入侵植物马缨丹精油的提取工艺_马缨丹精油
摘要：采用水蒸气蒸馏法研究马缨丹精油的最佳提取工艺。以精油提取量为考察指标，以提取时间、加水量、氯化钠浓度为研究因素进行Ｌ９（３４）正交试验。结果表明，影响马缨丹精油提取的最主要因素是提取时间，其次是加水量，氯化钠浓度影响最小；最佳提取工艺条件为提取时间3 ｈ，每200 g鲜叶加水量１ ４００ ｍＬ，氯化钠浓度２５ ｇ／Ｌ。优选得到的工艺稳定可行，在最佳提取工艺条件下提取率为０．０８３％。
关键词：马缨丹；精油；正交试验；提取工艺
中图分类号：ＴＱ２４文献标识码：Ａ文章编号：0439－８114（２０11）14－2945-03
Study on the Extraction Technology of Essential Oil from Lantana camara L.
ＺＨＡＮ Ｊｉａ－ｈｏｎｇ，ＭＡ Ｒｕｉ－ｊｕｎ，ＬＩＵ Ｚｈｉ－ｃｏｎｇ
（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｂｉｏｌｏｇｙ， Ｈａｎｓｈａｎ Ｎｏｒｍａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｃｈａｏｚｈｏｕ ５２１０４１， Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Eｓｓｅｎｔｉａｌ ｏｉｌ ｗａｓ ｅｘｔｒａｃｔｅｄ ｆｒｏｍ Ｌａｎｔａｎａ ｃａｍａｒａ Ｌ． ｂｙ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｓｔｅａｍ ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ． Ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｕｍ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｆｏｒ ｅｓｓｅｎｔｉａｌ ｏｉｌ ｗａｓ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ ｂｙ Ｌ９（３４）ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｔｅｓｔ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ major ａｆｆｅｃｔｉｎｇ ｆａｃｔｏｒ ｗａｓ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｔｉｍｅ（P�０．０１）， ｆｏｌｌｏｗｅｄ ｂｙ ｗａｔｅｒ ａｄｄｉｔｉｏｎ， ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ＮａＣｌ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｗａｓ ｍｉｎｉｍｕｍ． Ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｗａｓ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ， ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｔｉｍｅ， 3 ｈ； ｗａｔｅｒ ａｄｄｉｔｉｏｎ， １ ４００ ｍL； ＮａＣｌ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ， ２５g/L． Ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｗａｓ ｓｔａｂｌｅ ａｎｄ ｐｒａｃｔｉｃａｂｌｅ， ｔｈｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ ｅｓｓｅｎｔｉａｌ ｏｉｌ ｗａｓ ０．０８３％．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： Ｌａｎｔａｎａ ｃａｍａｒａ Ｌ．； ｅｓｓｅｎｔｉａｌ ｏｉｌ； ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｔｅｓｔ； ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
外来杂草马缨丹（Ｌａｎｔａｎａ ｃａｍａｒａ Ｌ．），又名五色梅、七变花，为马鞭草科马缨丹属常绿小灌木，原产南美亚马逊河流域，现我国的广东、福建、台湾等地均有广泛分布，由于马缨丹具有极强的适应能力和繁殖能力，它也被视为世界上１０种最有害的杂草之一［１］。
马缨丹植株含有大量的次生物质［２］，其中精油是其主要的活性成分。有关马缨丹精油在驱虫、杀虫、防虫作用等方面的研究已有报道，如马缨丹精油对黄曲条跳甲成虫、柑橘潜叶蛾成虫和美洲斑潜蝇成虫的产卵驱避作用［３－５］，对玉米象的毒杀作用［６］等，但对马缨丹精油提取工艺的研究则鲜见报道。试验以精油提取量为考察指标，在单因素试验的基础上采用正交试验，研究提取时间、加水量和氯化钠浓度对精油提取的影响，确定马缨丹精油水蒸气蒸馏法提取的最佳工艺条件，以期为马缨丹的开发利用及马缨丹精油的进一步研究提供科学依据。
１材料与方法
１．１材料
马缨丹：采自韩山师范学院校园内，每次均用新鲜叶子进行试验。
