一种黄荆挥发油的制备方法
【专利摘要】本发明涉及到黄荆挥发油领域，是一种黄荆挥发油的制备方法。其特征是采用称量10g黄荆粉末于1000mL的圆底烧瓶内，加300mL蒸馏水使充分浸没物料，另取50mL正己烷于500mL烧瓶中，连接同时蒸馏萃取装置，使物料一端保持微沸状态温度大约110±5℃，提取完毕后将有机试剂转移到具塞三角瓶中，得到黄色挥发油；由于水相与有机相不互溶在U形管中被分开，分别回流至两侧的烧瓶中，经过连续、循环的蒸馏、萃取过程，达到提取、分离和富集试样中微量的挥发性和半挥发性成分的目的。由于采用了本技术方案，所筛选的提取技术具有提取率高、操作简单的特点；用于鲜莲藕的保鲜，效果优异；有助于提高目标物的含量。
【专利说明】一种黄荆挥发油的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及到黄荆挥发油领域，是一种黄荆挥发油的制备方法。
【背景技术】
[0002]在食品工业中，防腐剂是最重要的添加剂之一。它是一类以保护食品营养价值和原有性质为目的的食品添加剂。目前世界上常用的防腐剂以化学合成防腐剂居多，但化学合成防腐剂的诱癌性、致畸性和易引起食物慢性中毒等问题已引起了社会的广泛关注。近年来，随着人们生活和消费水平的提高，食品加工的需求也越来越向“绿色”和“天然”等方向转变。因此，天然安全的功能性食品防腐剂的研究开发就显得越来越重要了。天然食品防腐剂可分为微生物源防腐剂(溶菌酶、乳酸链球菌素、纳他霉素、ε -聚赖氨酸)、动物源防腐剂(鱼精蛋白、蜂胶、壳聚糖)和植物源防腐剂(茶多酚、植物精油、大蒜素、蒽醌中草药)。其中的植物精油是一类天然植物性添加剂，能够矫正食品的异味、赋予香气，有的还有着色、抗氧化、抗菌(防腐)以及生理药理作用。作为天然防腐剂的重要来源之一，从植物精油中筛选出高效、经济、安全的防腐物质用作食品防腐剂，具有广阔的应用前景和极大的研究意义。
[0003]目前，对植物的抗菌研究很多，根据其研究作用大致可以分为以下三种:对引起食品腐败的病原菌的抑制作用研究以寻找天然的食品防腐剂、对植物病原菌的抑制作用研究以开发现代农药和对人体病原菌的抑制作用研究以生产新型药物。同时，根据对植物研究的作用部位又可以分为:提取植物精油进行抗菌研究、对植物根、茎、叶用有机溶剂萃取进行抗菌实验和对植物内生菌提取物的抗菌活性研究。
[0004]本发明旨在对黄荆 挥发油提取的基础上，应用于莲藕防腐保鲜，作为植物源食品防腐剂的抑菌性、安全性，以期获得绿色、安全、可靠的植物源食品防腐剂，为黄荆的综合开发利用提供实验基础，提高植物资源的利用率，创造高的经济价值。
[0005]黄荆(Vitex negundo Linn)是马鞭草科牡荆属植物，别名黄荆条、黄荆子、布荆、荆条、五指风、五指柑。它是一年生落叶灌木或小乔木，株高可达6m，枝、叶和茎均有香气，自基部分枝，密生灰白色绒毛。叶对生，掌状复叶，有长柄，小叶3-5片，淡绿色，呈椭圆状卵形至披针形，全缘或略有锯齿，背面密生白色绒毛，搓揉有特殊香味。黄荆适宜生存在热带及温带地区，广泛分布于我国长江流域及南部各省区，山东亦有分布。非洲东部经马达加斯加、亚洲东南部及南美洲的玻利维亚等地也广泛分布。
[0006]黄荆籽、叶、枝和根均可入药。黄荆籽具有止咳祛痰及缓解支气管痉挛的作用，主治感冒、咳嗽、哮喘、风痹、疟疾、胃痛、疝气、痔漏等。黄荆叶可清热解表、利湿解毒，主治感冒、中暑、吐泻、痢疾、疟疾、黄疸、风湿、跌打肿痛、疮痛疥癣，并能防止甲醛性关节炎肿胀的发展。黄荆叶或根的煎剂对金黄色葡萄球菌、乙型溶血性链球菌及大肠、炭疽、白喉、伤寒、绿脓、痢疾等杆菌有抑制作用。
[0007]黄荆植物精油，也称芳香油或挥发油，是一类植物源次生代谢类物质，是植物体内分子量较小、可随水蒸气蒸出、具有一定气味的挥发性油状液体物质。精油一般是从植物的果实、花、叶和根中提取到的，具有强烈的香味或气味。其所含的化学成分比较复杂，按化学结构可分为脂肪族、芳香族和萜类三大类以及它们的含氧衍生物如醇、醛、酮、酸、醚、酯、内酯等，此外还有含氮和含硫的化合物。通常植物精油是用来制备香精香料的，但近些年来，国内外对植物精油及其单组分的抗菌活性进行了大量的研究。研究表明，植物精油具有抑菌、杀虫、抗氧化等活性，在医药、农药、饲料添加剂等方面具有广泛应用。
