赵 斗 ，朱芫蓉 ，赵佳宁 ，范雅萱 ，史玉敏 ，陈洪国

（湖北科技学院核技术与化学生物学院，湖北 咸宁 437100）

0 前言

我国的十大传统名花为兰花、梅花、杜鹃、牡丹、菊花、茶花、月季、水仙、荷花、桂花[1]。桂花（Osmanthus Fragrans Lour）作为十大名花之一，属于木樨科木樨属[2]，又名“岩桂”“木樨”，俗称桂花树，常绿灌木或小乔木，为温带树种。湖北咸宁作为国内五大桂花产区之一，栽培历史悠久，据统计，全国有2 200棵百年以上的古桂树，咸宁就有2 000株，占全国数量的91%。其桂花的品种数量、古树数量、基地面积、鲜桂花产量及桂花品质都位居国内前列。

近年来，人们开始关注和研究提取桂花精油的芳香成分，研究发现桂花中含有很多的癸酸内酯、紫罗兰酮、芳梓醇氧化物等多种珍贵芳香物质，经过提炼可以用于生产化妆品、食用香料添加剂等多方面，对人体有很好的保健作用和药用价值[3]。本研究以湖北省咸宁市成熟的桂花种子为原材料，采用超声波辅助提取法提取桂花种子油，通过单因素实验对提取工艺进行优化，通过GC-MS对桂花种子油成分进行鉴定，以期为以后桂花种子油的提取工艺以及种子油有效成分的开发利用提供一定的参考[4-7]。

1 材料与方法

1.1 实验材料

成熟的桂花种子在2016年3月26—28日采集于咸宁市湖北科技学院桂花园，将收集的桂花种子进行剥皮，置于55 ℃干燥箱烘干72 h至恒重。用植物粉碎机进行粉碎，然后将粉末通过80目筛，放在干燥箱中备用。

1.2 实验药品

石油醚（沸程30 ℃～60 ℃)、正己烷、无水硫酸钠、甲醇、环己烷、95%乙醇、冰乙酸均为分析纯。

1.3 实验器材

FA-2004电子分析天平（上海精密仪器有限公司）、LD25-Z低速离心机、HWS24电热恒温水浴锅（江苏金坛市正基有限公司）、旋转蒸发仪（上海亚荣仪器有限公司）、DHG-9053A 型干燥箱（嘉兴市中新医疗仪器有限公司）、Agilent GC 6890-59751MS 型气相色谱-质谱联用仪 (美国安捷伦公司）、SG220HPT型超声波清洗仪（上海冠特超声仪器有限公司）。

1.4 实验方法

1.4.1 桂花种子油的提取方法

称取10 g已经干燥的桂花种子粉末，放入100 mL带盖子的试剂瓶中，加入100 mL石油醚浸提10 h；对超声波清洗槽的温度设定为40 ℃，功率为180 W，并将处理好的种子粉末进行油脂超声提取30 min，到达设定时间后，将试剂瓶中的混合液和原料残渣转入到离心管中，以2 000 r/m离心10 min，将离心管中的上清液转入旋转蒸发器中，对种子油脂进行蒸馏回收，将得到的种子油放置于55 ℃干燥箱中5 h，待冷却至室温，对所得恒重进行称重，按照公式计算桂花种子得油率，并且重复3次取平均值。

桂花种子得油率=桂花种子油质量/桂花种子粉末质量×100%。

1.4.2 桂花种子油脂成分鉴定

1）桂花种子油脂的甲酯化。称取30 mg桂花种子油，放在试剂管中加入10 mL正己烷进行充分溶解，再加入20 mL 0.3 mol/L的KOH-CH3溶液，充分摇匀，放在55 ℃的水浴锅中水浴15 min，冷却至室温，然后加入20 mL无水Na2SO4震荡3 min后进行离心分层。抽取上层液（正己烷液），适当地稀释之后进行GC-MS分析。

