一种从鱼腥草中提取与分离挥发油和芳香水的方法
技术领域
本发明涉及一种从鱼腥草中提取挥发油与芳香水的方法，属于中药提取领域。
背景技术
传统的从鱼腥草中提取挥发油和芳香水的方法，一般是分开、分别提取挥发油和芳香水。
从鱼腥草中提取挥发油和芳香水的常见方法，有水蒸气蒸馏法、溶剂法、临界萃取法等。
其中水蒸气蒸馏法具有设备简单、操作安全、不污染环境、成本低、避免了提取过程中有机溶剂残留对油质造成影响等特点，较其他方法更适用于工业大生产，是有效提取中药挥发油的重要方法，也是药典中规定的挥发油提取方。
而从鱼腥草中提取挥发油采用的方法是中国药典2015版四部附录收载的回流提取法。该方法中，提取罐产生的蒸汽只经一级冷凝，并只经一级油水分离后，得到的冷凝液流回蒸馏罐，然后进行5小时～10小时反复回流提取。提取完成后，从油水分离器放出上层挥发油，即得。
该方法中，冷凝液流回蒸馏罐，需经反复高温加热蒸馏才能得到挥发油。在蒸馏过程中该方法没有对蒸馏温度进行控制，挥发油中的有效成分容易因长时间受热而分解。该方法所得到的挥发油颜色很深，呈黄或红棕色，这说明挥发油中已有部分成分发生了分解。而且该方法仅有一级冷凝和一级油水分离。冷凝液在较高温度且仅有一级油水分离的情况下，冷凝液的冷却、冷凝液的油水分离不能彻底进行，进而导致从鱼腥草中提取挥发油的收率不高。
发明内容
本发明的目的为提供一种高质高效的从鱼腥草中提取和分离挥发油与饱和芳香水的方法。
本发明提供了一种从鱼腥草中提取与分离挥发油和饱和芳香水的方法，包括如下步骤：
初蒸馏阶段：鱼腥草经第一水蒸汽蒸馏后得到初蒸馏蒸汽；初蒸馏蒸汽经初蒸馏冷凝I、初蒸馏冷凝II、初蒸馏油水分离I和初蒸馏油水分离II后分别得到初蒸馏液和挥发油；
再蒸馏阶段：所述初蒸馏得到的所述初蒸馏液经第二水蒸汽蒸馏后得到再蒸馏蒸汽；所述再蒸馏蒸汽经再蒸馏冷凝I、再蒸馏冷凝II和再蒸馏油水分离后分别得到饱和芳香水和挥发油；
其中，所述初蒸馏中，控制所述初蒸馏液的温度不大于40℃且大于所述初蒸馏液的冰点；所述再蒸馏中，控制所述饱和芳香水的温度不大于30℃且大于所述饱和芳香水的冰点。
所述初蒸馏阶段中，通过对第一水蒸汽的压力、所述初蒸馏冷凝I中冷凝水的温度与所述初蒸馏冷凝II中冷凝水的温度进行调节控制所述初蒸馏液的温度。
所述第一蒸汽的压力为0.04～0.1MPa；优选的，所述第一蒸汽的压力为0.04～0.08MPa。
所述初蒸馏冷凝I中冷却水的温度为5-20℃；优选的，所述初蒸馏冷凝I中冷却水的温度为6-18℃。
所述初蒸馏冷凝II中冷却水的温度为20-30℃；优选的，所述初蒸馏冷凝II中冷却水的温度为22-28℃。
通过对第二水蒸汽的压力、再蒸馏冷凝I中冷凝水的温度与再蒸馏冷凝II中冷凝水的温度进行调节控制所述饱和芳香水的温度。
所述第二蒸汽的压力为0.04～0.1MPa；优选的，所述第二蒸汽的压力为0.04～0.08MPa。
所述再蒸馏冷凝I中冷却水的温度为0-10℃；优选的，所述再蒸馏冷凝I中冷却水的温度为0-8℃。
所述再蒸馏冷凝II中冷却水的温度为20-30℃；优选的，所述再蒸馏冷凝II中冷却水的温度为22-28℃。
相对于现有技术，本发明本发明的有益效果如下：
1、本发明将从鱼腥草中提取挥发油和从鱼腥草中提取饱和芳香水的工艺结合起来，并进行了优化，简化了生产工艺，提高了生产效率。
2、本发明采用初蒸馏二级冷凝+重蒸馏二级冷凝(冷冻水)，可以快速、充分冷却蒸馏液，降低长时间高温对蒸馏液中有效成分的破坏影响，并且提高油水分离的效果，保证最终产品注射液的产品质量。
3、本发明采用直接蒸馏方法，省去了回流过程，可以避免长时间对挥发油的反复高温加热，防止挥发油中有效成分的破坏。
4、本发明采用初蒸馏二级油水分离加重蒸馏一级油水分离，可以使油水彻底分离，提高油水分离的效果，保证最终产品注射液的产品质量，提高挥发油的收率和注射液的收率。
