一种分析天然植物纯露中芳香化合物的方法与流程

文档序号:17918127发布日期:2019-06-14 23:55
一种分析天然植物纯露中芳香化合物的方法与流程

本发明涉及分析天然植物纯露中芳香化机物的方法,具体涉及一种微波辅助分散破乳-分散液液微萃取技术结合气相色谱/质谱法分析测定天然植物纯露中芳香化合物的方法。

(二)

背景技术:

纯露又称水精油,是在提炼精油的过程中分离出的饱和蒸馏原液,为精油提炼的副产品。纯露呈透明液体状,除了含有少量的精油成分以外,还含有水溶性物质,成分天然,香味清淡。相比于精油,纯露低浓度的特性使肌肤更容易吸收而受到现代人的追捧,是不可或缺的日常美容护肤用品。虽然多数精油在水中的溶解度极小,但还是会有一部分的精油成分进入到纯露中。过去,在提取植物精油成分时由于纯露的价值被忽视,一般采取直接回流或者作为废水放。近年来,随着芳香疗法的广泛兴起,芳香植物纯露作为芳香精油的最佳互补产品,也越来越受到重视。

现有商品市场上流通的纯露有玫瑰纯露、薄荷纯露、洋甘菊纯露、橙花纯露、迷迭香纯露、薰衣草纯露、金盏花纯露、茶树纯露等10多种。玫瑰纯露在护肤领域应用广,是最受推崇的,一般常用作溶剂,使用量大;也是作为芳香疗法中应用最多的纯露之一。玫瑰纯露和玫瑰精油一样有用,特别适用于治疗皮肤问题与保护眼睛。气味芬芳甜美,具有平缓、静心、抚慰特质。玫瑰纯露补水能力强,还有一定美白功效,抗老化的口碑也不错。此外,它还是最温和的杀菌剂和收敛剂。可增强皮肤光泽,迅速补充水分,增强皮肤活力。它是通过蒸馏玫瑰花瓣而得到的。蒸汽穿透过玫瑰花瓣,接着由冷凝管冷却,冷却之后得到的液体就是玫瑰纯露。玫瑰纯露中含有微量玫瑰精油,其化学成分与玫瑰精油并不相同,可以起到相辅相成的作用。

纯露相对于精油来说,产品附加值更高,市场需求量大。但由于纯露中的有效成分含量很低,品质又较难控制,同时缺乏相应的产品标准,给消费者的选择带来很多困难。传统的分析方法如液液萃取、索式萃取较难直接萃取出其中的成分。有学者提出采用薄层色谱法分离测定纯露中的黄酮类、多糖类、氨基酸类等物质,验证了纯露中的含有成分。但该方法操作繁琐、时间久,存在一定的缺陷。目前,植物中芳香化合物成分可以利用以下几种技术进行分析。磁性固相萃取是一种利用磁性吸附剂吸附待测物的方法,其最大的优点是在外加磁场下磁性吸附剂会与水体分离,为分离带来了便捷。大量新型吸附剂也已应用于不同残留物的检测分析,但磁性固相材料相对复杂的制备过程限制了该方法的应用。固相微萃取技术是集提取与浓缩的于一步的一种无溶剂的样品前处理方法,该方法对挥发性成分的分析检测具有优势;对于一些难挥发的化合物的分析则需直接浸渍到样品中,但这会破坏萃取纤维而影响方法的稳定性。在固相微萃取技术基础上发展的搅拌棒吸附萃取技术应用于水样的萃取也有文献报道,但该方法操作时间过长。中空纤维膜液相微萃取和单滴微萃取也可对水样中的目标物进行分析。而上述两种方法属于液相微萃取技术,液相微萃取技术自提出以来就受到分析科学家的关注,其技术的特点是使用少量萃取剂(微升)实现更高的富集倍数从而符合和达到分析检测的要求。此项技术在过去的的二十年中吸引了大量研究者的关注,其最大的特点就是采用少量的萃取剂,获得较高的富集因子,具有较好的应用前景。

2006年,Assadi提出一种新的液相微萃取技术——分散液液微萃取技术对液体样品中的待测物进行分离与富集。这项技术是基于水溶液与疏水的有机萃取溶剂在两亲性分散剂的协助下形成乳浊液,而后通过离心使乳浊液变澄清(即破乳),使得有机相与水溶液样品分离。分散液液微萃取技术在分析植物中的挥发性成分方面已有许多文献报道,雅雯等人开发了一种分散液液微萃取腊梅鲜花的挥发性成分的技术,将植物样品浸入有机溶剂进行超声提取,然后将提取液作为分散剂用到分散液液微萃取技术的分析中。Sereshti等将植物样品直接浸入有机溶剂用超涡旋方式提取挥发性性组分,再引入分散液液微萃取技术进行萃取和富集。但上述所有这些方法都需要离心使水溶液与有机溶剂分离,一方面限制了大体积水溶液样品的应用,另一方面富集倍数较小。此外,分散剂的使用也会使得萃取效率降低。

