamanum cassia Presl）的幼嫩果实。主产福建、台湾、广东、广西、海南等地。性辛甘、温。治心痛，辟寒邪胃痛。温中散寒，治胃脘寒庸呕哕。桂丁对中枢神经系统有镇痛作用、降压作用、预防血吸虫病的作用、有强大杀菌作用。桂丁、桂枝、桂皮挥发油的主要成分均为肉桂醛，具有镇痛、镇静、解热的作用[1]。

目前研究桂枝、桂皮挥发油化学成分的文献较多[2,3]，而对于桂丁挥发油化学成分的研究鲜见文献报道。对于果实类提取的挥发油研究逐渐增多[4-7]。

本文采用中国药典水蒸汽蒸馏法提取桂丁挥发油，对挥发油的提取工艺进行研究，利用气相色谱质谱联用法对桂丁挥发油的组分和各组分相对百分含量进行测定，为合理开发利用桂丁提供依据。

1 实验部分

1.1 实验仪器

气相色谱-质谱联用仪（GCMS-QP2010，日本SHIMADZU公司）；挥发油测定器（广州天河精科玻璃仪器有限公司），容器体积2 L。

1.2 实验材料

桂丁样品购自广州清平药材市场，经华南理工大学制药工程系叶勇副教授鉴定为樟科植物肉桂树的幼果。

1.3 实验方法

参考中华人民共和国药典2005版一部挥发油测定法提取挥发油。精密称取桂丁药材100 g，放入2 L蒸馏烧瓶中，按照液料比加一定量的超纯水，浸泡一定时间，加玻璃珠数粒，水蒸汽蒸馏一定时间，经冷凝。由于桂丁挥发油的密度比水大，在挥发油测定器的刻度底部得到黄色透明油状的挥发油，具有特殊香味，挥发油从测定器底部阀门放出，通过离心机进行油水分离后即可得到桂丁挥发油产品。

1.4 样品分析方法

1.4.1 气相色谱-质谱联用条件

气相色谱条件：DB-5 ms弹性石英毛细管柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；柱温采用程序升温：初始温度80 ℃，保留2 min，以3 ℃/min升温到180℃，再以5 ℃/min升温到250 ℃，保留2 min；进样口温度250 ℃；柱前压为60 kPa；载气为高纯氦气（99.999%），柱流量为 1.04 mL/min；进样量为0.2 μL；分流比为50：1。

质谱分析条件：离子源为电子轰击源（EI）；离子源温度200 ℃；电子能量70 eV；接口温度250℃；电子倍增器1.5 kV；溶剂延迟时间2 min；扫描范围40～700 amu，全扫描方式。

1.4.2 数据分析方法

单因素实验使用Microsoft Excel软件分析。

2 结果与分析

2.1 水蒸汽提取的单因素分析

2.1.1 浸泡时间对桂丁挥发油提取量的影响

将浸泡时间分别设定为1, 2, 3, 4, 5 h，采用未粉碎的桂丁样品，液料比为10，蒸馏时间为4 h的条件下提取挥发油，测定最终挥发油的提取量，具体如图1所示。从图中可以看出，浸泡时间对挥发油提取量影响不大，因此浸泡时间可以选定为1 h。

图1 浸泡时间对挥发油提取量的影响Fig.1 Effect of soaking time on the extraction of essential oil

2.1.2 蒸馏时间对桂丁挥发油提取量的影响

将蒸馏时间分别设为2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 h，采用未粉碎的桂丁样品，液料比为10，浸泡1 h的条件下提取挥发油，测定最终挥发油的提取量，具体如图2所示。从图中可以看出，随着蒸馏时间的增加，挥发油提取量也不断增加，4 h之后增加得较为缓慢，7 h以后挥发油提取量略有降低。

图2 蒸馏时间对桂丁挥发油提取量的影响Fig.2 Effect of extraction time on the extraction of essential oil

2.1.3 液料比对桂丁挥发油提取量的影响

将液料比分别设定为5、7、8、9和10，采用未粉碎的桂丁样品，浸泡时间为1 h，蒸馏时间为4 h的条件下提取挥发油，测定最终挥发油的提取量，具体如图3所示。从图中可以看出，当液料比为7时，挥发油的提取量最大，之后随着液料比的增加，挥发油的提取量略有降低。

图3 液料比对挥发油提取量的影响Fig.3 Effect of liquid-to-material ratio on the extraction of essential oil