主要仪器：９８－１－Ｃ型数字控温电热套（天津市泰斯特仪器有限公司）；挥发油提取器；ＦＡ２００４电子分析天平（上海精密科学仪器有限公司天平仪器厂）；ＨＨ－２数显恒温水浴锅（江苏金坛�宏华仪器厂）等。
主要试剂：氯化钠，正己烷，硫酸钠，均为分析纯。
１．２方法
１．２．１精油提取方法准确称取切碎均匀的马缨丹叶子２００ ｇ，置２ ０００ ｍＬ圆底烧瓶中，加入一定量的水或氯化钠溶液，蒸馏一定时间后，将馏出液用正己烷萃取，无水硫酸钠干燥，挥发掉正己烷后即得淡黄色精油，精密称重。
１．２．２正交试验设计根据有关资料［７－９］，并结合预试验结果分析得知，影响马缨丹精油提取的因素有提取时间、加水量和氯化钠浓度。先对这些因素进行单因素试验，然后根据单因素试验结果，以精油提取量为评定指标，选用Ｌ９（３４）正交表设计正交试验，确定最佳提取工艺。正交试验因素与水平设计见表１。
２结果与分析
２．１正交试验结果分析
Ｌ９（３４）正交试验结果见表２。由表２可见，各因素对精油提取量影响的主次顺序为Ａ＞Ｂ＞Ｃ，三因素中提取时间对精油提取量影响最大，其次是加水量，氯化钠浓度影响最小，相应的最佳工艺组合为Ａ２Ｂ３Ｃ２，即提取时间3 ｈ，加水量１ ４００ ｍＬ，氯化钠浓度２５ ｇ／Ｌ。
２．２方差分析
运用ＳＰＳＳ １３．０对表２中的数据进行方差分析，结果见表３。表３结果表明，提取时间不同水平对马缨丹精油提取量的影响达极显著水平，加水量和氯化钠浓度不同水平对精油提取量的影响不显著。可见，方差分析与直观分析结果具有一致性，即提取时间是影响马缨丹精油提取量的最主要因素。
２．３最佳提取工艺的验证结果
由最佳提取工艺组合得知，Ａ２Ｂ３Ｃ２在正交试验设计中未有该提取工艺组合，为了进一步验证最佳工艺的稳定性和合理性，准确称取切碎均匀的马缨丹叶子２００ ｇ ３份，按优化的最佳工艺条件进行３次验证试验，结果见表４。表４结果表明，３次试验精油平均提取量与正交试验设计中的最高提取量接近且３次试验精油提取量ＣＶ较小，说明该提取工艺条件合理可行、稳定可靠，具有较好的重现性和可操作性。
３小结与讨论
１）在单因素试验基础上采用正交试验，对影响马缨丹精油提取量的３个因素进行分析。结果表明，水蒸气蒸馏法提取马缨丹精油的最佳工艺条件为提取时间3 ｈ，200 g鲜叶，氯化钠浓度２５ ｇ／Ｌ。经验证试验证明，此工艺条件稳定可行。在该工艺条件下，精油提取率为０．０８３％。
２）通过极差分析和方差分析，表明提取时间是影响马缨丹精油提取量的最主要因素，其不同水平对精油提取量的影响达极显著水平，加水量和氯化钠浓度不同水平对精油提取量的影响不显著，两种分析结果具有一致性。
３）马缨丹作为一种外来植物，由于它有极强的生活力和适应性，已对当地的生态环境造成了一定的影响。从马缨丹中提取精油无疑是将其变害为宝、保护环境的最有效途径之一。应用气相色谱－质谱联用仪（ＧＣ／ＭＳ）对马缨丹叶子的精油成分进行分析［１０］，共鉴定出１９种化学物质，其中α－子丁香烯和β－子丁香烯为主要物质，而已知α－子丁香烯、β－子丁香烯、β－蒎烯等多种物质具有引诱昆虫、干扰昆虫发育以及拒食等作用。因此开展对马缨丹精油的提取及有效成分的分离，并将其进一步开发为生物源农药，将具有重要的实践意义。
参考文献：
［１］ ＧＨＩＳＡＬＢＥＲＴＩ Ｅ Ｌ． Ｌａｎｔａｎａ ｃａｍａｒａ Ｌ．（Ｖｅｒｂｅｎａｃｅａｅ）［Ｊ］．Ｆｉｔｏｔｅｒａｐｉａ， ２０００，７１：４６７－４８６．
［２］ 易振，张茂新，凌冰，等．马缨丹及其酚类化合物对水葫芦生长的抑制作用［Ｊ］．应用生态学报，２００６，１７（９）：１６３７－１６４０．
［３］ 赵辉，张茂新，凌冰，等． 非寄主植物挥发油对黄曲条跳甲成虫嗅觉、取食及产卵行为的影响［Ｊ］．华南农业大学学报（自然科学版），２００３，２４（２）：３８－４０．
［４］ 曾鑫年，吴美良，罗诗．植物挥发性成分对柑桔潜叶蛾产卵行为的影响［Ｊ］．植物保护学报，２００３，３０（２）：１９９－２０２．
［５］ 任立云，曾玲，陆永跃，等．马缨丹挥发油成分及其对美洲斑潜蝇成虫产卵取食行为的影响［Ｊ］．广西农业生物科学，２００６，２５（１）：４３－４７．
［６］ ＢＯＵＤＡ Ｈ，ＴＡＰＯＮＤＪＯＮ Ｌ Ａ，ＦＯＮＴＥＭ Ｄ Ａ，ｅｔ ａｌ．Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｅｓｓｅｎｔｉａｌ ｏｉｌｓ ｆｒｏｍ ｌｅａｖｅｓ ｏｆ Ａｇｅｒａｔｕｍ ｃｏｎｙｚｏｉｄｅｓ，Ｌａｎｔａｎａ ｃａｍａｒａ ａｎｄ Ｃｈｒｏｍｏｌａｅｎａ ｏｄｏｒａｔａｏｎ ｔｈｅ ｍｏｒｔａｌｉｔｙ ｏｆ Ｓｉｔｏｐｈｉｌｕｓ ｚｅａｍａｉｓ（Ｃｏｌｅｏｐｔｅｒａ， Ｃｕｒｃｕｌｉｏｎｉｄａｅ）［Ｊ］． Ｊ Ｓｔｏｒｅｄ Ｐｒｏｄ Ｒｅｓ，２００１，３７：１０３－１０９．
［７］ 吉礼，车振明，黄伟，等． 水蒸汽蒸馏法提取橙皮精油的研究［Ｊ］．食品研究与开发，２００８，２９（４）：９２－９４．
［８］ 李秀琴，孙秀燕，陈晓辉，等． 正交试验法研究柴胡挥发油的提取工艺［Ｊ］．中草药，２００８，３９（２）：２１５－２１８．
［９］ 王雅，赵坤，赵萍，等． 沙枣花精油提取工艺优化及开花周期精油含量质量研究［Ｊ］．食品工业科技，２００８，２９（５）：９２－９４．
［１０］ 刘少群，贾正晖．马缨丹叶片水提物与挥发油的生物活性及化学成分研究［Ｊ］． 广西植物，２００２，２２（２）：１８５－１８８．
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
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