臺灣博碩士論文加值系統

本研究主要在於進行人工栽培土肉桂 (Cinnamomum osmophloeum Kaneh.) 中有效成分萃取程序開發與分析方法之探討。實驗主要目的在於針對土肉桂不同部位中肉桂醛及乙酸肉桂酯進行超臨界二氧化碳流體萃取方法之探討。首先以索氏萃取裝置，利用乙醇針對土肉桂不同年份部位之土肉桂進行萃取，萃取時間為五小時，並利用HPLC分析定量，結果以第一年之嫩葉 (6年樹齡) 中乙酸肉桂酯含量最高，為25.36 mg/g，第二年之成熟葉 (3年樹齡) 中肉桂醛含量最多，為23.79 mg/g。以分析型超臨界二氧化碳萃取裝置，進行上述之嫩葉與成熟葉最適萃取條件的探討，結果以40 C、2500 psi，靜態萃取5 min，動態萃取35 min為嫩葉中乙酸肉桂酯最佳之萃取條件，含量為29.06 mg/g；而成熟葉中肉桂醛最好條件則以50 C、3500 psi，靜態萃取10 min，動態萃取20 min萃取四次，含量為22.55 mg/g。另外，利用分段萃取，在第一階段 (40C, 1500 psi) 乙酸肉桂酯可萃出3.68 mg/g，而肉桂醛萃出2.33 mg/g ，第二階段 (50C, 3500 psi) 乙酸肉桂酯可萃出0.36 mg/g，肉桂醛萃出19.76 mg/g，由此可知，在不同溫度壓力的變化具有粗分離的效果。以上測試結果，以超臨界二氧化碳萃取方法可達傳統溶劑乙醇萃取之效率，並可縮短萃取時間同時減少溶劑使用，是一種快速、方便又無污染的萃取技術。
以分析型超臨界萃取測試結果為基礎，進行製備型放大實驗，結果顯示，相同條件下製備型萃取結果，以第一年嫩葉 (3年樹齡) 為例，乙酸肉桂酯含量為20.00 mg/g，成熟葉以第二年之成熟葉 (3年樹齡) 肉桂醛含量為21.74 mg/g以達分析型萃取乙酸肉桂酯含量20.08 mg/g，肉桂醛含量22.55 mg/g的九成以上。另外，利用製備型裝置於探討土肉桂葉精油之萃取效率，則選擇在低溫低壓的條件 (40 C、1500 psi) 下，嫩葉精油萃取率可達1.4 %，成熟葉可達1.7 %。

The purpose of this study is to evaluate the extraction process as well as the analytical methods for those ingredient components from Cinnamomum osmophloeum Kaneh leaves. To achieve this, the supercritical carbon dioxide extraction (CO2 SFE) and Soxhlet extraction were employed. The leaf samples of different age and position of C. osmophloeum were extracted using Soxhlet extraction method with alcohol as a solvent. The results shows that the highest yield of 25.36 mg/g (the tree’s age is six years) cinnamyl acetate was obtained in the first year spire sample. The maximum level of cinnamaldehyde, on the other hand, was found to be 23.79 mg/g in the second mature leaves (the tree’s age is three) The extraction of cinnamyl acetate and cinnamaldehyde from spire and mature leaves of C. osmophloeum through the analytical CO2 SFE method was also engaged. The optimal condition for extracting cinnamyl acetate from spire was: 5 mins static extraction at 40 ℃, 2500 psi and then proceeded another 35 mins with dynamic extraction. The yield of cinnamyl acetate was 29.06 mg/g. Nonetheless, the optimal condition of cinnamaldehyde extraction in mature leaves was: 10 mins static extraction at 50 ℃, 3500 psi and then proceeded another 20 mins with dynamic extraction, and the yield was 22.55 mg/g. Additionally, by using different extraction condition, the cinnamyl acetate and cinnamaldehyde could be eluted at first phase (40 ℃, 1500 psi) with yield of 3.68 and 2.33 mg/g, respectively. In contrast, the cinnamyl acetate and cinnamaldehyde at second phase (50 ℃, 3500 psi) were 0.36 and 19.76 mg/g, respectively. These results revealed that the separation of different ingredients was accomplished by the combination of proper temperatures and pressures. The results also demonstrated that the CO2 SFE method reduced the extracting time and solvent wasting, easy handling, and environmental friendly as compared with traditional solvent extraction.
The scale-up studied was conduced with preparative CO2 SFE based on the analytical CO2 SFE conditions. The results showed that the extraction yield for cinnamyl acetate and cinnamaldehyde were 20 and 21.74 mg/g, respectively. The recovery was attained some 90% of analytical CO2 SFE. Finally, the extraction of multiplier essential oil from C. osmophloeum leaves was found to be more suitable at low temperature and pressure (40 ℃, 1500 psi). under these conditions, the essential oil recovery of 1.4 and 1.7% was obtained for spire and mature leaves, respectively.

