(1 華南理工大學輕工食品學院,廣州,510641 ;2 華南農業(yè)大學蠶桑系)
超臨界流體萃取(supercritical fluid ext raction) 是近幾年發(fā)展較快的一種新的提取和分離技術1 超臨界流體有氣、液兩重性的特點(既有與液體溶劑相當的萃取能力,又有優(yōu)良的傳質效果) ,與傳統(tǒng)的分離方法相比具有許多獨特的優(yōu)點,尤其適用于提取和精制難揮發(fā)性、熱敏性的天然物質,在醫(yī)藥、食品、香料等領域受到廣泛關注。
同時CO2 的臨界參數低(臨界壓力7.374 MPa 、臨界溫度31. 1 ℃) 、無毒無害、價廉易得,被廣泛用作超臨界流體萃取劑(汪朝暉等,1996) 1靈芝( Ganoderma) 在我國已有悠久的藥用歷史,始載于《神農本草經》,近年來對靈芝的臨床療效(如用于治療慢性氣管炎、慢性肝炎、冠心病、神經衰弱、白細胞減少癥等) 和藥理方面作了許多研究(余競光等,1979) 1 靈芝三萜化合物是1982 年Kubota 等從紅芝[ Ganoderma l u2ci dum ( FR·) Karst ]子實體中分離( Kubota et al ,1982) 1 由于它們大多含有共軛體系,故紫外吸收波長和強度很有規(guī)律1 凡在C11位存在羰基的化合物都存在△8 (9) 雙鍵,這類化合物( Ⅲ類) 的紫外吸收λmax在254 nm ,Logε在318～411 之間;C11位沒有羰基的化合物大多存在△7 (8) △9 (11) 共軛雙鍵,這類化合物( Ⅱ類) 紫外吸收λmax在244 nm 附近,Logε在317～417 之間;既沒有α、β不飽和酮,又沒有共軛雙鍵的化合物( Ⅰ類) 的紫外吸收只表現為簡單雙鍵的最大吸收,λmax在210 nm ,Logε在412 左右(陳若等,1990) 1 傳統(tǒng)的提取這幾類化合物的方法是用氯仿等浸提,所需要的時間長,又會留下有毒物,效果不理想，本文根據靈芝三萜化合物的結構特點,采用超臨界流體萃取方法提取紅芝子實體中的三萜化合物,并對影響的因素作了分析。
1、材料和儀器
(1) 紅芝子實體購自福建三明市真菌研究所,并經過鑒定1 選用優(yōu)質的子實體,粉碎,每次實驗取150 mg1(2) 超臨界設備為Hewlett - Packard Model 7680T SFE2 ,計算機控制,美國惠普公司出品1CO2 純度大于99. 5 %1 紫外檢測儀為島津UV - 20001
2、實驗方法
根據靈芝三萜化合物結構的特征,采用紫外檢測儀分別測定萃取產物在210 nm( Ⅰ類) 、244 nm( Ⅱ類) 、254 nm( Ⅲ類) 處的紫外吸收值判斷萃取產物中3 類( Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ) 三萜化合物含量的變化1 每次萃取的吹掃體積為7 mL ,萃取產物定容1 mL1
- 1、CO2 密度的影響
設定萃取溫度為55 ℃,每次萃取時間為10 min ,平衡時間為3 min ,CO2 流速為315mL/ min ,CO2 密度分別為0. 35 、0. 50 、0. 65 、0. 80 、0. 89 g/ mL1
- 2、萃取時間的影響
定萃取溫度為50 ℃,平衡時間為3 min ,CO2 流速為3. 5 mL/ min ,CO2 密度為0. 90 g/mL ,萃取時間分別為5 、10 、20 、40 、60 min1
- 3、萃取溫度的影響
設定平衡時間為3 min ,萃取時間為10 min ,CO2 流速為3. 5 mL/ min ,CO2 密度為0. 84g/ mL ,萃取溫度分別為30 、40 、50 、60 、70 ℃1
- 4、改性劑的影響
設定萃取溫度為55 ℃,萃取時間為10 min ,平衡時間為3 min ,CO2 流速為3. 5 mL/ min ,φ(甲醇) = 10 %,萃取劑[CO2 +φ(甲醇) = 10 %]密度分別為0. 40、0. 80、0. 95 g/ mL ( t = 40 ℃) 1
