蓟属植物中挥发油的提取与检测方法及该挥发油的应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于提取与分析检测的技术领域，涉及一种蓟属植物提取物的检测方法， 特别涉及一种大蓟/小蓟中挥发油的提取与检测方法及该挥发油的应用。
【背景技术】
[0002] 大蓟（CirsiumjaponicumDC)和小蓟（CirsiumsetosumMB)均属于菊科蓟属植 物，是多年生草本，广泛种植于中国，日本，韩国等地，以全草或根部入药，同时亦可作为食 物。此两种植物外形和气味均有相似之处，临床上均可用作止血剂。现代医药学证实该两 种植物存在潜在的护肝、抗肿瘤以及抗氧化活性。目前，关于大蓟和小蓟的研宄多集中于粗 提物及非挥发性成分，对于其中的挥发油鲜有报道。因此，研宄其中的挥发油组分并评价其 功效意义重大。
[0003]挥发油是多种具有生物活性的化学成分组成的混合物。目前，已从唇形科、姜科、 菊科等鉴定出17000多种能产挥发油的芳香型植物。因其具备潜在的抗氧化和抑菌活性， 挥发油成分被广泛用作食品和饮料中的调味剂。现今，已有许多挥发油配方被用作安全的 食品防腐剂。然而，一些合成的活性成分或者防腐剂被报道对人体健康和环境有害。二十 世纪五十年代以来，天然植物来源的挥发油组分已被广泛开发，进而取代合成物质，应用于 药物、化妆品、农业和食品工业等领域。
[0004] 挥发油的提取技术包括有机溶剂提取、超临界流体萃取、水蒸气蒸馏等。通过有机 溶剂提取得到的组分中含有许多高沸点成分，后续纯化相当困难。超临界流体萃取因其具 有高的投入成本和低的回收率，从而不能取代水蒸气蒸馏法。水蒸气蒸馏法是一种传统的 提取挥发油的方法，由于蒸馏过程中，蒸汽可取代周围空气中的氧气，从而起到防止组分被 氧化的作用，得到的挥发油具备较好的功效而被沿用至今，但是采用传统的水蒸气蒸馏法， 挥发油的得率并不是很高。
[0005]如何简化实验，确定优异工艺参数也成为人们研宄的一热点。响应面分析法(Responsesurfacemethodology，RSM)是优化工艺参数的一种有效统计方法，采用多元回 归方程来拟合因素与响应值之间的函数关系，分析因素间的交互作用，进而确定最优工艺 参数。
【发明内容】
[0006] 为了克服现有技术的缺点和不足，本发明的首要目的在于提供一种蓟属植物中挥 发油的提取与检测方法，采用改进的水蒸气蒸馏法与GC-MS，提取和检测分析蓟属植物，特 别是大蓟和小蓟中的挥发性成分，为两者挥发油的实际应用提供参考；并采用响应面分析 法优化挥发油的提取工艺，提高挥发油得率；采用响应面分析法所确定的工艺参数制备的 挥发油其抗氧化活性较好。
[0007] 本发明的另一目的在于提供由上述提取与检测方法得到的蓟属植物中挥发油的 应用。
[0008] 本发明的目的通过以下技术方案实现：
[0009] -种蓟属植物中挥发油的提取与检测方法，具体包括以下步骤：
[0010] (1)采用水蒸气蒸馏法提取挥发油：
[0011] 将干燥的蓟属植物地上部分粉碎，过筛，置于反应器中，加入蒸馏水，浸泡，连接水 蒸气蒸馏装置，加热浸提，收集上层挥发油；所述蓟属植物为大蓟或小蓟；
[0012] (2)响应面优化：
[0013] 在单因素试验基础上，选取考察变量和响应值，利用DesignExpert8. 0.5软件根 据Box-Benhnken试验设计原理，对考察变量和响应值进行响应面优化，得到优化工艺参 数；其中大蓟以浸泡时间、提取温度和液固比为考察变量，总挥发油得率为响应值；小蓟以 浸泡时间、提取时间和液固比为考察变量，总挥发油得率为响应值；
[0014] (3)采用气相色谱-质谱联用对水蒸气蒸馏法提取的挥发油进行检测分析；
[0015] (4)对大蓟或小蓟中的挥发油进行辅助检测分析：
[0016] 通过顶空固相微萃取法提取大蓟或小蓟中的挥发油，再采用气相色谱-质谱联用 进行检测分析。
[0017] 所述对大蓟或小蓟中的挥发油进行辅助检测分析，具体包括以下步骤将 大蓟或小蓟进行粉碎，过筛；取0.5-1. 0g大蓟或小蓟粉末放入20ml顶空样品瓶中，加入 0. 75-1. 5g氯化钠以及2-4ml蒸馏水，旋紧盖子，摇匀，得到混悬液；
[0018] (1-2)将混悬液进行平衡，然后将萃取头插入顶空瓶中进行萃取；
[0019] (1-3)萃取结束后，取出萃取头插入GC-MS装置中的气相色谱进样口，解吸，样品 通过毛细管柱进行分离，分离后的样品用质谱鉴定。
[0020] 所述蓟属植物粉末的粒径为20-60目。