5、本发明通过对蒸馏液进行温度控制，使蒸馏液保持在较低的温度，以进一步确保油水分离的效果。并可以通过温度的控制调节，使提取过程稳定一致，最终使产品的批间一致性好。
附图说明
图1为本发明采用的从鱼腥草中提取和分离挥发油和饱和芳香水的制备装置示意图。该装置包括多功能提取罐1、一级冷凝器I2、二级冷凝器I3、一级油水分离I4、二级油水分离I5、初蒸馏储液罐6、输送泵7、重蒸馏罐8、一级冷凝器II9、二级冷凝器II10、一级油水分离II11、储液罐12、温度控制器I13、温度控制器II14、弯管I15、弯管II16、弯管III17、加热蒸汽管路I18、加热蒸汽管路II19、压力控制器20、加热蒸汽管路III21、压力控制器22、液位控制器I23、液位控制器II24。
图2为《中药色谱指纹图谱相似度评价系统(2009版)》中以甲基正壬酮为参照的对照指纹图谱。图中，R11对应甲基正壬酮的指纹图谱。
图3为实施例1制备得到的16批次的饱和芳香水的指纹图谱。图中，R11对应甲基正壬酮的指纹图谱，S2(11)至S17(11)分别对应实施例1制备得到批号为K100901-K100916的16批次的饱和芳香水的批纹图谱。
图4为实施例1、对比例1和对比例2制备得到的饱和芳香水的指纹图谱。其中S1对应实施例1制备得到的饱和芳香水的指纹图谱，S2对应对比例1制备得到的饱和芳香水的指纹图谱，S3对应对比例2制备得到的饱和芳香水的指纹图谱。
图5为对比例1制备得到的挥发油的照片。
图6为对比例2制备得到的挥发油的照片。
图7为对比例3制备得到的饱和芳香水的照片。
图8为对比例4制备得到的挥发油的照片。
图9为对比例5制备得到的挥发油的照片。
具体实施方式
为下面结合实施例对本发明作进一步的阐明，但发明并不局限于具体实施例。
本发明可采用但不限于图1所示的装置实现本发明的技术方案。
本发明所述的从鱼腥草中提取和分离挥发油和饱和芳香水的方法包括初蒸馏阶段和再蒸馏阶段。
其中，初蒸馏阶段的具体过程为：将鲜鱼腥草投入多功能提取罐，加入纯化水，然后开启冷凝水，并向多功能提取罐中通入蒸汽，开始进行蒸馏。多功能提取罐内蒸馏产生的蒸汽，经过初蒸馏冷凝I、初蒸馏冷凝II，再经过初蒸馏油水分离I、初蒸馏油水分离II，最后进入初蒸馏储液罐。当鱼腥草被加热至沸腾并有蒸汽产生和冷凝液馏出后，通过调节蒸汽压力和冷凝水的温度和/或流度来控制馏出液温度小于40℃，以防止挥发油的分解
初蒸馏阶段得到的初蒸馏液经再蒸馏阶段可得到饱和芳香水和挥发油。其中再蒸馏阶段的具体过程为：将初蒸馏液泵入重蒸馏罐，然后开启冷却水、通入蒸汽。重蒸馏罐内蒸馏产生的蒸汽，经过再蒸馏冷凝I、再蒸馏冷凝II，再经过再蒸馏油水分离器，最后得到饱和芳香水。再再蒸馏阶段，通过调节蒸汽压力和冷却水的温度和流速来控制馏出液温度小于30℃，以防止挥发油分解。
初蒸馏、重蒸馏完成后，将油水分离器中的液体放出，取上层油状物，即为鱼腥草挥发油。
本发明依据中国药典对制备得到的鱼腥草饱和芳香水和挥发油进行质量检测。
鱼腥草饱和芳香水的检测标准如下：
1、性状检查
本品为无色至乳白色的均匀混悬液体，无漂浮、悬浮或下层的异物；具鱼腥气，味涩。
2、pH值
本品的pH值应为4.0～8.0。
3、细菌内毒素
取本品，每1ml中含细菌内毒素的量应小于0.5EU。
4、含量测定
色谱条件与系统适用性试验：色谱柱：DB-1毛细管柱(30m×0.25mm，0.25μm)；程序升温：70℃保持5min，以5℃/min上升至140℃，保持5min，再以20℃/min上升至250℃；进样口温度：230℃；检测器：FID；检测器温度：280℃；载气：N2；载气流速：1.0ml/min；分流比：10∶1，理论塔板数按甲基正壬酮计算大于10000。
