水蒸气蒸馏法与石油醚萃取法提取菱角壳挥发油的比较研究

朱才会，王　可，王丽梅,2

(1武汉轻工大学 生物与制药工程学院，湖北 武汉430023；2农产品加工湖北省协同创新中心，湖北 武汉430023)



水蒸气蒸馏法与石油醚萃取法提取菱角壳挥发油的比较研究

朱才会1，王可1，王丽梅1,2

(1武汉轻工大学 生物与制药工程学院，湖北 武汉430023；2农产品加工湖北省协同创新中心，湖北 武汉430023)

摘要：用不同方法对菱角壳挥发油进行提取，比较邻苯二甲酸二丁酯(DBP)的提取效果，为菱角壳挥发油化学成分分析提供参考依据。首先用水蒸气蒸馏法(SD)和石油醚萃取法提取挥发油，用气相色谱—质谱联合分析法(GC—MS)对提取物进行分析。结果显示：水蒸气蒸馏法与石油醚萃取法提取菱角壳挥发油获得的化合物分别有19种和10种，用水蒸气蒸馏法提取的化合物中含量最多的物质是1-甲基-2-吡咯烷酮，邻苯二甲酸二丁酯相对含量是3.60%，石油醚萃取法提取的化合物中含量最多的物质是正二十四烷，邻苯二甲酸二丁酯相对含量是9.61%。用石油醚萃取法能够从菱角壳中获得较高产率的具有抑制肿瘤细胞生长的邻苯二甲酸二丁酯(DBP)。

关键词：菱角壳；气相色谱—质谱法(GC—MS)；邻苯二甲酸二丁酯(DBP)

1引言

菱角(Trapa bispinosa )为菱科植物菱或细果野菱的干燥果实[1-2]，又称菱或菱实,菱角味甘鲜，性平,无毒,具有清热祛暑,除湿祛风及益气健脾的功效,民间用于治疗溃疡、胃癌及食道癌等疾病[3],历代医家视菱为养生之果、药膳佳品。菱角壳(Trapa bispinosa Roxb)是菱科植物或同属植物的果皮，它的醇提物具有良好的抗肿瘤作用[4-5],目前关于菱角挥发油成分的研究有诸多报道[6]，在菱角壳挥发油中，邻苯二甲酸二丁酯(DBP)是一种能诱导肿瘤细胞凋亡的化合物[7,8]，但是对于用何种方法获得具有高出油率的邻苯二甲酸二丁酯(DBP)的方法却鲜有报道。

笔者采用水蒸气蒸馏法和石油醚萃取法提取菱角壳的挥发油，并通过气相色谱质谱联用法(GC-MS)分析其组成，用不同方法比较邻苯二甲酸二丁酯(DBP)的提取效果，为菱角资源的合理开发提供科学依据。

2材料与方法

2.1　材料与试剂

菱角(武汉世林福幸科技发展有限公司)，石油醚、无水硫酸钠(均为国产分析纯试剂)。

2.2　仪器与设备

气相色谱—质谱(Angilent7890A—5975C)，分析天平(AL204，北京佳源兴业科技有限公司)，真空抽滤机(SHZ-D(Ⅲ) 深圳市瑞鑫达科教仪器贸易部)，旋转蒸发仪(RE-52CS， 深圳市瑞鑫达科教仪器贸易部)，挥发油提取器(BB89-2000)。

2.3　实验方法

2.3.1水蒸气蒸馏法

准确称取100 g干燥菱角样品于烧瓶中，向烧瓶中加入蒸馏水至烧瓶的2/3处，用挥发油提取器装置连续蒸馏2.5 h，冷却后用石油醚萃取管壁上的挥发油，用无水硫酸钠充分干燥萃取液，最后将挥发油分装，贴上标签，用封口膜封口，再放入冰箱进行低温保存。

2.3.2石油醚萃取法

准确称取100 g干燥菱角壳样品于烧瓶中，向烧瓶中加石油醚至烧瓶2/3处，将烧瓶密封后置于摇床震荡3 h。震荡完成后用真空抽滤机充分过滤混合液，用旋转蒸发仪浓缩滤液并回收石油醚，将过滤后的残渣重新置于烧瓶，加入适量石油醚，重复上述步骤，最后把两次的浓缩液体转移到同一试管中，贴上标签，用封口膜封口，放入冰箱低温保存。

