艾叶精油的提取及研究进展

化工大学北方学院
NORTH COLLEGE OF BEIJING UNIVERSITY OF
CHEMICAL TECHNOLOGY
（2013）届本科生天然产物有效成分提取大
作业
题目：艾叶精油的提取工艺及研究进展
学院：理工院专业：化工0902班
学号： 090101040 ：任朝君
指导教师：雪凌
教研室主任（负责人）：
2012 年 6 月 18 日
艾叶精油的提取工艺及研究进展
——多种提取方法的对比和研讨
任朝君
化学工程与工艺专业化工0902班学号090101040
指导老师雪凌讲师
摘要
艾叶是一味应用历史悠久的中药，随着科学技术的发展，艾叶精油的一些药用成分得到不断开发，但艾叶精油药理作用广泛、物质基础发杂，其化学成分主要分为水溶性和脂溶性两类化合物，其主要有效成分为精油、黄酮类化合物和三萜类化合物，其中精油既是艾叶的功效成分也是毒性成分，精油的化学成分主要有樟脑、龙脑、丁香酚等40多种物质。

探讨艾叶精油提取工艺的研究进展，分析了不同的提取工艺，艾叶精油的提取量和纯度不同，为进一步研究艾叶精油的提取工艺优化做出了指导。

关键词：艾叶精油提取工艺
前言
艾叶，为菊科植物艾的干燥叶，为临床常用的中药材。

艾叶含精油 ,油中有桉油素、β-石竹烯、α-萜品烯醇、芳樟醇等 , 并含多糖类物质。

艾叶精油为艾叶的主要有效成分，艾叶精油的提取率将影响到其临床的药理疗效。

艾叶的作用主要有：抗菌、抗真菌、平喘、利胆、抑制血小板聚集、止血、抗过敏等。

《本草纲目》不著土产，但云生田野，宋时以汤阴、复道者为佳，四明者图形，近代惟汤阴者谓之北艾，四明者谓之海艾。

自成化以来，则以蕲州者为胜，用充方物，天下重之，谓之蕲艾。

此草多生山原，二月宿根生苗成丛；其茎直生，白色，高四、五尺；其叶四布，状如蒿，分为五尖，丫上复有小尖，面青背白，有茸而柔厚；七、八月叶间出穗如车前穗，细花，结实累累盈枝，中有细子，霜后始枯。

皆以五月五日连茎刈取，暴干收叶。

其茎干之，染麻油引火点灸炷。

滋润灸疮，至愈不疼。

1.基本性质
精油的成分以小分子挥发性萜类化合物为主，此外还有脂肪族化合物，小分子芳香族化合物。

已鉴定出的萜类化合物有：柠檬烯、α蒎烯、β-蒎烯、α-萜品烯醇、β-萜品烯醇、莰烯、β-水芹烯、桉叶油素、α-水芹烯、崖柏酮、樟脑、龙脑、萜品烯醇-4、萜品烯醇 1 -5、反式-香韦醇、香芹酮、石竹烯、百里香酚、古巴烯、匙叶桉油烯醇、石竹烯氧化物。

脂肪族化合物有：十四烷酸乙酯、正十六烷酸、十六烷酸乙酯、亚油酸乙酯、（Z,Z,Z）-9,12,15-十八碳三烯酸乙酯、苯丙酸乙酯、十八烷酸乙酯。

芳香族化合物有：辛烷、2,4二甲基庚烷、2,5-二甲基庚烷、3,4-二甲基庚烷、4-乙基庚烷、对对二甲苯、1,3-二甲苯、壬烷、1-甲乙基苯、 1-乙基-3-甲基苯、1,2,3三甲基苯、甘菊环。

2.生理作用
2.1抗菌作用
2.1.1艾叶在体外对炭疽杆菌、α-溶血链球菌、B-溶血链球菌、白喉杆菌、假白喉杆菌、肺类双球菌、金黄色葡萄球菌、柠檬色葡萄球菌、白色葡葡球菌、枯草杆菌等10种革兰氏阳性嗜气菌皆有抗菌作用。

