一种玉竹皮挥发油的提取方法
技术领域
本发明涉及植物提取领域，具体涉及一种玉竹皮挥发油的提取方法。
背景技术
玉竹为百合科植物，别名玉参、尾参、萎蕤、铃铛菜，是一种营养价值很高的药食两用的植物。玉竹在世界范围内都有分布，我国很多地方同样也有分布，像湖南、吉林、浙江等地都有分布。玉竹作为药用的部分是根，使用范围很广，药用价值很大，对滋阴润燥、燥热咳嗽、增强免疫力等有一定的帮助。玉竹还可以作为食物用，含有较多的营养成分，且可被人体吸收利用，具有广泛的开发应用前景。
目前对玉竹的研究已经非常深入，玉竹的有效成分主要来源于其自身含有的多糖类、黄酮类、氨基酸类、挥发油类、甾体皂苷类及多种微量元素等物质。玉竹提取物在降低血压、血糖、血脂，抗肿瘤、提高机体耐氧能力以及增强机体免疫能力方面具有明显的药理作用。挥发油作为一类在常温状态下能够挥发、可以随水蒸汽蒸馏并与水布相混的油状液体的总称，是玉竹中的主要成分之一。目前玉竹的提取研究主要集中在玉竹的根茎中，而对其他部分的研究比较少。玉竹皮是玉竹茎的表皮，由于玉竹皮难以处理加工，而且现有技术中对玉竹皮中的有效成分提取率低。因此，在现有加工处理过程中，玉竹皮都作为废料丢弃，浪费很大，极不符合当今社会绿色发展理念。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的问题，提供了一种玉竹皮挥发油提取方法。
本发明的另一个目的在于，提供一种上述玉竹皮挥发油在作为抗氧化剂中的应用。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现：
一种玉竹皮挥发油提取方法，包括以下步骤：
S1.玉竹皮干燥、粉碎；
S2.将步骤S1的玉竹皮和有机溶剂按照3~5:1混合，在250~300W的微波条件下处理200~300s；微波采用间隔微波处理；
S3.步骤S2微波处理之后进行过滤，对滤液进行旋转蒸发得到挥发油，旋转蒸发的温度为35~45℃。
步骤S2中间隔微波处理是为了防止溶剂沸腾，提取无法进行。
优选的，步骤S1玉竹皮的干燥、粉碎，主要包括以下步骤：在40~50℃，优选45℃条件下干燥3~5h，然后粉碎，粉碎后过40目筛。步骤S3获得的挥发油用石蜡进行密封。
由于不同的萃取方法对不同含量范围的目标物具有不同的萃取效果。本发明研究发现玉竹皮中挥发油利用微波辅助有机溶剂法可以获得更高的提取率。
优选地，所述步骤S2中的有机溶剂为丙酮、正己烷或石油醚中的一种或多种。
优选地，所述步骤S2中的有机溶剂为丙酮。
采用丙酮、正己烷和石油醚中的一种或多种为萃取剂，提取效果更好。其中以多种溶剂混合时，各溶剂比例相同。更优选，利用丙酮的萃取效果最佳。
优选地，所述步骤S2中微波处理采用间隔微波处理法，每次微波处理20~60s，微波处理4~6次，每次间隔中进行降温，将温度降至25~30℃后再次微波处理。
每次微波处理的间隔期间，可以采用冷却介质，例如水等对物料进行降温处理，也可以利用空气冷却等方式进行。
微波处理采用多次间断微波处理，每次微波处理20~60s，微波处理4~6次，可以获得更好的提取率。
优选地，所述步骤S2中萃取渣和有机溶剂按照4:1混合。
优选地，所述步骤S2中微波条件为280W。
一种所述玉竹皮挥发油提取方法制备的玉竹皮挥发油。
一种所述玉竹皮挥发油作为抗氧化剂的应用，所述玉竹皮挥发油的浓度为4~10mg/ml。
更优选地，所述玉竹皮挥发油的浓度为10mg/ml。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
本发明提供的玉竹皮挥发油提取方法，采用微波辅助有机溶剂对玉竹皮中的挥发油进行萃取，对玉竹皮挥发油的提取率更高。另一方面，本发明获得的玉竹皮挥发油与玉竹挥发油相比具有更好的抗氧化效果。
附图说明
图1 玉竹皮精油、玉竹精油以及Vc的总还原力测定图；
图2 玉竹皮精油、玉竹精油以及Vc的体外清除超氧阴离子自由基作用图；以及
图3 玉竹皮精油、玉竹精油以及Vc对Fe2+诱发的脂质氧化反应的抑制作用图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实施例和对比例将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