[0008]黄荆挥发油对玉米象、绿豆象、谷蠹等主要储粮害虫具有显著的综合杀虫活性，并能有效控制Fl代种群的形成，降低其数量。单体桉树脑、菔烯对玉米象成虫均有较高的杀虫活性，是黄荆挥发油中重要的杀虫活性物质。杨海霞等采用水蒸气蒸馏法从黄荆中提取挥发油。利用气相色谱/质谱联用技术(GC.MS)对黄荆挥发油的化学成分进行研究。共分离到37个化合物，鉴定了其中的28个。主要包括石竹烯(23.981% )。黄琼(2008)等用微波辐射法提取牡荆的挥发油，运用毛细管气相色谱一质谱联用法结合计算机检索，对其化学成分分别进行分析和鉴定，用面积归一化法测定各化合物在挥发油中的相对含量。结果共鉴定出16个化合物，挥发油的主要成分为石竹烯(20.14% )0
[0009]提取植物挥发油较常用的提取方法有水蒸气蒸馏法(水中蒸馏法、水上蒸馏法、水蒸气蒸馏法)、水扩散法、溶剂浸提法、吸附法、超临界CO2萃取技术、超声波辅助萃取技术、微波辐射诱导萃取技术、酶提取技术等。缺点是对热敏性物质和不稳定成分破坏大。
【发明内容】
[0010]本发明的目的是要提供一种采用同时蒸馏法，使用不同极性有机溶剂提取黄荆挥发油的制备方法。
[0011]本发明的技术方案是，其特征是采用称量IOg黄荆粉末于1000mL的圆底烧瓶内，加300mL蒸馏水使充分浸没物料，另取50mL正己烷于500mL烧瓶中，连接同时蒸馏萃取装置，使物料一端保持微沸状态温度大约110±5°C，有机溶剂正己烷一端温度控制在80°C ±5°C，待两侧均回流开始计时维持4h，提取完毕后将有机试剂转移到具塞三角瓶中，加无水硫酸钠至无大结块呈细粒状，冰箱过夜，过0.45 μ m的微孔滤膜后旋转蒸发至少量残留，转移到进样瓶中并吹氮气至无溶剂气味，得到黄色挥发油，有浓郁的特殊香味；对该精油进行GC-MS联机分析；将有机试剂正己烷换做环己烷(温度90°C ±5°C)、二氯甲烷(50V ±5°C)、乙酸乙酯(90°C ±5°C)用同样的方法进行同时蒸馏萃取；同时蒸馏萃取是将样品水溶液与有机试剂分别置于仪器的两侧并加热至沸腾，水蒸汽和溶剂蒸汽在装置中充分混合，同时冷凝下来且在沿冷凝管下流的过程中有机溶剂仍不断地萃取水相中的组分，由于水相与有机相不互溶在U形管中被分开，分别回流至两侧的烧瓶中，经过连续、循环的蒸馏、萃取过程，达到提取、分离和富集试样中微量的挥发性和半挥发性成分的目的。
[0012]由于采用了上述技术方案，所筛选的提取技术具有提取率高、操作简单的特点；用于鲜莲藕的保鲜，效果优异；有助于提高目标物的含量。
【具体实施方式】
[0013]下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
·[0014]采用称量IOg黄荆粉末于1000mL的圆底烧瓶内，加300mL蒸馏水使充分浸没物料，另取50mL正己烷于500mL烧瓶中，连接同时蒸馏萃取装置，使物料一端保持微沸状态温度大约110±5°C，有机溶剂正己烷一端温度控制在80°C ±5°C，待两侧均回流开始计时维持4h，提取完毕后将有机试剂转移到具塞三角瓶中，加无水硫酸钠至无大结块呈细粒状，冰箱过夜，过0.45 μ m的微孔滤膜后旋转蒸发至少量残留，转移到进样瓶中并吹氮气至无溶剂气味，得到黄色挥发油，有浓郁的特殊香味。对该精油进行GC-MS联机分析。
[0015]将有机试剂正己烷换做环己烷(温度90°C ±5°C )、二氯甲烷(50°C ±5°C )、乙酸乙酯(90°C ±5°C )用同样的方法进行同时蒸馏萃取。
[0016]同时蒸馏萃取是将样品水溶液与有机试剂分别置于仪器的两侧并加热至沸腾，水蒸汽和溶剂蒸汽在装置中充分混合，同时冷凝下来且在沿冷凝管下流的过程中有机溶剂仍不断地萃取水相中的组分，由于水相与有机相不互溶在U形管中被分开，分别回流至两侧的烧瓶中，经过连续、循环的蒸馏、萃取过程，达到提取、分离和富集试样中微量的挥发性和半挥发性成分的目的。同时蒸馏萃取将水蒸汽蒸馏和溶剂萃取合二为一，减少了实验步骤，缩短了时间，节省了萃取溶剂并且提高了微量组分的提取效率。