2.1.2以小野艾叶烟熏，对于多种致病真菌也有抑菌作用。

小野艾水浸剂及煎剂，在试管对多种致病真菌也有一定的抑制作用。

2.1.3野艾的水煎剂，在试管对金黄色葡萄球菌、α-溶血性链球菌、肺炎双球菌、白喉杆菌、宋氏痢疾杆菌、伤寒及副伤寒杆菌、霍乱弧菌等均有不同程度的抑制作用。

2.2抗真菌作用
艾叶煎液对皮癣真菌的抑菌作用最为微弱（与黄连、黄芩等煎液相比较），在15%浓度时堇色毛癣菌，开始呈抑制，30%浓度时除絮状表皮癣菌、足跖毛癣菌及白色念珠菌依然发育外，其它为许兰氏黄癣菌、许兰氏黄癣菌蒙古变种、狗山芽胞癣菌、同心性毛癣菌、红色毛癣菌、铁锈色毛癣菌、堇色毛癣菌等均停止发育。

2.3平喘作用
2.3.1艾叶油能直接松弛豚鼠气管平滑肌，也能对抗乙酰胆硷、氯化钡和组织胺引起的气管收缩现象；并增加豚鼠肺灌流量。

2.3.2野艾浸剂对豚鼠支气管有舒作用。

2.4抑制血小板聚集作用
艾叶中β-谷甾醇和5，7-二羟-6，3'，4'，-三甲氧基黄酮，它们对抑制血小板聚集有显著作用。

2.5止血作用
艾叶水浸液给兔灌胃有促进血液凝固作用，但亦有认为艾叶的止血作用未能证实。

艾叶为临床上常用止血药，温经止血常炒炭用，药理实验初步证明：艾叶制炭后止血作用增强。

2.6对胃肠道及子宫的作用
野艾煎剂可兴奋家兔离体子宫，产生强直性收缩。

粗制浸膏对豚鼠离体子宫亦有明显兴奋作用。

小野艾水浸液对离体兔肠在大量时有抑制作用。

2.7对心血管系统的作用
小野艾水浸液对离体蛙心在大量时有抑制作用。

从克里米亚的艾蒿Artemisiataurica分离出来的Tauremizin（是一种倍半萜烯酯），对离体蛙心、猫心和在位猫心均能增强其收缩力，对猫心并能减慢心率，使冠脉血流量增加，有拟肾上腺素的作用。

2.8抗过敏作用
艾叶油0.5ml/kg灌胃，对卵白蛋白引起的豚鼠过敏性休克有对抗作用，可降低死亡率。

3.提取方法
本文对近期艾叶精油的提取工艺的研究进展综述如下：
3.1水蒸汽蒸馏法：取自然干燥的艾叶100g，研细，置于1000 ml圆底烧瓶中，加入700 ml蒸馏水，冷浸2 h后按水蒸汽蒸馏法加热提取。

经过4小时的回流后，分离出来艾叶精油，加入干燥剂无水硫酸钠少许，从而得到精油产品。

3.2超临界CO2萃取法：取自然干燥的艾叶2 kg，用粉碎机粉碎，装入超临界萃取装置；打开水浴，使萃取装置达到设定的温度（35 ℃）；通入CO2，将系统中的空气置换干净；打开压缩机，调节萃取器压力达到要求的压力（16MPa）；调节萃取器出口阀，使 CO2流量达到要求的稳定值（20 kg/h）；维持体系在此状态80 min，打开分离器，取出萃取物，称重；待萃取完毕，关闭压缩机、钢瓶，放空CO2，取出精油粗产品。

将萃取的艾叶精油加入2倍量的无水乙醇中，搅拌后放置过夜，真空抽滤，除去沉淀的蜡质成分，滤液于30 ℃减压回收乙醇，得到脱蜡质艾叶精油。

计算收率。

3.3石油醚提取法：取自然干燥的艾叶100 g，研细，置于1000 ml圆底烧
瓶中，加入 30 ~ 60 ℃石油醚500 ml，2h后于50 ~ 60 ℃下回流提取，共提取2次；合并2次滤液，抽滤，回收石油醚，得到黄色油状浸膏，即艾叶精油。

计算收率。

3.4乙醚提取法：取粉碎后的样品240g，分8次用无水乙醚在索氏提取器中萃取，合并萃取液，用无水硫酸钠干燥，回收无水乙醚，得到有特殊浓香气味的蓝色精油。

3.5半仿生提取法(简称SBE法)：是模仿口服药物在胃肠道的转运过程,采用选定pH的酸性水和碱性水依次连续提取,其目的是提取含指标成分高的“活性混合物”,它与纯化学观点的“酸碱法”是不能等同的。