除特殊说明，本实施例、对比例以及实验例中所用的设备均为常规实验设备，所用的材料、试剂均为市售可得。
实施例1
一种玉竹皮挥发油提取方法，包括将玉竹皮放入干燥箱中，在45℃的条件下干燥4h，然后用中药粉碎机将干燥好的玉竹皮粉碎，粉碎后过40目筛，再将处理好的玉竹皮粉用电子天平准确称取100g，装入已预先干燥至恒重的烧杯中，丙酮和玉竹皮粉的质量按照一定的液料比1：3（其中，玉竹皮粉以g计，丙酮的单位以mL计）加入有机溶剂，将烧杯放入微波炉中，每次在250W微波条件下处理40s，微波处理6次，每次间隔采用水进行冷却至25℃后，然后擦干水进行再次微波，最后再抽滤分离出提取液。提取液用旋转蒸发仪40℃减压进行回收，得到挥发油浓缩液，用无水硫酸钠进行脱水，离心，再移入到离心管中准确称重，最后用石蜡密封。
实施例2
与实施例1类似，不同的是：玉竹皮和丙酮按照5:1混合，每次在300W微波条件下处理60s，微波处理4次。
实施例3
与实施例1类似，不同的是：玉竹皮和丙酮按照4:1混合，每次在250W微波条件下处理50s，微波处理5次。
对比例1
一种玉竹皮挥发油提取方法，包括以下步骤：
S1.玉竹皮干燥、粉碎，粉碎之后过40目筛；
S2.利用超临界二氧化碳对步骤S1处理的玉竹皮进行萃取，萃取温度为35℃、萃取压力为25MPa、萃取时间为90min、二氧化碳的流量为25g/L。
与实施例3相比，本对比例采用超临界二氧化碳萃取法。
对比例2
一种玉竹皮挥发油提取方法，包括将玉竹皮放入干燥箱中，在45℃的条件下干燥4h，然后用中药粉碎机将干燥好的玉竹皮粉碎，粉碎后过40目筛，再将处理好的玉竹皮粉用电子天平准确称取100g，装入已预先干燥至恒重的烧杯中，丙酮和玉竹皮粉的质量按照一定的液料比1：1加入有机溶剂，将烧杯放入微波炉中，每次在250W微波条件下处理50s，微波处理5次，每次间隔采用水进行冷却至25℃后，然后擦干水进行再次微波，最后再抽滤分离出提取液。提取液用旋转蒸发仪40℃减压进行回收，得到挥发油浓缩液，用无水硫酸钠进行脱水，离心，再移入到离心管中准确称重，最后用石蜡密封。
与实施例3相比，本对比例步骤S2中玉竹皮粉和溶剂按照1:1混合。
对比例3
一种玉竹皮挥发油提取方法，包括将玉竹皮放入干燥箱中，在45℃的条件下干燥4h，然后用中药粉碎机将干燥好的玉竹皮粉碎，粉碎后过40目筛，再将处理好的玉竹皮粉用电子天平准确称取100g，装入已预先干燥至恒重的烧杯中，丙酮和玉竹皮粉的质量按照一定的液料比1：6加入有机溶剂，将烧杯放人微波炉中，每次在250W微波条件下处理50s，微波处理5次，每次间隔采用水进行冷却至25℃后，然后擦干水进行再次微波，最后再抽滤分离出提取液。提取液用旋转蒸发仪40℃减压进行回收，得到挥发油浓缩液，用无水硫酸钠进行脱水，离心，再移入到离心管中准确称重，最后用石蜡密封。
与实施例3相比，本对比例步骤S2中玉竹皮粉和溶剂按照6:1混合。
计算各实施例和对比例挥发油的得油率，计算公式为：
得油率=（挥发油的质量/玉竹皮的质量）×100%
具体结果如表1所示:
表1 玉竹皮挥发油得率
从表1中可以看出，经过超临界二氧化碳进行萃取的得油率低，且明显低于本发明微波处理，此外，溶剂的混合加入也需要控制在恰当的比例，才能实现较好的提取结果。
实验例1
对实施例3制得的玉竹皮精油，玉竹根茎精油（以下简称玉竹精油，提取方式同实施例3一样，提取部位为玉竹根茎去除皮的部分）以及维生素C的抗氧化能力进行测试。
分别配置浓度为1mg/ml、2mg/ml、4mg/ml、6mg/ml、8mg/ml、10mg/ml的玉竹皮精油、玉竹精油以及Vc溶液。
1.玉竹皮精油、玉竹精油以及Vc的总还原能力测定
将玉竹皮精油、玉竹精油以及Vc溶液加入到试管中，在其中加入磷酸缓冲溶液，在加入铁氰化钾放置在50℃水浴条件下20min，再加入三氯乙酸混匀以3000r/min的转速离心10min，取上清液向其中加入三氯化铁，摇匀后在700nm测试吸光度（每个浓度测试三次，取平均值）。
精油的抗氧化能力与它的还原力有关，还原力越大抗氧化能力越强。以Vc作为对照昂，由于Vc的实验结果较大，作图后无法明显识别精油的抗氧化效果，因此将Vc的结果缩小10倍（以下测试采用同样的处理）。玉竹皮精油、玉竹精油与Vc的总还原能力结果如图1所示。