内标溶液配制：取十一碳烯适量，精密称定，加正己烷配成约为2mg/ml的储备液，冰箱中保存。
对照品溶液配制：分别取4-萜烯醇，d-松油醇，乙酸龙脑酯，甲基正壬酮对照品适量，精密称定，加正己烷配成10，5，8，2mg/ml的储备液，精密移取上述各对照品储备液1ml，1ml，1ml，5ml置10ml量瓶中，正己烷定容，作为混合对照品储备液，冰箱中保存。
供试品溶液配制：取鱼腥草重蒸馏液50.0ml，置圆底烧瓶中，连接挥发油测定器，自测定器上端加水充满刻度部分，加入正己烷0.5ml，连接回流冷凝管，加热至沸，保持微沸40min，停止加热，冷却至室温，分取正己烷层，加无水Na2S04约0.4g，除去水分，取上层溶液至量瓶中，精密加入0.2ml内标溶液，加正己烷定容至2ml，作为供试品溶液。
测定法：取上述溶液各1μl，注入色谱仪测定，按内标法计算含量。
本品每1ml应含4-萜烯醇：≥5.0μg/ml，α-松油醇：2.0-10.0μg/ml，乙酸龙脑酯：≥1.0μg/ml，甲基正壬酮：6.0～20.0μg/ml。
5、指纹图谱
按含量测定项下方法进行检测，记录色谱图。
积分参数设置：切除前5分钟溶剂峰，去除内标峰，Slope Sensitivity：5；PeakWidth：0.1；Area reject：4；Height reject：0.1。
以《中药色谱指纹图谱相似度评价系统(2009版)》计算相似度，供试品指纹图谱与对照指纹图谱相似度应不得低于0.900。指纹图谱应有11个特征峰，具体图谱为图2。以甲基正壬酮为参照峰(RT＝17.20min)，各峰相对保留时间及相对峰面积如下：
实施例1
初蒸馏阶段：将鱼腥草置于多功能提取罐中，通入0.08MPa的第一水蒸汽，蒸馏后得到初蒸馏蒸汽；初蒸馏蒸汽经初蒸馏冷凝I、初蒸馏冷凝II、初蒸馏一级油水分离I和初蒸馏油水分离II后分别得到初蒸馏液和挥发油。其中，初蒸馏冷凝I中冷却水的温度为20℃，初蒸馏二级冷凝II中冷却水的温度为30℃。同时，通过对第一水蒸汽的流量、初蒸馏冷凝I中冷凝水的流速与初蒸馏冷凝II中冷凝水的流速进行调节，控制初蒸馏液的温度为40℃；
再蒸馏阶段：初蒸馏储液罐收集完初蒸馏液后，向初蒸馏储液罐中通入0.08MPa的第二水蒸汽蒸馏，蒸馏后得到再蒸馏蒸汽；再蒸馏蒸汽经再蒸馏冷凝I、再蒸馏冷凝II和再蒸馏油水分离后分别得到饱和芳香水和挥发油；其中，再蒸馏冷凝I中冷却水的温度为10℃，再蒸馏二级冷凝II中冷却水的温度为30℃。同时，通过对第二水蒸汽的流量、再蒸馏一级冷凝I中冷凝水的流速与再蒸馏二级冷凝II中冷凝水的流速进行调节控制饱和芳香水的温度为30℃。
实施例1制备得到的挥发油为清澈的淡黄色透明液体。由此可见，实施1制备得到的挥发油几乎没有分解。
取实施例1制备得到的鱼腥草重蒸馏液共16批，批号K100901～K100916。然后取甲基正壬酮对照品适量，精密称定，加正己烷制成2mg/ml的溶液。然后对指纹图谱进行选择以及标定特征峰。甲基正壬酮是鱼腥草重蒸馏液中的主要成分，从谱图中可以看出甲基正壬酮的面积百分比较大，因此选择甲基正壬酮作为内参比峰。
内参比峰甲基正壬酮标号为S，其他共有峰依次分别标号为1-10。指认了7个共有峰，分别为1号峰β-蒎烯，2号峰为月桂烯，3号峰为柠檬烯，7号峰4-萜烯醇，8号峰为d-松油醇，9号峰为乙酸龙脑酯，S为内参比峰甲基正壬酮。
根据16批鱼腥草重蒸馏液GC指纹图谱，建立共有模式，以共有模式为参照，通过《中药指纹图谱相似度计算软件》计算各批次相似度，相似度评价结果见下表和图3。
从上表和图3中可以看出，16批次的饱和芳香水，以甲基正壬酮为内参比峰，各指纹峰的相对保留时间和相对峰面积均有较好的重现性。由此可见，实施例1制备得到的鱼腥草饱和芳香水的质量批间稳定性非常高。