酸碱法是针对单体成分的溶解度与酸碱度有关的性质,在溶液中加入适量酸或碱,调节pH值至一定围,其目的是使单体成分溶解或析出。

对艾叶精油的提取技术进行改进之后,先采用半仿生法浸提,再进行水蒸气蒸馏得到精油,此方法成本低廉,操作简单,精油的提取率较高。

提取液的制备：分别称取50 g艾叶粗粉,常温下加热回流提取3次 (加水量分别为样品质量的 10、6和3倍；3次提取时间比为 2：1：0.5) ,提取液分别过滤 ,合并滤液 ,得供试液。

SBE法最佳工艺条件的确定：按常规水蒸气蒸馏 ,采用乙酸乙酯为吸收剂分别对1：1.51部分供试液进行水蒸气蒸馏 ,得到精油馏分用无水硫酸钠干燥 ,称重 ,并计算提取率。

3.6微波辅助萃取工艺：微波提取法是利用物质在外加电场的作用下分子发生极化，如果外加电场为突变电场，则无论是有极分子电介质，还是无极分子电介质均被反复极化，随着外加交变电场频率的提高，极化的分子电场也交互变化，不断地迅速转动而发生剧烈地碰撞和摩擦，这样就将其在电磁场中所吸收的能量转化为热能，使物质本身被加热，从而促进有效成分的溶出。

微波萃取提取药材中有效成分，是基于药材中各个组分对不同频率波的反应程度不同而实现有效成分的提取。

微波萃取具有穿透力强、选择性高、设备简单、适用围广、萃取率高、重现性好、提取时间短节省试剂、污染少等特点，在艾叶有效成分的提取中应用，大学生物技术研究所的曾虹燕等，采用微波辅助萃取，并结合超临界C0
萃取在
2
最佳工艺条件下，获得了4.85%的精油提取率。

但微波萃取在萃取药材中的有效成分的理论和实践中还存在一些问题，如有机溶剂的残留以及微波穿透物质部时的衰减问题等。

3.7活性离子水提取：电解得到的离子水，其水分子间以氢键结合的多分子缔合物变少，在夺过电子后，氧化还原电位迅速下降，故其溶解能力、渗透能力
和乳化能力增强，能更有效地破坏植物组织细胞，是细胞组织膨胀、细胞间隙增加，有效成分的溶度增加，有利于精油的提取。

化工学院分析测试中心的邹荐等采用新鲜性的离子水浸提，然后进行水蒸气蒸馏得到精油产率最高为0.7%，且得到精油中共检出47个成分。

3.8超声波提取法：超声波提取法是利用超声波增大物质分子运动的频率和速度，增加溶剂穿透力，提高药物溶出度，缩短提取时间的浸提方法。

超声波振动能产生并传递强大的能量，大能量的超声波作用在液体里，在振动处于稀疏状态时，液体会被撕裂成很多的小空穴，这些小空穴一瞬间即闭合，闭合时产生高达几千大气压，即称为空化现象。

这些空化现象可细化各种物质以及制造乳浊液，加速植物中有效成分进入溶剂，使其进一步提取。

除了空化作用外，超声波的许多次级作用，如机械运动、乳化、扩散、击碎、化学效应等也都有利于植物中的有效成分的转移，并充分和溶剂混合，促进提取的进行。

超声波强化提取中草药中的有效成分成为中草药制剂加工研究的热点，利用超声技术能有效破碎细胞壁，从而加快存在于细胞的有效成分的释放，缩短提取时间，提高浸提率。

超声技术是中药有效成分提取的一种非常有效的手段和方法之一。

如应用于青篙素的提取、印棣素的提取、槐花中黄酮的提取、茱英中总皂昔的提取、当归中精油的提取圆等获得了良好的浸提率。

3.9酶提取法：酶法系通过加入特定的酶，使包裹于植物细胞的有效成分转移到溶酶中。

例如大部分的中药材的细胞壁是由纤维素构成，纤维素则是p一D 一葡萄糖以1，4一p一葡萄糖昔键连结，用纤维素酶酶解可破坏p一葡萄糖键，进而有利于有效成分的提取，采用酶法提取盐酸小聚柴的收率明显提高。