[0021] 所述水蒸气蒸馏装置包括蒸馏瓶、冷凝器以及挥发油收集装置，所述挥发油收集 装置的一接口与蒸馏瓶连接，一接口与冷凝器连接，另一接口与储存装置连接，所述挥发油 收集装置外表面设置带有进水口和出水口的二次冷凝套，挥发油经过加热浸提，随着水蒸 气挥发通过挥发油收集装置进入冷凝器中，经过冷凝器的冷凝，挥发油落入收集装置中，再 经过冷凝套的第二次冷凝。
[0022] 步骤（1)中所述浸泡温度为20_30°C，浸泡时间为l_12h。
[0023] 步骤（1)中所述提取温度为80_160°C，提取时间为l-10h。
[0024] 步骤（1)中所述液固比为（10_30)mL:lg。
[0025] 步骤（3)中所述气相色谱-质谱联用（GC-MS)为美国GC6890-MSD5975,Agilent; 所述色谱条件：载气为He，进样量为1yL，进口温度为220°C，传输线温度设为250°C，分流 比为1:10,升温程序设定如下：初始温度为40°C保留2min，然后以5°C/min升至250°C，保 留5min，，流速设为LOmL/min;
[0026] 所述质谱条件为EI电离源，电子轰击离子化电压为70eV，质谱扫描范围设为 33. 0-500.Oamu，离子源温度为 230°C。
[0027] 步骤（1-1)中所述大蓟或小蓟粉末的粒径为20-60目；步骤（1-2)中所述萃取头 为 75ymCAR/PDMS。
[0028] 步骤（1-2)中所述平衡的条件为于35-50°C平衡10_50min;所述萃取的温度为 30-50°C，萃取的时间为30-60min。
[0029]步骤（1-3)中所述解吸的温度为220-250°C，解吸的时间为2-6min。
[0030] 步骤（1-3)中所述GC-MS为配备有毛细管柱的GC-MS，其型号为美国Thermo FisherScientific公司的TraceDSQII，所述毛细管柱为 30mX0.25mmX0.25ym的 TR-5MS毛细管柱；
[0031]所述色谱条件：载气为He，进样量为1yL，进口温度为250°C，传输线温度设为 280°C，分流比为1:10,升温程序设定如下：初始温度为40°C保留2min，然后以5°C/min升 至 250°C，保留 5min,，流速设为 1.OmL/min;
[0032] 所述质谱条件为EI电离源，电子轰击离子化电压为70eV，离子源温度为250°C，质 谱扫描范围设为33. 0-500.Oamu。
[0033] 与现有技术相比，本发明具有如下优点及有益效果：
[0034] (1)本发明通过水蒸气蒸馏法-气相色谱质谱联用（GC-MS)提取检测大蓟小蓟中 的挥发油，并通过顶空固相微萃取法_气相色谱质谱联用辅助检测挥发油的组分，首次在 大蓟和小蓟中同时检测出了含量较高的植酮、正己醇、正戊醇等具有草香和果香的组分；
[0035] (2)本发明通过水蒸气蒸馏装置的改进以及对工艺的优化，提高了挥发油的得率； 大蓟和小蓟在优化条件下得到的挥发油具有较强的还原能力和ABTS自由基清除能力，为 进一步研宄其活性成分及开发利用提供科学依据；
[0036] (3)水蒸气蒸馏法工艺简单，环保无污染，通过本发明的水蒸气蒸馏法提取的挥发 油具有较高的抗氧化活性。
【附图说明】
[0037]图1为水蒸气蒸馏装置，图1A为传统的水蒸气蒸馏装置，图1B为改进的水蒸气蒸 馏装置；
[0038] 图2为具有显著交互作用两因素对大蓟和小蓟挥发油得率影响的响应曲面图，其 中图2A为浸泡时间与提取温度之间的交互作用对大蓟挥发油得率的影响；图2B为浸泡时 间与液固比的交互作用对大蓟挥发油得率的影响；图2C为提取温度与液固比之间的交互 作用对大蓟挥发油得率的影响；图2D为浸泡时间与提取时间之间的交互作用对小蓟挥发 油得率的影响；图2E为浸泡时间与液固比之间的交互作用对小蓟挥发油得率的影响；图2F 为提取时间与液固比之间的交互作用对小蓟挥发油得率的影响；
[0039]图3为具有显著交互作用两因素对大蓟和小蓟挥发油得率影响的等高线图；其中 图3A为浸泡时间与提取温度之间的交互作用对大蓟挥发油得率的影响；图3B为浸泡时间 与液固比的交互作用对大蓟挥发油得率的影响；图3C为提取温度与液固比之间的交互作 用对大蓟挥发油得率的影响；图3D为浸泡时间与提取时间之间的交互作用对小蓟挥发油 得率的影响；图3E为浸泡时间与液固比之间的交互作用对小蓟挥发油得率的影响；图3F 为提取时间与液固比之间的交互作用对小蓟挥发油得率的影响；
[0040] 图4为从大蓟和小蓟中提取得到的挥发油的抗氧化活性图；其中，图4A为DPPH自 由