艾叶挥发油提取工艺分析

(整期优先)网络出版时间:2022-06-23
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艾叶挥发油提取工艺分析

方琳 , 谢忠杨 , 王红伟 , 田红忠 , 吴万睿, 徐志 *

(贵州中医药大学 贵阳 550025 )

摘要:艾叶是中国的常见中草药,在科学技术的推动下,艾叶油为原材料的产品种类丰富,涉及人们生活的方方面面,市场上将艾叶挥发油作为医药类产品,包括艾叶油胶囊及艾叶精油,此外,人们将艾叶加入不同日化产品中,包括牙膏及香皂、洗手液、湿纸巾等,在药理作用下,为人们的健康提供保障。但艾叶挥发油工业提取较为困难,还需开发一种有效的提取方式,本文对此展开分析。
关键词:艾叶;挥发油;提取

艾叶是菊科植物艾的干燥液,艾叶药物形式最早记录在《名医别录》中,其中记载艾叶味苦、辛,具有温经止血及散寒止痛的功能。艾叶中含有大量的化学成分,挥发油是其中的重要成分。在2015年中国药典确定桉油精是艾叶的质量控制标准,桉油精含量需要在0.050%以上,这对保证艾叶质量具有重要意义。艾叶挥发油有效提取及制备,为艾叶合理利用提供保障。艾叶挥发油提取工艺,常见水蒸气蒸馏法或者传统煎煮法,也可采取有机溶剂萃取法及酶提取法、活性离子水提取法,但此类提取方法需要消耗较高的成本,操作方式较为复杂,还需根据实际情况有效对艾叶挥发油进行提取,选择艾叶挥发油提取的最佳工艺,为艾叶挥发油提取提供帮助。

1.仪器与材料

1.1基本材料

在艾叶挥发油提取过程中,使用安捷伦7890B GC B.02.03.2,配置SPH-300氢气发生器、SPB-3全自动空气源、LQ-A10002电子天平。在材料选择过程中,准备艾叶、超纯水、甲醇、桉油精。

1.2方法

①取粉碎后的艾叶约100 g,精密称定,置于2000ml圆底烧瓶中,加入l200ml蒸馏水,浸泡4h后按水蒸气蒸馏法加热提取。回流3h后,分出挥发油,加入少量无水硫酸钠干燥,即得到挥发油产品。②取干艾叶100.00 g,置于1L的硬质圆底烧瓶中,加蒸馏水,用玻璃棒将其混合均匀,浸泡一定时间;将冷凝管通水冷凝,并将混合液缓缓加热至沸,并保持微沸一定时间,停止 加热,放置片刻;提取后将产物倒入有适量无水乙醇的烧杯中,再往烧杯内加入适量无水硫酸钠脱水2 h;将干燥后的艾叶挥发油乙醇液过滤,除去固体杂质。将装过滤液的小烧杯 放到80℃的水浴锅内加热,挥发油去掉溶剂,得纯净的艾叶挥发油,用电子天平称量,并记录下数据,计算挥发油得率。

2.结果

在艾叶挥发油提取过程中,分别取3份艾叶,每份量为100g,饮片粉碎度按照全叶及剪刀剪碎,使用万能粉碎机对艾叶进行打绒。随后思考不同浸泡时间及提取时间、液料比对挥发油含量及桉油精含量的影响。在实验过程中,选择5、6、8、4不同提取时间,设置1.5、2、1浸泡时间,液料比分别为10mg、8mg、12mg,分析不同的提取时间、浸泡时间、液料比对挥发油含量及桉油精含量的影响。先加入100ml水,将艾叶浸泡1h,提取5h,根据艾叶挥发油的含量,从而确定粉碎度。在固定液料比10ml/g,浸泡时间为1h,提取时间在5h,将艾叶剪碎后,获得最大量挥发油。在艾叶挥发油提取过程中,合理确定浸泡时间,固定液料在10ml/g,提取时间在5h 的情况下,艾叶浸泡1.5h,获得艾叶挥发油的最大值,对此,艾叶浸泡1.5h即可。在研究过程中,浸泡时间为1.5h,液料比为10ml/g,艾叶在剪碎的条件下处理,会挥发油获得最大值,为0.5ml/100g,其他浸泡时间及液料比、提取时间过程省略,具体内容见表1。

表1试验结果

序号

提取时间(h)

浸泡时间(h)

液料比(ml/g)

挥发油含量(ml)

桉油精含量(mg)

