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艾草,為菊科多年生草本藥用植物,在我國(guó)醫(yī)書古籍中多有記載,在民間也有廣泛應(yīng)用,目前在湖北蘄春、河南南陽(yáng)、河南安陽(yáng)湯陰等地都已形成規(guī)?;N植。湯陰是醫(yī)圣扁鵲懸壺行醫(yī)之地,北艾作為四大名艾之一、湯陰藥材,已納入全國(guó)“名優(yōu)特新”農(nóng)產(chǎn)品目錄,是國(guó)家地理標(biāo)志保護(hù)產(chǎn)品。精油作為艾葉的主要活性成分,是近年來研究熱點(diǎn)之一。艾葉精油成分復(fù)雜,主要包括單萜類化合物及其衍生物、倍半萜類及其衍生物,還有少量的醇、醛、酮等。
目前艾葉揮發(fā)油提取工藝研究較多的有水蒸氣蒸餾法、有機(jī)溶劑萃取法、微波和超聲波輔助萃取法、超臨界 CO2萃取法等,其中以水蒸氣蒸餾法應(yīng)用較多,但是該法溫度較高,精油長(zhǎng)時(shí)間與水共熱中一些熱敏性組分嚴(yán)重變性,產(chǎn)品味道變異,保健及藥用功能減退,有機(jī)溶劑萃取法所需設(shè)備簡(jiǎn)單,投資小,精油提取率高,但是此法提取的植物精油純度較低,主要是因?yàn)橹参矬w中的樹脂、蠟等雜質(zhì)會(huì)同時(shí)被提出,并且產(chǎn)品中殘留溶劑難以除去等,微波和超聲波輔助萃取法存在著溶劑不易脫除,樣品處理量小,難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化等缺點(diǎn)。超臨界CO2萃取法優(yōu)點(diǎn)較多,操作溫度偏低,提取充分并能夠避免精油中的組分分解或者流失。但是該方法所得精油同樣含有較多的蠟質(zhì),并且需要高壓操作,投資大,運(yùn)行成本較高,并不適合工業(yè)化生產(chǎn),因此,研究艾葉揮發(fā)油新的提取方法具有重要的產(chǎn)業(yè)化意義。
亞臨界低溫萃取技術(shù)是一種新型萃取與分離技術(shù),該技術(shù)常用的幾種溶劑常壓沸點(diǎn)低于0℃,在一定壓力和溫度條件下以液化狀態(tài)存在,稱為亞臨界流體,利用亞臨界流體作為萃取劑,在密閉、無氧、低壓的壓力容器內(nèi),固體物料中可溶性成分轉(zhuǎn)移到液態(tài)的萃取劑中,室溫下減壓脫除溶劑得到目標(biāo)產(chǎn)物,亞臨界低溫萃取技術(shù)可以較大限度地保留天然產(chǎn)物中的熱敏性、易揮發(fā)性、易水解、易氧化組分,在天然產(chǎn)物,尤其是精油的提取方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。
分子蒸餾是一種在高真空、低于沸點(diǎn)條件下,利用分子熱運(yùn)動(dòng)程度不同的特點(diǎn)完成的分離過程,分子蒸餾在高真空下進(jìn)行,且被蒸餾物受熱時(shí)間短,可確保一些熱敏性、易氧化或易水解的組分不會(huì)發(fā)生變質(zhì),目前分子蒸餾在精油的分離純化方面已有較多的應(yīng)用,例如香樟精油、洋甘菊精油的分離純化等。因此,將亞臨界低溫萃取與分子蒸餾相結(jié)合,可確保整個(gè)提取分離過程在無水、無氧及較低溫度下進(jìn)行,從而實(shí)現(xiàn)精油的高效保質(zhì)提取。
采用亞臨界低溫萃取與分子蒸餾相結(jié)合的方法(亞臨界萃取-分子蒸餾法),對(duì)湯陰北艾艾葉精油進(jìn)行提取,作為對(duì)比,對(duì)同一批艾葉采用水蒸氣蒸餾法提取精油。以頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀對(duì)艾葉和所得精油進(jìn)行定性和定量成分分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,用亞臨界萃取-分子蒸餾法制得精油的得率(0.25%)顯著高于水蒸氣蒸餾法(0.13%)。艾葉直接進(jìn)行頂空固相微萃取后測(cè)得其主要成分有45種,通過亞臨界萃取-分子蒸餾所得精油含42種主要成分,水蒸氣蒸餾所得精油含有37種主要成分。亞臨界萃取-分子蒸餾所得精油與艾葉所包含主要成分接近,都有含量較高的水合檜烯,但水蒸氣蒸餾所得精油高沸點(diǎn)組分及其含量明顯少于艾葉或者亞臨界萃取-分子蒸餾所得精油。
河南亞臨界萃取設(shè)備和分子蒸餾設(shè)備為艾葉及其他富含揮發(fā)油成分的植物精油提取分離提供了科學(xué)依據(jù)和可靠的工業(yè)化生產(chǎn)條件。