超临界CO2萃取云南香樟叶中右旋龙脑的工艺优选

(1.大理学院,云南 大理 671000;2.大理药业,云南 大理 671000)

香樟 Cinnamomun camphora(L.)Presl为亚热带常绿阔叶乔木,是生产龙脑的主要原料之一。右旋龙脑原名“龙脑香”,又名龙脑,天然冰片,为香樟的树脂和挥发油中取得的结晶,主产于印度尼西亚、苏门答腊等地,我国均系进口。近年来,江西省吉安地区林业科学研究所从樟科植物香樟中,优选出枝叶部分挥发油的主要成分为右旋龙脑的龙脑型香樟树,利用其枝、叶经水蒸气蒸馏萃取的精油,进一步升华,制得右旋龙脑。右旋龙脑含量较高的部位为叶。对植物枝叶、果实精油的分离分析,目前大都采用水蒸气蒸馏法,该法较为稳定,但缺点是费时,对热不稳定药物破坏大且要消耗大量的有机溶剂。超临界CO2萃取技术具有步骤简单、选择分离效果好、萃取率高、产物无溶剂残留、有利于热敏性物质的萃取等优点,已广泛应用于香料及中草药成分的萃取。现就云南香樟叶中的右旋龙脑用超临界CO2萃取工艺进行优化,为进一步开发利用云南香樟叶资源奠定一定的基础。

1、材料

香樟叶(采自大理学院旁的绿化树,由本校生药教研室夏从龙副教授鉴定为C. camphora),HA221-50-06型超临界萃取装置(江苏华安科技有限公司),7890A型气相色谱仪(Agilent),右旋龙脑对照品(中国药品生物制品检定所,批号110881-200803)。

2、方法与结果

2.1、右旋龙脑含量测定    右旋龙脑含量测定方法及条件参照2010年版《中国药典》一部“天然冰片(右旋龙脑)”项下进行。

2.2、超临界CO2萃取云南香樟叶中右旋龙脑工艺参数优化    原料采摘后在阴凉通风处放置10d,除去一定水分,优选工艺的原料为当年长出9月份的绿叶。把香樟叶药材剪细,称取200g,装入萃取釜中,对萃取釜、解离釜Ⅰ、解离釜Ⅱ进行加热,当达到所选定的温度时,开启CO2瓶,通过高压泵对系统加压,当萃取釜、解压釜Ⅰ、解压釜Ⅱ压力分别达到所设定的压力时,调节CO2的流量到一定量,保持恒温恒压。当达到所选定的萃取时间后,从解压釜Ⅰ和解压釜Ⅱ出料口出料,分别收集保存,将挥发油放入分液漏斗中,加入5mL乙酸乙酯等定容至25mL,用气相进行含量测定。通过查阅文献及预试验,固定萃取时间为2h,设计L9(34)优选压力、温度及流量对超临界CO2萃取云南香樟叶中右旋龙脑的影响。萃取率为萃取出的右旋龙脑的量与药材的量的比值。因素水平表见表1,正交试验结果见表2,方差分析见表3。

xz 01

xz 02

xz 03

由表2可知,各因素对云南香樟叶中右旋龙脑萃取率的影响次序为A>C>B,较好的萃取方案为A3B2C3。由表3可见,压力(A)和流量(C)对右旋龙脑的得率有显著影响。因此,最佳的萃取工艺优选为萃取压力30MPa,温度为45℃,二氧化碳流量20L·h-1。

2.3、萃取时间优选    照上优选出的工艺条件,选择不同的萃取时间(0.5,1.0,1.5,2.0,2.5h)进行合理萃取时间的研究,结果萃取率依次为0.167%,0.336%,1.038%,0.041%,0.027%。因此选择萃取时间为1.5h。

2.4、工艺验证实验    为了验证工艺的稳定性,重复较佳工艺5次,右旋龙脑萃取率分别为1.352%,1.421%,1.436%,1.467%,1.445%。RSD2.74%,说明工艺稳定。

2.5、水蒸气蒸馏法提取云南香樟中的右旋龙脑    取采于9月份的香樟叶药材,放置10d自然干燥,剪细,称取200g,放入3000mL圆底烧瓶中,加入水1600mL,缓慢加热至沸腾并保持微沸4h,停止加热,放置0.5h,开启测定器下端的活塞,将水缓慢放出,使油层下降到上段栓与0刻度齐平,读取挥发油量为2.3mL,将挥发油放入分液漏斗中,加入5mL乙酸乙酯萃取,保留上层液,用乙酸乙酯定容至25mL,再取出1mL,用乙酸乙酯定容至25mL,进行气相测定含量,结果水蒸气蒸馏法右旋龙脑的提取率为0.823%(n=3)。超临界CO2萃取率明显高于水蒸气蒸馏法,因此选择超临界CO2为云南香樟中右旋龙脑的较佳萃取方法。

3、讨论

何洪城等研究发现新鲜枝叶采集后不宜立即加工,而是放置10d左右的时间后再加工得率较高。新鲜叶子加工后,其粗品中含其他油份较多,造成后期分离困难,提高了生产成本,降低了经济效益。超临界CO2在较低温度下进行,对易挥发的组分或生理活性物质破坏较小;而且具有操作简单,过程短,萃取效率高,无有机溶剂残留,不污染环境等优点。           欧阳少林等研究发现香樟叶含精油一般为1.53%~1.93%,其中右旋龙脑含量为81.78%,相当于香樟叶中含右旋龙脑为1.25%~1.58%,而9月份采摘的云南香樟叶中右旋龙脑的含量为1.43%,与文献报道的含量类似,云南香樟资源丰富,采摘一定量的树叶也不影响绿化,为云南产香樟树叶资源的利用提供一定的参考。