封面內頁
簽名頁
授權書 ⅲ
中文摘要 ⅳ
英文摘要 ⅵ
誌謝 ⅷ
目錄 ⅸ
圖目錄 ⅻ
表目錄 ⅺⅴ
第一章 前言 1
第二章 相關文獻簡介 2
2.1肉桂簡介 2
2.1.1緒言 2
2.1.2土肉桂簡介 2
2.1.3肉桂的應用 6
2.1.4土肉桂之應用 9
2.1.5肉桂醛簡介 9
2.1.6肉桂醛的應用 14
2.1.7乙酸肉桂酯簡介 14
2.1.8乙酸肉桂酯之應用 14
2.2精油之萃取方法 17
2.3肉桂之進出口現況 19
2.4超臨界二氧化碳流體萃取 21
2.4.1前言 21
2.4.2超臨界流體 21
2.4.3超臨界流體萃取 25
第三章 研究材料與方法 39
3.1研究材料 39
3.2藥品與材料 39
3.3儀器設備 40
3.4研究方法 43
3.4.1樣品之水分含量測定 43
3.4.2有機溶劑萃取 43
3.4.3分析型超臨界二氧化碳萃取 45
3.4.4製備型超臨界二氧化碳萃取 48
3.4.5分析方法 50
第四章 結果與討論 53
4.1樣品之水分含量測定 53
4.2肉桂醛、乙酸肉桂酯標準品之HPLC分析 54
4.3有機溶劑萃取 54
4.4分析型超臨界二氧化碳萃取 59
4.5製備型超臨界二氧化碳萃取 86
第五章 結論與展望 97
參考文獻 100
附錄 109
圖2.1 土肉桂主要成分之結構圖 5
圖2.2 苯甲醛與乙醛合成肉桂醛之反應 13
圖2.3 CO2 壓力對溫度之相圖 22
圖2.4 溫度及壓力對CO2超臨界流體擴散性之影響 24
圖2.5 溫度壓力對二氧化碳密度之影響 26
圖2.6 超臨界流體萃取的三個作用機制 29
圖2.7 超臨界二氧化碳萃取裝置之示意圖 37
圖3.1 分析型超臨界二氧化碳萃取裝置 41
圖3.2 製備型超臨界二氧化碳萃取裝置 42
圖3.3 索氏萃取裝置 44
圖4.1 肉桂醛之標準曲線圖 55
圖4.2 乙酸肉桂酯之標準曲線圖 56
圖4.3 乙醇萃取肉桂醛時間之趨勢圖 58
圖4.4 乙醇萃取不同年份及部位土肉桂之肉桂醛含量 60
圖4.5 乙醇萃取不同年份及部位土肉桂之乙酸肉桂酯含量 61
圖4.6 乙酸肉桂酯與肉桂醛之相互轉化反應 62
圖4.7 在40°C下壓力對成熟葉萃取效果的影響 66
圖4.8 在50°C下壓力對成熟葉萃取效果的影響 67
圖4.9 在60°C下壓力對成熟葉萃取效果的影響 68
圖4.10 在40°C下壓力對嫩葉萃取效果的影響 69
圖4.11 在50°C下壓力對嫩葉萃取效果的影響 70
圖4.12 在60°C下壓力對嫩葉萃取效果的影響 71
圖4.13 嫩葉中乙酸肉桂酯萃取時間趨勢圖 72
圖4.14 成熟葉中肉桂醛萃取時間趨勢圖 73
圖4.15 靜態萃取時間對成熟葉中肉桂醛影響 74
圖4.16 靜態萃取時間對嫩葉乙酸肉桂酯影響 75
圖4.17 不同萃取時間分配次數對成熟葉中肉桂醛萃取率影響 78
圖4.18 不同年份嫩葉中乙酸肉桂酯的含量 80
圖4.19 不同年份成熟葉與細枝中肉桂醛的含量 81
圖4.20 分段萃取成熟葉之HPLC層析圖 83
圖4.21 乙醇萃取與超臨界二氧化碳萃取土肉桂 84
成熟葉肉桂醛含量比較 84
圖4.22 乙醇萃取與超臨界二氧化碳萃取土肉桂 85
嫩葉乙酸肉桂酯含量比較 85
圖4.23 在40°C不同壓力萃取嫩葉中乙酸肉桂酯含量 87
圖4.24 在50°C不同壓力萃取成熟葉中肉桂醛含量 88
圖4.25 不同萃取時間分配對成熟葉中肉桂醛之探討 89
圖4.26 製備型超臨界二氧化碳萃取之土肉桂葉精油 91
圖4.27 肉桂醛標準品之GC MASS鑑定圖譜 93
圖4.28 乙酸肉桂酯標準品之GC MASS鑑定圖譜 94
圖4.29 土肉桂成熟葉精油之GC MASS圖譜 95
圖4.30 土肉桂嫩葉精油之GC MASS圖譜 96
表2.1 省產土肉桂葉部精油主要成分 4
表2.2 肉桂精油對微生物之抑制性 8
表2.3 土肉桂精油成分之生物活性 9
表2.4 土肉桂精油成分對細菌之MIC值 11
表2.5 土肉桂精油及其成分對歐洲室塵蟎及美洲室塵蟎的校正死亡率(%) 12
表2.6 肉桂醛對細菌之MIC值 15
表2.7 肉桂醛及其相關化合物對歐洲及美洲室塵蟎的校正死亡率(%) 16
表2.8 歷年肉桂、肉桂花製品進出口量值統計表 20
表2.9 常用超臨界流體萃取劑的臨界特性 27
表4.1 不同年份及部位之土肉桂水分含量比較 53
表4.2 不同有機溶劑萃取土肉桂中之肉桂醛含量 57
表4.3 不同溫度壓力對乙酸肉桂酯萃取效果之影響 63
表4.4 不同溫度壓力對肉桂醛萃取效果之影響 63
表4.5 CO2流體用量對成熟葉中肉桂醛萃取效果之影響 77
表4.6 不同溫度對土肉桂精油萃取效果之影響 90

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