[0017]1、采用同时蒸馏萃取法，用正己烷、环己烷、二氯甲烷、乙酸乙酯作为萃取溶剂制备黄荆挥发油，运用气相色谱-质谱联用法结合计算机检索，对不同萃取溶剂制备的黄荆挥发油成分分别进行分析和鉴定，用面积归一化法获得各化合物在黄荆挥发油中的相对含量。通过对比不同溶剂制备挥发油的得油率、主要组分及其含量，得出较优的黄荆挥发油提取溶剂为二氯甲烷，其得油率为1.36%，检测出87个成分，相对含量为90.25%，主要化学组分(质量分数大于1% )的相对含量为74.78%。
[0018]2、黄荆挥发油对镰刀菌M4和意大利青霉的抑制作用实验表明，黄荆挥发油对镰刀菌M4和意大利青霉的菌丝体生长有抑制作用，预实验中镰刀菌M4菌丝生长缓慢且产生红色素被抑制；意大利青霉铺满整个平皿的时间延长，且在整个观察过程中意大利青霉未变青。生长抑制作用实验表明黄荆挥发油和石竹烯对镰刀菌M4和意大利青霉均有较好的抑制作用，黄荆挥发油 和β_石竹烯对镰刀菌Μ4的抑制效果比意大利青霉好，在浓度为50 μ L/L时黄荆挥发油和β -石竹烯对镰刀菌Μ4的抑制率分别为95%和100%。
[0019]3、不同有机试剂依次萃取同一份黄荆粉末所得挥发油对镰刀菌Μ4和意大利青霉的抑制作用实验表明黄荆中低极性成分对镰刀菌Μ4抑制效果好，中高极性成分对意大利青霉的抑制作用强。
[0020]4、黄荆挥发油和石竹烯最低抑菌浓度实验显示，黄荆挥发油对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌和异酒香酵母菌的MIC分别为50、12.5,6.25和25 μ L/mL，MBC分别为>50、25、6.25和50μ L/mL ； β -石竹烯对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌和异酒香酵母菌的MIC分别为25、50、25和12.5 μ L/mL，MBC分别为25、50、25和12.5 μ L/
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[0021]5、黄荆挥发油对莲藕贮藏实验表明，黄荆挥发油对莲藕贮藏期间的腐败菌有很好的抑制作用，可以明显延长莲藕贮藏时间，挥发油-食用油对莲藕贮藏效果优于挥发油-吐温组合。黄荆挥发油添加量或使用浓度越高对菌的抑制作用越明显，但是对贮藏过程中莲藕的感官品质有不利影响，挥发油-食用油的添加量为150yL时效果最好。
[0022]6、黄荆挥发油对小鼠急性毒性试验表明黄荆挥发油有一定的毒性，其对小鼠半数致死剂量为LD50 = 2.49mL/kg。对于体重为70kg的成人来讲LD50 = 19.32mL/70kg。
【权利要求】
1.一种黄荆挥发油的制备方法，其特征是采用称量IOg黄荆粉末于1000mL的圆底烧瓶内，加300mL蒸馏水使充分浸没物料，另取50mL正己烷于500mL烧瓶中，连接同时蒸馏萃取装置，使物料一端保持微沸状态温度大约110 ± 5 °C，有机溶剂正己烷一端温度控制在80°C ±5°C，待两侧均回流开始计时维持4h，提取完毕后将有机试剂转移到具塞三角瓶中，加无水硫酸钠至无大结块呈细粒状，冰箱过夜，过0.45 μ m的微孔滤膜后旋转蒸发至少量残留，转移到进样瓶中并吹氮气至无溶剂气味，得到黄色挥发油，有浓郁的特殊香味；对该精油进行GC-MS联机分析；将有机试剂正己烷换做环己烷(温度90°C ±5°C)、二氯甲烷(50V ±5°C)、乙酸乙酯(90°C ±5°C)用同样的方法进行同时蒸馏萃取；同时蒸馏萃取是将样品水溶液与有机试剂分别置于仪器的两侧并加热至沸腾，水蒸汽和溶剂蒸汽在装置中充分混合，同时冷凝下来且在沿冷凝管下流的过程中有机溶剂仍不断地萃取水相中的组分，由于水相与有机相不互溶在U形管中被分开，分别回流至两侧的烧瓶中，经过连续、循环的蒸馏、萃取过程，达到提取、分离和富集试样中微量的挥发性和半挥发性成分的目的。
【文档编号】C11B9/02GK103571613SQ201210276040
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2012年8月6日 优先权日:2012年8月6日
【发明者】王清章, 李洁, 严守雷, 刘桂珍, 杜向阳, 陈运兵 申请人:湖北大自然农业实业有限公司, 华中农业大学