本发明致力于建立一种新型分析天然植物纯露中的芳香化合物的方法,即微波辅助破乳-分散液液微萃取技术并结合气相色谱-质谱检测。该方法利用一个自制的玻璃圆底瓶作为萃取装置,该装置易于清洗且可按照水样体积进行改造,通过超声方式,在不添加分散剂的条件下使待测定的水样和低密度萃取溶剂形成乳浊液;重要的是首次利用微波作为分散破乳手段,无需离心即可得萃取层,实现了相分离。该方法可对水中浓度较低的化合物进行富集,并在此基础上进行分析测定。

(三)

技术实现要素:

针对现有技术中存在的不足,本发明提供了一种新的分析天然植物纯露中芳香化合物的方法,即微波辅助分散破乳-分散液液微萃取技术结合气相色谱/质谱法。本发明方法具有操作简单、富集倍数高、快速的特点,是一种能够快速高效萃取天然植物纯露中芳香化合物成分的新方法。

本发明的基本构思充分利用了微波辅助分散破乳技术,具有不需借助额外的离心设备而达到快速破乳澄清的特点。本发明基于此原理将微波辅助分散破乳与分散液液微萃取技术结合,操作简便且操作时间短,可以适用于不同体积样品的前处理及批量操作。

本发明的技术方案如下:

一种微波辅助分散破乳-分散液液微萃取技术结合气相色谱/质谱法分析天然植物纯露中芳香化合物的方法,所述方法包括如下步骤:

(1)天然植物纯露的制备

天然植物通过微波辅助水蒸气蒸馏制备而得的馏分,即为天然植物纯露;

所述天然植物例如:玫瑰、孜然、桂花、小茴香;

具体的,例如,玫瑰纯露的制备方法为:

将新鲜玫瑰与去离子水按料液比1:15混合,得到原料液,在微波功率为200W下进行水蒸气蒸馏,当蒸出的馏分体积为原料液体积的1/5时,停止蒸馏,取馏分加入5倍体积量的去离子水,得到玫瑰纯露,4℃下保存待用;

(2)分散液液微萃取

取步骤(1)所得天然植物纯露,加入氯化钠,震荡溶解后加入萃取溶剂,超声乳化,微波破乳,吸取上层萃取溶剂相,经无水硫酸钠干燥后,得到样品溶液;

所述氯化钠的质量用量以天然植物纯露的体积计为0~0.3g/mL,优选0.1g/mL;

所述萃取剂为正己烷、环己烷、乙酸乙酯或甲苯,优选甲苯;所述萃取剂与天然植物纯露的体积比为2.5~4.5:1000,优选3:1000;

所述超声的功率为250W,超声乳化的时间为30~90s,优选50s;

所述微波的功率为400~800W,优选700W;微波破乳的时间为50~80s,优选70s;

(3)样品检测

将步骤(2)所得样品溶液注入气相色谱-质谱联用仪进行分析,得到样品气相色谱质谱总离子流图,通过与标准物质谱图进行对照,得出样品溶液中所含芳香化合物成分;

气相色谱条件:色谱柱为DB-5MS(长度30m×内径0.25mm×膜厚0.25μm);进样口温度:250℃,不分流进样;柱温在40℃保留3min,然后以5℃·min-1升到90℃,保持1min,最后以3℃·min-1升到250℃,保持5min;载气为高纯氦气(99.999%),流速为0.8mL·min-1,进样量1μL;

质谱条件:电子轰击离子源(EI),电子能量为70eV;采用全扫描模式,扫描范围在45~550m/z;离子阱温度为180℃,传输线温度为250℃,箱体温度为50℃;扫描速度为3scans·s-1,溶剂延迟为5min。

与现有技术相比,本发明的有益效果为:

1、本发明提供了一种新型、有效分析天然植物纯露中芳香化合物的方法;

2、首次采用微波辅助分散破乳与分散液液微萃取技术结合,克服了传统分散液液微萃取方法中使用离心进行破乳的问题,具有操作简单、富集倍数高、耗时短等特点;

3、采用微波辐射破乳技术,使得乳浊液迅速变澄清而不需额外的离心设备;

4、本发明操作简便且操作时间短,可以适用于不同体积样品的前处理操作;