酶反应较温和地将植物组织分解，可以较大幅度提高收率，最大限度地从植物体提取有效成分，具有较大的应用潜力，但该技术同时也存在着一定的局限性。

酶法提取对实验条件要求较高，为使酶发挥最大作用，需先通过实验确定最佳温度、pH 值及最佳提取时间等，还需要考虑酶的浓度、底物的浓度、抑制剂、激动剂等对提取物的影响，以及酶对药材中其它成分、药效和毒性的影响。

3.10荷电提取法：荷电提取法是通过外加能量场来引导中药中的有效成分的正负电中心偏离，间疏植物细胞对有效成分的束缚力，从而提高提取效率、减少提取时间、提高提取纯度的一种荷电激活提取法。

它的特点是在中药的提取生产过程中，采用荷电激活理论和专用的荷电提取釜，中药的提取效率明显增加，可缩短生产周期20%以上;可提高有效成分的提取率30%以上;节能30%以上;节水
40%以上;能最大程度地保护中药中的有效成分;提高了中药提取物的质量;而且使提取液中的色素、胶体等无效大分子的含量降低。

科迪药业完成了103种中药材、700多种有效成分的荷电提取参数，包括极化率、表面力、等比、偶极矩、溶解性、激活程度。

但本法的应用需要设备的配套、提取条件的摸索，而且对于中药复方制剂而言，由于其成分复杂，如何选择合理的提取工艺条件，尚待进一步研究。

结论
艾叶精油采用溶剂萃取法、超临界流体萃取、直接水蒸气蒸馏、微波辅助萃取工艺已运用到艾叶精油的提取研究中，而超声波萃取工艺和半仿生提取技术在艾叶精油提取研究中应用较少。

采用超声波破壁后经异丙醇萃取结合水蒸气蒸馏技术提取艾叶的挥发性成分较直接水蒸气蒸馏技术提取的成分多，能获得高提取率的组分邻苯二甲酸单醋、1-氢-荀-1，2，3-三酮、3，4-二甲基环己醇。

但对一些较低挥发性成分的提取效率不高，要更好地提取艾叶的挥发性分，采用SBE 法浸提一水蒸气蒸馏提取技术能提高对较低挥发性成分的提取效率。

半仿生法中采用酸性和碱性水提取药材的精油成分，能增加浸出效能，加浸出物的溶解度和稳定性。

与溶剂萃取技术结合，运用到艾叶的精油萃取中，根据实验确定适宜的pH值几其它工艺参数，将有助于推动该工艺在实际中的用，也能获得良好的艾叶精油提取率。

超声波提取工艺在重要有效成分的提取中显示很好的优越性，在实验室中成功地应用于皂药类、生物碱类、黄酮类、有机酸类等成分的提取。

采用超声技术应用于艾叶精油组分的提取、研究选择不同操作条件，如频率、强度、剂等对艾叶精油组分提取的影响，以达到提高艾叶精油提取率是可行的。

通过探讨比较，我们清楚地了解到近期艾叶精油提取工艺的研究进展。

从而便于在进行相应的研究时能够选择合适而有效的提取工艺。

参考文献
[1] 国家药典委员会。

中华人民国药典2005年第一部[S]。

：化工工业，2005.
[2] 蔡平，艾叶的药理作用及应用[J]。

时珍国医国药，2001,12(12):1137-1139.
[3] 志美,玉仁.半仿生法提取艾叶精油的研究,文章编号: 10012 6880 (2009) 022 02782 05.
[4] 曾虹燕，晓云，波，等.超临界C02和微波辅助萃取艾叶精油工艺的研究[J].广西植物，2005，25(3):285-288.
[5] 志美，超声波与半仿生提取艾叶精油及成分分析，中南大学硕士学位论文，2008.
[6] Zeng HY, Zhang XY, Feng B. Extraction technology of the volatile oils from Artemi-siae argyi Leaves by supercritical CO_2 and microwave. Guihaia, 2005, 25(3):285-288.
[7] 兰昌云，周崇松，必威.超声波法提取槐花中黄酮的最佳工艺研究[J].天然产物的研究与开发，2005（1）：55-58.
[8] 励建荣，夏道宗.超声波和溶剂法提取茱英中总皂昔的工艺研究「J〕.食品科学，2005(4):198-202.
[9] 桂生，马成俊，志峰，等.超临界C02萃取法提取当归精油[J].中草药，2001，32(7):581-583.。