1

5

1.5

10

0.5

51.12

2

6

2

8

0.45

38.45

3

8

1

10

0.48

48.34

4

8

1.5

12

0.45

59.31

5

4

1.5

12

0.48

60.21


3.讨论

3.1艾叶挥发油提取的意义

艾草生命力强,适用范围较为广泛,栽培方式较为简单,便与田间管理及机械作业,对此,艾草种植有利于丰富农业种植结构。艾草中国称之为国草,具有千年的应用史,艾草挥发油是其中的艾叶中的主要物质。艾叶挥发油在提取过程中,受到技术手段的影响,提取量无法满足需求。在艾叶提取过程中,采取的技术手段较为复杂。在本研究中,对过往的艾叶提取手段进行分析,筛选出经济允许及技术可行的方案,保证大规模生产,探索一条艾叶变废为宝的方案。从而提升农业经济水平,建立完善的产业链条。

3.2艾叶挥发油提取工艺

现代药理学研究中,艾叶挥发油对病毒及细菌具有良好的杀灭功能,可治疗呼吸系统疾病。据相关调查显示,艾叶挥发油是艾草杀菌抗毒的关键成分,对此,有效提取艾叶挥发油可最大程度的利用艾草。在现代技术的支持下,经过不断的实验,筛选出水蒸气蒸馏法作为工业量产的方法。在研究过程中,查询艾叶挥发油工艺提取相关论文,对论文内容全面调研,了解艾叶挥发油的提取方法及掌握艾叶挥发油的药用价值。在研究过程中,解决水蒸气提取中的影响因素问题及工艺复杂问题。在研究过程中认识到艾叶成绒状,质量轻,在蒸馏过程中会漂浮在液面上,无法完全浸泡提取。在实验过程中,将艾叶粉碎,提升艾叶挥发油的提取量,通过实验验证粉碎度对提取艾叶挥发油的意义。提取时间也会对艾叶挥发油产生影响,在一定时间后,艾叶挥发油达到最大提取率后不会增长,但桉油精的剂量会随着液料比变化而产生变化,料越多则获得的桉油精越多,在挥发油提取过程中,无需延长时间提取,从而降低能耗,以此便于工业生产,降低企业产能,提升生产率。

在研究中,适当展开单因素分析,从而获得准确的浸泡时间及提取时间、液料比,见表2。

表1试验水平设计

水平

因素

提取时间

浸泡时间

液料比

-1

4

1

8

0

5

1.5

10

1

8

2

12

其中,提取时间为5h,浸泡时间为1.5h,液料比为10ml/g,可以获得挥发油最大量0.5ml。

在本研究前,对比不同艾叶挥发油的提取方法,包括蒸馏法及索氏提取法、乙醇提取手段、石油醚提取手段、超生波协助提取手段以及的临界二氧化碳提取等,不同提取方式各有利弊。水蒸气蒸馏法在临床应用率较高,提取物纯度虽然相对较低,但经过改进及调整,掌握高产化处理方法,适合艾叶大规模生产。在未来的研发过程中,也要解决企业技术应用难题,联合对难题进行处理,结合新理念及新技术,促进行业发展,提升艾叶挥发油的市场竞争力,使艾叶挥发油大量提取后为人们的健康保驾护航。

参考文献

[1]姚雪峰,洪海龙,石俊庭,梁秀雪. 有机溶剂法和超临界CO_2萃取法提取蒙艾挥发油的对比研究[J]. 广州化工,2020,48(23):55-57.

[2]齐巧明,龙旭,罗凤,高晓敏,雷亚婷,靳如意,郭惠. 响应面法优化艾叶挥发油的提取工艺及其抗氧化性能研究[J]. 化学与生物工程,2020,37(05):22-26.

[3]赵秀玲,党亚丽. 艾叶挥发油化学成分和药理作用研究进展[J]. 天然产物研究与开发,2019,31(12):2182-2188.

[4]齐菲,史亚军,崔春利,邹俊波,张小飞. 共水蒸馏法提取香附-艾叶挥发油的工艺优化及与隔水蒸馏法提取的GC-MS比较[J]. 华西药学杂志,2018,33(05):529-534.

[5]刘楠楠,蒋水星. 秦岭艾叶挥发油的提取工艺及微胶囊的制备研究[J]. 渭南师范学院学报,2018,33(16):24-28.

[6]徐云浩,赵博. 吲哚美辛联合艾叶挥发油对RA类风湿关节炎兔子模型的白介素-1与肿瘤坏死因子-α表达的影响[J]. 世界最新医学信息文摘,2018,18(43):176-177.

作者简介:方琳,贵州中医药大学,药物制剂。

*通讯作者:徐志,男,博士,高级工程师,研究方向:药物活性分子设计与合成

基金项目:2021年贵州省大学生创新创业训练计划立项项目(贵中医大创合字[2021]29)和贵州省教育厅重点领域项目(KY字[2021]048)