2.4　GC—MS分析

气相色谱条件:色谱柱DB-5ms，进样口温度250 ℃，分流比10∶1，升温程序：100 ℃/min保持1 min,5 ℃/min升到190 ℃/min，2 ℃/min升到210 ℃/min,10 ℃/min升到250 ℃/min，保持3 min,进样量1 μL。

EI源，电子能量70 ev，离子源温度230 ℃，离子杆温度150 ℃，扫描周期1.56次/秒，扫描范围20—500 m/z，数据处理系统chemstation,标准质谱谱库NIST11.

3结果与分析

3.1　水蒸气蒸馏法萃取结果

用水蒸气蒸馏法蒸馏3.0 h，共萃取得到10.0 mL的菱角挥发油和石油醚的混合液体。通过GC—MS分析，共获得19种化合物，大部分是烷类物质，少量是酯类，总离子图谱如图1所示，各化合物名称和相对含量以及出峰时间见表1。

3.2　石油醚萃取法结果

常温下用石油醚萃取3.0 h，重复萃取两次，过滤并用旋转蒸发仪浓缩，最后共得到浓缩液2.0 mL。用石油醚萃取法萃取的物质通过GC—MS分析，共获得10种化合物，大部分是酯类物质，少量是烷类物质，总离子图谱如图2所示，各化合物名称和相对含量以及出峰时见表2。

图1　水蒸气蒸馏法提取菱角挥发油总离子流图谱

图2　石油醚萃取法提取菱角挥发油总离子图谱

表1水蒸气提取法提取物GC—MS分析结果

保留时间t/min化合物名称相对含量/%分子式6.0272-Furancarboxaldehyde,5-methyl-5-对硝基苯基糠醛1.97C6H6O27.8322-Pyrrolidinone,1-methyl-1-甲基-2-吡咯烷酮63.99C5H9NO14.178Tetradecane,5-methyl-5-甲基-十四烷0.79C15H3214.520Tetradecane,4-methyl-4-甲基-十四烷1.79C1515H3215.781Hexane,3,3-dimethyl-2,3-二甲基己烷0.78C8H1818.067Nonadecane正十九烷0.76C19H4019.381Undecane,4,8-dimethyl-4,8-2甲基-十一烷0.76C13H2819.445Sulfurousacid,hexyloctylester0.79C14H30O3S19.958Octadecane,3-ethyl-5-(2-ethylbutyl)-二十六烷0.97C26H54

续表

表2石油醚提取物GC—MS分析结果

保留时间t/min化合物名称相对含量/%分子式7.9292-Pyrrolidinone,1-methyl-1-甲基-2-吡咯烷酮1.99C5H9NO15.353Carbonicacid,propargyl2-ethylhexylester(+/-)-茉莉酸甲酯1.68C12H20O328.419Phthalicacid,decylisobutylester邻苯二甲酸双庚酯0.79C22H34O430.715Dibutylphthalate邻苯二甲酸二丁酯9.61C16H22O431.153n-Hexadecanoicacid棕榈酸17.53C16H32O231.837Hexadecanoicacid,ethylester棕榈酸乙酯0.78C18H36O236.0689,12-Octadecadienoicacid(Z,Z)-亚油酸15.69C18H32O236.2609,12,15-Octadecatrienoicacid,(Z,Z,Z)-亚麻酸乙酯14.71C18H30O243.012Tetracosane正二十四烷36.10C24H5043.642Diisooctylphthalate邻苯二甲酸二异辛酯0.71C24H38O4

3.3　挥发油化学成分分析

3.3.1水蒸气蒸馏法萃取结果化学成分分析

经标准质谱库检索，水蒸气蒸馏法萃取的挥发油中含有化学物质共19种，其中相对含量大于2%的化合物共有6种，依次是1-甲基-2-吡咯烷酮(相对含量63.99%)，十六烷(相对含量3.01%)，2,6,10-三甲基-十五烷(相对含量2.35%)，邻苯二甲酸二丁酯(相对含量3.60%)，正二十烷(相对含量6.08%)，正三十烷(相对含量5.91%)。