2）GC-MS的条件。① GC条件：色谱柱为RTX-5 MS弹性石英毛细管柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm)，程序升温柱子的起始温度为40 ℃保持2 min，逐渐升温至200 ℃保持5 min，开始以20 ℃/min的速度增加，然后以2 ℃/min的速度逐步增加，升高温度至240 ℃保持3 min，并将进样口的温度选择为220℃，载气为高纯氦气，载气的流量为3 mL /min，进样量为0.8 μL，压力为225.6 kPa，分流比是44∶1，溶剂延迟了5 min，电子的能量为100 ev，电离的方式为EI[8]。②MS条件：接口的温度为200 ℃，离子源的温度选择为160 ℃，电子的能量为1 kV，质量扫描的范围是20 aum～400 aum，扫描的方式为全扫描方式，传输线的温度是250 ℃，溶剂切除时间为4 min，发射的电流为30.2 μA[8]。

2 结果与分析

2.1 不同提取溶剂对桂花种子出油率的影响

用超声波提取法，以石油醚（沸程30 ℃～60 ℃）为提取溶剂，设置提取超声频率为25 Hz，液料比为9∶1，提取时间为40 min，提取温度为30 ℃时，超声波提取功率在220 W时，几种不同的溶剂对出油率的影响和提取物之间的色泽比较，如表1所示。

表1 不同提取剂对桂花种子出油率

由表1可以看出，在其他条件相同的情况下，上述四种溶剂对桂花种子出油率的影响顺序由大到小依次为，石油醚（沸程30 ℃～60 ℃）＞乙酸乙酯＞乙醇＞正己烷，石油醚的提取率最好，且种子油的颜色也较为纯正。因此，选择石油醚作为桂花种子的提取溶剂。

2.2 液料比对桂花种子出油率的影响

采用超声波提取法，以石油醚（沸程30 ℃～60℃）为提取溶剂，在超声波提取时间为30 min，功率为220 W，超声频率为25 Hz，温度为55 ℃等条件下，研究石油醚和桂花种子油的液料比分别为6∶1、7∶1、8∶1、9∶1、10∶1、11∶1对桂花种子出油率的影响。

种子的出油率与所选择溶剂和种子油脂的接触面积有关系，在一定范围内，随着液料比增加，溶剂和种子油脂的接触面积也增加，这样有利于油脂在溶剂中的扩散，因此种子的出油率随之增加，最终在这个范围内，种子出油率达到了稳定。在刚开始液料比6∶1～9∶1之间，桂花种子的出油率是随着液料比的增加而逐渐增加的，当液料比超过9∶1时，随着液料比的增加，桂花种子的出油率开始缓慢下降，在液料比为9∶1时，桂花种子的出油率达到了最大值，经数据的比较，桂花种子油提取的最佳液料比为9∶1。

2.3 提取时间对桂花种子出油率的影响

采用超声波提取法，以石油醚（沸程30 ℃～60℃）为提取溶剂，设置超声波提取功率为220 W，超声频率为25 Hz，温度为55 ℃，液料比为9∶1，提取时间分别为20 min、30 min、40 min、50 min、60 min等条件下，桂花种子出油率的变化。

时间在20 min到40 min之间，桂花种子的出油率随着时间的增加而增加，超过40 min后，桂花种子出油率随着时间的增加而逐渐下降，桂花种子油的最佳提取时间为40 min。

2.4 提取温度对桂花种子出油率的影响

采用超声波提取法，以石油醚（沸程30 ℃～60℃）为提取溶剂，在超声波提取功率为220 W，超声频率为25 Hz，液料比为9∶1，时间为40 min等条件下，提取温度为30 ℃、40 ℃、50 ℃、 60 ℃、70 ℃时，种子出油率的变化。

刚开始随着温度的增加，种子的出油率明显增加，当温度达到40 ℃时，桂花种子的出油率达到最大，随后随着温度的不断增加，种子的出油率开始缓慢下降，所以桂花种子油的最佳提取温度为40 ℃。