从图1可以看出，玉竹皮与玉竹精油均具有一定的还原能力，随着样品浓度的加大精油的还原能力上升，玉竹皮精油的还原能力大于玉竹精油的还原能力，当挥发油浓度4~10mg/mL范围内时，玉竹皮精油的还原能力可以达到玉竹精油的216.05%。
2.体外清除超氧阴离子自由基测定
空白组：Tris-HCl缓冲液加蒸馏水快速摇匀；
自动氧化组：Tris-HCl缓冲液加蒸馏水加邻苯三酚快速摇匀；
样品自氧化组： Tris-HCl缓冲液加邻苯三酚加各玉竹皮精油、玉竹精油以及Vc快速摇匀每次数据测三次，取平均值。各组的加样情况如表2所示：
表2 加样表
清除率（E%）=[（对照的自动氧化速率-样品氧化速率）/对照的自动氧化]×100%
超氧阴离子具有毒性可以损伤生物体，并且还可以经过一系列其他反应生成不同的氧自由基，进一步破坏生物体，造成生物体衰老及一些疾病，因此研究体外清除超氧自由基作用对生物体的健康来说意义比较深远。玉竹皮精油与玉竹精油对超氧阴离子自由基的清除作用如图 2所示。
图2实验结果表明，玉竹皮精油与玉竹精油对超氧阴离子自由基均具有清除作用，玉竹皮精油的清除作用略大于玉竹精油的清除作用，在精油浓度达到4mg/ml的时候清除作用已无明显变化，达到最大清除值。综合分析，精油浓度在10mg/ml以下时浓度的变化对超氧阴离子的清除作用差异不显著，但玉竹皮精油的清除作用略强于玉竹精油的清除作用，玉竹皮精油体外清除超氧阴离子能力是玉竹精油的101.04%。
3. 对Fe2+的诱发的脂质氧化反应的抑制作用测定
卵黄溶液加入不同浓度的磷酸缓冲液再加硫酸亚铁溶液和磷酸缓冲液，37℃恒温震荡15min后加三氯乙酸，以3500r/min的转速离心10min，取上清液加硫代巴比妥酸（TBA）加塞沸水浴15min，冷却然后再532nm处测定吸光度。
以蒸馏水代替样品作为空白管在532nm处测吸光度，每次数据测三次，取平均值。
清除率公式如下：
清除率=（A0-A/A0）×100%（A0为空白对照组吸光值，A为样品管吸光值）
以玉竹精油及抗坏血酸的抗氧化能力为参照，研究玉竹皮精油对Fe2+诱发脂质过氧化反应的抑制作用的能力，结果如图3所示。
图3实验结果表明：玉竹皮精油与玉竹精油对Fe2+诱发的脂质过氧化反应均具有抑制作用，并且随着浓度的增大抑制作用增强。玉竹皮精油的抑制脂质过氧化反应随着浓度的增大一直呈上升趋势。玉竹精油在1mg/ml~8mg/ml浓度之间一直呈上升趋势，在10mg/ml呈现下降趋势，在8mg/ml浓度时玉竹精油对抑制Fe2+的诱发的脂质过氧化抑制达到最大值。浓度在1mg/ml-2mg/ml范围左右，玉竹精油的抑制效果高于玉竹皮精油的抑制效果，浓度在4mg/ml~10mg/ml范围左右，玉竹皮精油的脂质抑制效果大于玉竹精油的抑制效果，约为玉竹精油的108.99%。
综上所述，本发明利用微波辅助有机溶剂提取玉竹皮的挥发油，即玉竹皮精油的提取效率高，有效利用了原废弃物，避免了原来的浪费。玉竹皮精油浓度为10mg/mL时的总还原能力、体外清除超氧阴离子能力和对Fe2+诱发脂质过氧化反应的抑制能力分别为同浓度玉竹精油的216.05%、101.04%、108.99%，整体的抗氧化性较玉竹精油更好。
实验例2运用气质联用的方法对玉竹皮及玉竹精油的挥发物进行成分分析，结果如下表3：
表3 玉竹皮精油的GC-MS成分分析
表3说明：除去溶剂，该玉竹皮精油的峰值有34个，挥发物含有32种化合物，其中占百分比最高的有以下几种化合物，如3-戊烯-2-丙酮为1.60%，4-甲基-3-戊烯-2-酮为22.89%，乙酸为19.60%，4-羟基4-甲基-2-戊酮为44.73%，对二甲苯为1.36%，1,3-苯二甲酸为1.20%等。
表4 玉竹精油的GC-MS成分分析
表4说明：除去溶剂，该玉竹精油的峰值有23个，含有19种化合物，其中占百分比最高的有以下几种化合物，如甲苯为2.94%，二丙酮醇为4.49%，乙基苯为2.45%，间二甲苯为8.49%，邻二甲苯为2.22%等。
综合分析表3、4，发现玉竹皮与玉竹精油含有相同的化学成分，为甲苯、萘等，玉竹皮精油的甲苯含量低于玉竹精油，但二者的萘烷含量相差不大，玉竹皮精油挥发物化合物的种类多于玉竹精油。