将上述16批次的鱼腥草饱和芳香水制备成注射液后依据中国药典，对其有效成份含量进行测定，测得其4个成分的含量。含量测定结果见下表。
下表的单位为μg/ml。
由此可见，将实施例1制备得到的鱼腥草饱和芳香水制成注射液后，其有效成份的含量符合中国药典标准，且产品质量高。
另取实施例1得到的十批次的饱和芳香水的样品，依据中国药典中鱼腥草重蒸馏液质量标准进行了检验，结果见下表。
从上表中可以看出，实施例1制备得到的鱼腥草饱和芳香水的性状、pH值和细菌内毒素都符合中国药典的标准。
对比例1
与实施例1的区别在于，所述初蒸馏只有初蒸馏冷凝I，没有初蒸馏冷凝II。
如图5所示，对比例1制备得到的挥发油的透明度有所降低，可见挥发油发生了部分分解。
对比例2
与实施例1的区别在于，所述再蒸馏只有再蒸馏冷凝I，没有再蒸馏冷凝II。
如图6所示，对比例2制备得到的挥发油已十分浑浊，可见挥发油发生了分解。
指纹图谱检测
取实施例1、对比例1和对比例2制备得到的饱和芳香水各一批，按实施例1指纹图谱项下进行指纹图谱检测。具体如下：分别精密吸取参照物溶液和实施例1、对比例1和对比例2制备得到的饱和芳香水的供试品溶液各1ul分别注入气相色谱仪，切除前6分钟溶剂峰，记录色谱图，以《中药色谱指纹图谱相似度评价系统》计算相似度，供试品指纹图谱与对照指纹图谱相似度应不低于0.9。
结果如下表和图4所示：
由上表和图4可见：对比例1和对比例2制备得到的饱和芳香水的指纹图谱相似度小于0.9，不符合中国药典的标准。而实施例1制备得到的饱和芳香水的相似度很高。这说明实施例1制备得到的饱和芳香水符合药典的标准。
对比例3
对比例3与实施例1的区别在于，所述初蒸馏只有初蒸馏油水分离I，没有初蒸馏油水分离II。
由图7所示，对比例3制备得到的饱和芳香水中存在油状物，由此可见对比只采用一级油水分离，饱和芳香水与挥发油的分离效果不佳。
实施例2
初蒸馏阶段：将鱼腥草置于多功能提取罐中，通入0.04MPa的第一水蒸汽，蒸馏后得到初蒸馏蒸汽；初蒸馏蒸汽经初蒸馏冷凝I、初蒸馏冷凝II、初蒸馏一级油水分离I和初蒸馏油水分离II后分别得到初蒸馏液和挥发油。其中，初蒸馏冷凝I中冷却水的温度为5℃，初蒸馏二级冷凝II中冷却水的温度为20℃。同时，通过对第一水蒸汽的流量、初蒸馏冷凝I中冷凝水的流速与初蒸馏冷凝II中冷凝水的流速进行调节，控制初蒸馏液的温度为5℃；
再蒸馏阶段：初蒸馏储液罐收集完初蒸馏液后，向初蒸馏储液罐中通入0.04MPa的第二水蒸汽蒸馏，蒸馏后得到再蒸馏蒸汽；再蒸馏蒸汽经再蒸馏冷凝I、再蒸馏冷凝II和再蒸馏油水分离后分别得到饱和芳香水和挥发油；其中，再蒸馏冷凝I中冷却水的温度为2℃，再蒸馏二级冷凝II中冷却水的温度为20℃。同时，通过对第二水蒸汽的流量、再蒸馏一级冷凝I中冷凝水的流速与再蒸馏二级冷凝II中冷凝水的流速进行调节控制饱和芳香水的温度为3℃。
实施例2制备得到的挥发油为清澈的淡黄色透明液体。由此可见，实施1制备得到的挥发油几乎没有分解。同时，取10批次实施例2制备得到的饱和芳香水制备得到的注射液的有效成份进行测定，结果如下表所示。由下表可知实施例2制备得到的饱和芳香水质量高，符合中国药典的标准。
鱼腥草注射液含量测定结果(单位：μg·ml-1)
对比例4
对比例4与实施例2的区别在于：所述初蒸馏中，通过对第一水蒸汽的压力、初蒸馏冷凝I中冷凝水的温度与初蒸馏冷凝II中冷凝水的温度进行调节控制初蒸馏液的温度为45℃。
对比例4制备得到的挥发油透明度明显降低且浑浊，由此可见，初蒸馏温度超过40℃会导致挥发油的分解。
对比例5
对比例5与实施例2的区别在于：所述再蒸馏中，通过对第二水蒸汽的压力、再蒸馏冷凝I中冷凝水的温度与再蒸馏冷凝II中冷凝水的温度进行调节控制饱和芳香水的温度为35℃。
对比例5制备得到的挥发油透明度明显降低且浑浊，由此可见，饱和芳香水温度超过30℃会导致挥发油的分解。