2.5 提取功率对桂花种子出油率的影响

用超声波提取法，以石油醚（沸程30 ℃～60 ℃）为提取溶剂，设置提取超声频率为25 Hz，液料比为9∶1，提取时间为40 min，提取温度为40 ℃时，超声波提取功率在180 W、200 W、220 W、240 W、260 W等条件下，桂花种子出油率的变化。提取功率在200 W～220 W之间时，桂花种子出油率随着功率的增加而逐渐增加，并且在220 W时达到最高值，此后随着功率的增加，出油率开始缓慢下降，所以桂花种子最佳提取功率为220 W。

2.6 桂花种子油中的脂肪酸的组成

先对桂花种子油进行甲酯化，然后进行GC-MS分析，最后得到样品的总离子流图如图1所示，通过检索和最新标准的图谱进行对照，可以得出最终桂花种子油中脂肪酸的组成和相对含量如表2所示。

图1 桂花种子油的GC-MS离子流图

表2 桂花种子油中脂肪酸的组成和相对含量

通过上述图1和表2可以看出，在桂花种子油中的所含有脂肪酸成分主要有5种，分别从图谱可以看出其中4号峰为16-十八烯酸甲酯，含量为1.82%，含量最少，5号峰是十七烷酸，含量为2.78%，3号峰为柠檬烯，它的含量为23.48%，2号峰为(Z,Z)-9,12-十八烷二烯酸（亚油酸），含量为51.92%，1号峰为亚麻酸，它的含量为20%。其中在桂花种子油检测出来的五种脂肪酸中亚油酸和亚麻酸属于不饱和脂肪酸，两种脂肪酸的含量总共为71.92%，占到整个脂肪酸总含量的很大部分比例。首先，在这5种脂肪酸中亚油酸是人体必需脂肪酸，所以它对人体有很重要的生理作用，调节身体中平滑肌的收缩，调节脉搏和维持血压稳定值。其次，可以调节体内一些酶的活性和一些体内激素的相关功能，从而可以控制人体中枢神经系统的活动[9]，因此亚油酸对人体生命机能的调节有着很重要的作用。除此之外，亚麻酸对人体也有很重要的作用，它可以调节人体的血脂，能够降低血糖和血压，预防心血管疾病，还可以预防癌症的发生，提高人体免疫力和记忆力，保护大家的视力，因此它的提取对生活中的高血压、糖尿病、脑血管疾病的患者具有很大的帮助。对于青少年的视力、记忆力等方面也会有很大的帮助，如果利用相关的生物化学技术进行分离提纯并加以开发利用制成医药保健品具有很大的发展市场。其中柠檬烯（Limonene)又称苧烯，它的学名为1-甲基-4-异丙基环己烯，通过种子油提取的相关文献查出[10]，柠檬烯是许多种子油中普遍存在的一种有效成分，它的化学结构在工业上有广泛的应用，是很多食品添加剂中的成分，研究发现它具有止痛作用，所以在医学上经常被用于治疗胆囊炎、胆结石、胆管炎等疾病[11]。

3 结论与讨论

通过分析超声波辅助提取桂花种子油的提取时间、提取温度、提取功率、液料比、不同提取剂等5个单因素实验图表数据，桂花种子油的最佳提取工艺条件为：以石油醚（沸程30 ℃～60 ℃）作为提取溶剂，液料比是9∶1，提取的温度是40 ℃，提取的时间为40 min，提取的超声波功率为220 W。这时桂花种子油的提取率达到了25.4%。GC-MS分析结果表明：桂花种子油中脂肪酸成分主要有5种，其中亚麻酸的含量为20%，十七烷酸的含量为2.78%，柠檬烯的含量为23.48%，(Z,Z)-9,12-十八烷二烯酸（亚油酸）为51.92%。桂花种子油脂肪酸含量十分丰富，不饱和脂肪酸含量占比高达72%，包括油酸、亚油酸、亚麻酸等功能性脂肪酸。这些复杂多样的组分赋予了桂花种子油这样的功能性植物油广泛的保健价值及应用空间，为桂花种子油的开发与利用提供了参考依据[12]。