3、結果
- 1、CO2 密度的影響
在55 ℃,相同的萃取時間(10 min) ,平衡時間(3 min) ,相同的CO2 流速(3. 5 mL/ min)的條件下,CO2 密度對萃取紅芝子實體3 類三萜化合物的影響如圖1 所示1 從圖中可見,CO2 密度對3 類三萜化合物的影響是不同的,其中Ⅰ類三萜化合物在CO2 密度較低的情況下就被大量萃取出; Ⅱ、Ⅲ類三萜化合物在CO2密度較高的情況下才被大量萃取出. 不過,總的來看,3 類三萜化合物均隨CO2 密度增高,萃取產物增加1CO2 密度達到0. 80 g/ mL 左右,3 類三萜化合物大部分被萃取出。
- 2、萃取時間的影響
在50 ℃,相同的平衡時間(3 min) ,相同的CO2 流速(3. 5 mL/ min) ,CO2 密度為0. 90 g/mL 的條件下,萃取時間的影響見圖21 在本文設定的條件下, Ⅰ類三萜化合物在5 min 的萃取時間下就基本上被萃取出, Ⅱ、Ⅲ類三萜化合物則在10 min 的萃取時間內被萃取出1
- 3、萃取溫度的影響
在相同的平衡時間(3 min) ,相同的CO2 流速(3. 5 mL/ min) ,CO2 密度為0. 84 g/ mL ,萃取時間為10 min 的條件下, 萃取溫度的影響見圖31 從圖中可以看出,在萃取溫度為30 ℃時Ⅰ類三萜化合物就基本上被萃取出, Ⅱ類三萜化合物在40 ℃基本上被萃取出, Ⅲ類三萜化合物則在60 ℃基本上被萃取出.
- 4、改性劑甲醇的影響
在萃取溫度為55 ℃,萃取時間為10 min ,平衡時間(3 min) ,CO2 流速(3.5 mL/ min ) 相同的條件下, 添加φ(甲醇) = 10 % ,萃取劑[ CO2 + φ(甲醇)= 10 %]密度的影響見圖41 與3. 1 中的相比,萃?、?、Ⅱ、Ⅲ類三萜化合物在萃取劑[CO2 +φ(甲醇) = 10 %]的密度較低(0140g/ mL)的情況下就基本上被萃取出.
4、討論
超臨界流體萃取是近來發(fā)展較快的一種新的提取和分離技術1 超臨界流體的萃取能力取決于流體的密度1 從本文來看,流體密度對紅芝的三萜化合物的萃取的影響是不相同的,3 類三萜化合物基本上被萃取出所需的CO2 密度較高(0. 80 g/ mL) 1 在這種情況下,萃取的壓力也很高,但添加改性劑(甲醇) 可解決這一問題1 從文中的結果看,添加φ(甲醇) = 10 % ,在萃取劑密度為0. 40 g/ mL ,其他條件不變的情況下就能達到目的,即3 類三萜化合物基本上被全部萃取出1 可見添加φ(甲醇) = 10 % ,大大降低萃取劑的密度,也降低了萃取壓力1 溫度對萃取的影響較小1 在50 ℃以下,三萜化合物的萃取效果不理想,影響也不相同,在50～60 ℃萃取的效果較好1 與傳統(tǒng)的方法相比,本方法提取的時間大大縮短,在10 min 的萃取時間內就可較好地萃取出產物1 另外,根據Kane 等(1993) 的實驗結果,本文設定的吹掃體積為7 mL ,平衡時間為3 min ,流體流速為3. 5 mL/ min 比較理想1 綜合來看,在溫度為55 ℃,添加φ(甲醇) = 10 % ,萃取劑[CO2 +φ(甲醇) = 10 %]密度為0. 40 g/ mL (不添加體積分數為10 %甲醇,CO2 密度為0. 80 g/ mL) ,平衡時間為3 min ,流體流速為3. 5 mL/ min 是從紅芝子實體超臨界流體萃取三萜化合物的較好的工藝條件.
參考文獻
汪朝暉,徐南平,時 鈞. 1996. 超臨界流體萃取技術在醫(yī)藥工業(yè)中的應用, (1) 藥用成分提取及藥品分析.
化工進展, (2) : 32～35
余競光,翟云鳳. 1979. 薄蓋靈芝化學成分的研究. 藥學學報,14 (6) : 374～377
陳若蕓,于德泉. 1990. 靈芝三萜化學成分研究進展. 藥學學報,25 (12) : 940～953