2.1.4 颗粒度对桂丁挥发油提取量的影响

将颗粒度等级从 1到 6分别设定为未粉碎、20～40目、40～60目、60～100目、100～160目和160～200目，在液料比为7，浸泡时间为1h，蒸馏时间为4 h的条件下提取挥发油，测定最终挥发油的提取量，具体如图 4所示。当颗粒度为 60～100目时挥发油提取量最大，之后随着颗粒度降低，挥发油的提取量反而降低。

2.2 挥发油的GC-MS分析

在最优条件即60～100目颗粒，液料比为7，浸泡1 h，蒸馏7 h下提取挥发油，用气相色谱质谱联用法对桂丁挥发油化学成分进行分析。经计算机数据检索及人工解谱，采用峰面积归一化法测定化学成分的相对含量。桂丁挥发油化学成分的总离子流图如图5所示。成分及相对含量见表1。

图4 颗粒度对挥发油提取量的影响Fig.4 Effect of particles size on the extraction of essential oil

图5 桂丁挥发油化学成分的总离子流图Fig.5 TIC of the components of the essential oil

表1 桂丁挥发油化学成分及相对含量Table 1 Chemical composition of the essential oil

3 结束语

通过对桂丁挥发油提取的单因素分析，确定最佳工艺条件为：60～100目颗粒，液料比为7，浸泡1 h，蒸馏7 h。

从水蒸汽蒸馏法提取的桂丁挥发油中共鉴定出16种化合物，占总色谱峰面积的 98.98%。桂丁挥发油中含量最多的为肉桂醛，相对含量为92.37%，肉桂醛为黄色油状物质，与桂丁挥发油颜色一致。其次是邻-甲氧基肉桂醛，相对含量为4.79%。肉桂醛在桂枝、桂皮挥发油中含量也非常高。以相同实验条件测得桂枝挥发油的主要成分为肉桂醛（83.2%）、斯巴醇（2.05%）；桂皮挥发油的主要成分为肉桂醛（65.96%）、树兰烯（13.8%）。除此之外，α-蒎烯、β-蒎烯等许多化合物都在桂丁、桂皮、桂枝挥发油中同时拥有，这主要源于三种药材来自于同一植物的不同部位。

［1］ 任仁安. 中药鉴定学[M ]. 上海：上海科学技术出版社，1986：291．［2］ 沈群，陈飞龙，罗佳波. 桂枝、肉桂挥发油化学成分 GC-MS分析 [J]. 中药材，2002，25（4）：257-258．

［3］ 林佳，徐丽珍，刘江云，等. 桂枝中桂皮醛、肉桂酸的含量与分布研究 [J]. 中国药学杂志，2005，40（23）：1784-1787．

［4］ 黄丽莎，朱峰，黄美珍. 白骨壤果精油化学成分的GC/MS分析 [J].精细化工，2009，26（3）：255-257．

［5］王健美，冯蕾，冀海伟，等. 气相色谱-质谱法分析杜克蓝莓果实挥发油的化学成分 [J].精细化工，2008，25（6）：580-582．

［6］ 周红，黄克健，潘智文，等. 气相色谱-质谱法分析山黄皮果皮挥发油成分 [J].精细化工，2008，25（1）：65-67．

［7］ 欧阳胜，谢平，杨世林，等. 密叶新木姜果实中的挥发油化学成分研究 [J]. 中草药，2007，38（10）：1470-1471．

Extraction Technology of Essential Oil From Cinnamonic Fruits and Chemical Components Analysis of Essential Oil

ZHENG Xiu-yu,GUO Yun-qing,WANG Han,CHEN Yun
（School of Chemistry and Chemical Engineering，South China University of Technology,Guangdong Guangzhou 510640，China）

The extraction technology of essential oil from cinnamonic fruits by steam distillation was studied. The results show that the optimum extraction conditions are as follows： particles size 60～100 mesh, water dosage 7 time,immersing time 1 h, extracting time 7 h. Chemical components of the essential oil were structurally identified by using gas chromatography-mass spectrometry, and relative contents of different components were determined. 31 chromatographic peaks were obtained and 16 components were identified. The results show that major components are cassia aldehyde (92.37%) and o-methoxy-cinnamaldehyde (4.79%).The paper can provide a basis for utilizing reasonably cinnamonic fruits.

Cinnamonic fruits; Essential oil; Extraction technology; Component analysis

TQ 028.3+1

A

1671-0460（2012）01-0001-03

国家自然科学基金，项目号：20906028。

2011-11-02

郑秀玉（1974-），女，福建福州人，工程师，硕士，1999年毕业于华南理工大学化学工程专业，研究方向：主要从事精密仪器分析测试工作以及中草药的提取。E-mail：cezheng@scut.edu.cn。