5、应用本发明能结合实际,是一种能够快速高效萃取天然植物纯露中的芳香化合物的新方法,并且为提取其他植物纯露中的芳香化合物提供一个新的手段。

(四)附图说明

图1为本发明萃取玫瑰纯露中芳香化合物的装置示意图;

图2a、2b、2c、2d、2e、2f分别为实施例1中的氯化钠浓度、萃取剂种类、萃取剂体积、超声时间、微波功率、微波时间的优化结果;

图3为实施例1中的玫瑰纯露中芳香化合物成分的总离子流图。

(五)具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步描述,但本发明的保护范围并不仅限于此。

实施例1:玫瑰纯露中的芳香化合物的萃取分析

(1)玫瑰纯露的制备

玫瑰纯露制备:其通过微波辅助水蒸气蒸馏制备而得的馏分。在常压微波装置依次设置微波参数如下:功率为200W,初始时间为1h。将20.0g鲜花与300mL去离子水置于反应烧瓶(500mL)中,然后将烧瓶置于微波反应室,通过微波仪器顶部的孔将其与蒸馏装置相连。当芳香水为40mL时停止蒸馏,将其取出并用去离子水定容至250mL,在4℃下保存用于后续实验。

(2)玫瑰纯露的新型分散液液微萃取步骤

移取20mL纯露到自制分散液液微萃取装置。首先,将2.0g氯化钠放入样品中振荡溶解;然后,向瓶中加入60μL甲苯作为萃取剂,将溶液预混合后,将烧瓶置于超声浴中乳化50s;接下来,放置为电脑微波仪中,微波功率700W,微波时间70s,结束后,向侧管中加入去离子水以提高液面毛细管的位置,用气相进样针将上层甲苯相取出,并转移到装有无水硫酸钠的离心管中。最后,取经干燥处理的甲苯有机相1μL注入气相色谱-质谱联用仪的进样口。

(3)样品检测

将经过前处理的样品注入气相色谱-质谱联用仪进行分析,得到样品气相色谱质谱总离子流图;

气相色谱条件:色谱柱为DB-5MS(长度30m×内径0.25mm×膜厚0.25μm);进样口温度:250℃,不分流进样;柱温在40℃保留3min然后以5℃·min-1升到90℃,在此温度下保持1min,最后以3℃·min-1升到250℃后保持5min;载气为高纯氦气(99.999%),流速为0.8mL·min-1

质谱条件:电子轰击离子源(EI),电子能量为70eV;采用全扫描模式,扫描范围在45-550m/z;离子阱温度为180℃,传输线温度为250℃,箱体温度为50℃;扫描速度为3scans·s-1,溶剂延迟为5min。

(4)方法评估

使用相对标准偏差评估方法的精确度,在最优条件下,重复测量玫瑰纯露样品6次。四种主要化合物(香茅醇、苯乙醇、芳樟醇、香叶醇)的峰面积的RSD值分别为6.8%,8.0%,9.2%和7.4%,总峰面积的RSD值为8.2%。结果表明,该方法对挥发性成分的萃取具有良好的精密度,适用于纯露样品的检测分析。

(5)玫瑰纯露中的成分定性定量分析

成分定性通过采集所得到的质谱图利用NIST(2011版本)谱库检索完成;同时采用Kovats保留指数定性的方法来辅助质谱检索定性。研究证实,质谱检索与保留指数相结合的二维定性是一种可信度较高的定性方法。在进行保留指数定性时,参考色谱柱选用DB-5MS或DB-5的文献值,而实验值与文献值的差异一般以1%作为检索尺度。研究中所用的正构烷烃标准样品为C8-C30,利用峰面积归一化方法进行相对含量的定量分析。

通过微波辅助分散破乳-分散液液微萃取方法对玫瑰纯露进行萃取,经GC-MS分析及定性定量,鉴定了32种化合物。主要成分是香茅醇(30.47%)、苯乙醇(15.96%)、芳樟醇(18.68%)、香叶醇(8.43%)、α-萜品醇(8.65%),醇类物质占了总含量的85%以上,这也体现出了纯露可以作为护肤品的原因;其他种类如烯烃类化合物1,2,3,4-四氢-1-甲基-8-(1-甲基乙基)-萘(4.58%),1,2-二甲氧基-4-(2-丙烯基)-苯(3.74%)也占有一定的比例。还有少量的酮类、醛类物质。这些物质都具备一定的抗氧化能力,这也验证了玫瑰纯露能被应用于化妆品行业。该方法操作简单、快速、富集倍数大等优点,可以应用于测定分析植物纯露等浓度低的芳香水样中的有机物。

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