3.3.2石油醚提取物GC—MS分析结果化学成分分析

经标准质谱库检索，石油醚蒸馏法萃取的挥发油中含有化学物质共10种，相对含量大于2%的化合物有5种，依次是邻苯二甲酸二丁酯(相对含量9.61%)，棕榈酸(相对含量17.53%)，(Z,Z)-亚油酸(相对含量15.69%)，(Z,Z,Z)-亚麻酸乙酯(相对含量14.71%)，正二十四烷(相对含量36.10%)。

4讨论

从表1和表2可以看出，用不同方法提取的挥发油，在化学成分及含量上有较大的差别。水蒸气蒸馏法提取的化合物种类大于石油醚萃取法提取的化合物种类。水蒸气蒸馏法的提取物含量最多的物质是1-甲基-2-吡咯烷酮(相对含量63.99%)，石油醚萃取法的提取物含量最多的物质是正二十四烷(相对含量36.10%)。水蒸气蒸馏法和石油醚萃取法的提取物中都含有1-甲基-2-吡咯烷酮，邻苯二甲酸二丁酯，前者相对含量分别是63.99%，1.99%，后者相对含量分别是3.60%，9.61%。因此，用石油醚提取邻苯二甲酸二丁酯有较高的产率。1-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)是优良的萃取剂[9],邻苯二甲酸二丁酯(DBP)有抑制肿瘤生长作用[6]，在体外对肺巨细胞癌细胞(PG)和人早幼粒白血病细胞(HL-60)的增殖有明显的抑制作用[8]，苯二甲酸二丁酯(DBP)在抑制K562细胞增殖的同时，也诱导其凋亡，并下调白血病细胞c-myc 和Bcl-2 蛋白的表达[10 -12]；同时美国NTP 的一系列研究表明[13-14]DBP 可致雄性啮齿类动物睾丸萎缩、重量减轻、睾丸标志酶活性下降、精母细胞和精子细胞丧失、曲细精管变性萎缩、生殖道畸形等，但对雌性生殖系统的毒性不大。菱角挥发性成分中其它组分的活性有待下一步深入研究。

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Comparative of steam distillation and petroleum ether extraction of volatile oil from trapa bispinosa roxb

ZHUCai-hui1,WANGKe1,WANGLi-mei1,2

(1.Department of Biology and Pharmaceutical Engineering,Wuhan Polytechnic University, Wuhan 430023,China;

2. Hubei Collaborative Innovation Center for Processing of Agricultural Products,Wuhan 430023, China)

Abstract：The objective of this study is to use different methods to extract the volatile oil from water chestnut shell and compare the effect of extraction of Dibutyl phthalate (DBP) and provides the reference for the analysis of chemical constituents of volatile oil from water chestnut shell. Methods:First of all，the volatile oil extracted from Trapa bispinosa Roxb by steam distillation (SD) and petroleum ether extraction is analyzed by gas chromatography - mass spectrometry (GC-MS) . Results: The number of chemical compound which is extracted from Trapa bispinosa Roxb by steam distillation method and petroleum ether extraction were 19 and 10, The most compounds extracted from Trapa bispinosa Roxb by water steam distillation method is 1- methyl -2- pyrrolidone, The relative content of dibutyl phthalate(DBP)is 3.60%, The most compounds extracted from Trapa bispinosa Roxb by petroleum ether extraction method was the Tetracosane, the relative content of dibutyl phthalate(DBP) is 9.61%. Conclusion: Dibutyl phthalate (DBP) could inhibit the growth of tumor and the higher yield of Dibutyl phthalate (DBP)can be obtained from Trapa bispinosa Roxb by petroleum ether extraction.

Key words：Trapa bispinosa Roxb, Gas chromatography - mass spectrometry (GC-MS), Dibutyl phthalate (DBP)

DOI:10.3969/j.issn.2095-7386.2015.02.015

文章编号：2095-7386(2015)02-0065-05

作者简介：王防修(1973-)，男，副教授，E-mail:wfx323@126.com.

收稿日期：2015-01-12.

中图分类号：R 284.1

文献标识码：A