森林可燃物中單萜類組分ɑ-蒎烯的提取、測(cè)量方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種森林可燃物中單萜類組分ɑ-蒎烯的提取、測(cè)量方法，包括如下步驟：采集生長(zhǎng)健康、未有病蟲(chóng)危害的可燃物樣品，用脫脂棉擦拭掉表面的塵土，用封口袋封存，保存于冰箱冷藏室備用；將可燃物樣品剪成粒狀；把未經(jīng)剪切處理的可燃物樣品置于恒溫烘箱中，烘至恒重，計(jì)算含水率；超臨界萃取ɑ-蒎烯；用無(wú)水乙醇作為回收劑進(jìn)行回收；用氣相色譜測(cè)定回收劑中ɑ-蒎烯的濃度；計(jì)算ɑ-蒎烯的含量：計(jì)算單位質(zhì)量絕干可燃物樣品ɑ-蒎烯的相對(duì)含量。本方法可準(zhǔn)確快速的測(cè)定不同可燃物中ɑ-蒎烯的含量，此科學(xué)數(shù)據(jù)是研究森林燃燒性、樹(shù)種燃燒性及抗火性的重要理化指標(biāo)，也是林火管理的重要依據(jù)，同時(shí)可為林火蔓延模擬提供科學(xué)數(shù)據(jù)支撐。
【專利說(shuō)明】森林可燃物中單萜類組分α-蒎烯的提取、測(cè)量方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種化合物的提取、測(cè)量方法，特別是涉及森林可燃物中揮發(fā)性油單萜類組分α-菔烯的提取及其含量的測(cè)量方法。

【背景技術(shù)】
[0002]森林火災(zāi)往往導(dǎo)致重大的財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡。準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)和把握森林火行為的發(fā)展趨勢(shì)，進(jìn)而制定出合理高效的撲火策略，可最大程度地降低由火災(zāi)導(dǎo)致的損失和傷亡。森林火行為的發(fā)展和變化除與氣象和地形條件密切相關(guān)外，與可燃物自身的理化性質(zhì)更是密不可分。
[0003]盡管森林可燃物的形態(tài)千差萬(wàn)別，但其化學(xué)組分相似，可歸結(jié)為5大類:纖維素(38?50%)、半纖維素(7?26%)、木質(zhì)素(23?24%)、抽提物(〈15%)、礦物質(zhì)纖維素和半纖維素的熱學(xué)性質(zhì)差別不大，熱值為16.13MJ/kg,木質(zhì)素的熱值為24.53MJ/
kg ο
[0004]抽提物是指可以用水(熱水、冷水)、有機(jī)溶劑(醚、苯醇等)或稀酸稀堿水液抽提出來(lái)的物質(zhì)的總稱。抽提物是影響可燃物燃燒過(guò)程的重要化學(xué)組分，因?yàn)樗梢约铀倩鹁€的燃燒?？扇嘉锍樘嵛锖渴茄芯可秩紵浴?shù)種燃燒性及抗火性的重要理化指標(biāo)，也是林火管理的基本依據(jù)。
[0005]抽提物組成復(fù)雜，主要有2類化合物對(duì)燃燒和火行為的影響較大，第I類是脂溶性組分(脂肪和蠟)，主要存在于木質(zhì)部和樹(shù)皮中，俗稱“粗脂肪”;第2類是萜烯類化合物，主要存在于樹(shù)木的小枝和葉片中，以針葉樹(shù)種葉片中含量最大，俗稱“揮發(fā)油”。
[0006]揮發(fā)油的主要成分為萜烯類化合物(如表I所示)，是異戊二烯的聚合物，隨樹(shù)種不同在小枝和葉片中的含量變化很大，在針葉樹(shù)中所占比例較多，可達(dá)6%，其燃點(diǎn)低、易揮發(fā)、不需要熱解、極易燃燒，燃燒熱值大。
[0007]表I單萜化合物的沸點(diǎn)
[0008]中文名英文名CAS號(hào)沸點(diǎn)(°C)
葑.歸fhichenc000514-14-7142?143
側(cè)柏烯《-Tluijenc002867-05-2150?152
三環(huán)烯a-tricyclene000508-32-7152-153
u-蒎烯(x-pinene007785-70-8155-156
莰烯camphcnc000()79-92-5I5L)?16()
檜烯Siibinene0033H7-41-5163 ?164
β-蒎烯β-pincnc000127-91-3165?167
2...蒈歸3-carcnc0I3466-7S-9I6S-169
α-松油烯α-terpinenc()()0099-86-5173-175
反式-β-羅勒歸tnins-P-ocimene003779-61-1174-175
D-苧烯D...limonenc0059H9-27-5176-177
β-水芹烯β-phcllandrcnc()00555-10-2178-179
順式-β-羅勒烯cis-P-ocimene003338-55-4179-180
γ-松油烯γ-terpinene000099-85-4181-183
萜品油烯terpinolene000586-62-9183-185
羅勒烯Neoalloocimene007216-56-0188-189
[0009]“揮發(fā)油” 一詞最早源自醫(yī)藥領(lǐng)域，又稱植物精油，是存在于植物體中一類具有揮發(fā)性、可隨水蒸氣蒸餾出來(lái)的油狀液體的總稱。長(zhǎng)期以來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)中藥揮發(fā)油的研究進(jìn)行了大量的實(shí)踐，并取得一定的成就。近年來(lái)?yè)]發(fā)油在香料、食品、化妝品行業(yè)也有了一定的應(yīng)用，但在森林防火領(lǐng)域應(yīng)用很少。
[0010]揮發(fā)性油與林火的關(guān)系密切，它可以加速火線的燃燒，揮發(fā)性油含量高的地表枯落葉引燃時(shí)間短、火蔓延快、火焰高，同時(shí)揮發(fā)性油含量高樹(shù)種組成的森林發(fā)生火災(zāi)時(shí)，易出現(xiàn)樹(shù)冠火、火旋風(fēng)、轟燃等高能量火行為。最新的研究結(jié)果表明，可燃物中的揮發(fā)性油與特定條件下林火行為的突變具有重要關(guān)聯(lián)，因?yàn)樗诨饒?chǎng)熱量條件下不需熱裂解，即可快速釋放到周圍環(huán)境中，且可以在特定地形條件下進(jìn)行累積，累積后高濃度的揮發(fā)油性氣體，遇星星火源即可演變?yōu)楸l(fā)火，使火場(chǎng)形式突變，導(dǎo)致傷亡事故發(fā)生。
[0011]對(duì)于揮發(fā)性油與林火的密切關(guān)系，我國(guó)林火研究人員一直都很重視，并在揮發(fā)性油與可燃物易燃性評(píng)價(jià)和防火樹(shù)種篩選方面做了不少研究工作，但對(duì)于準(zhǔn)確測(cè)定可燃物中揮發(fā)性油含量，特別是與林火最密切相關(guān)的單萜揮發(fā)性油含量的方法則未有深入研究，森林防火中常用的水蒸汽蒸餾法存在很多不足。另外，雖然中藥、香料、食品和化妝品行業(yè)等對(duì)揮發(fā)性油提取有很多的研究，但他們關(guān)注的揮發(fā)性油多為具有一定藥理作用、香味等的萜烯類化合物及其衍生物，是萜烯類化合物中高沸程的部分，而對(duì)于低沸程的單萜類化合物，則認(rèn)為是藥用或香料揮發(fā)性油的雜質(zhì)，需極力去除的，因此對(duì)于單萜化合物提取方法和含量測(cè)定等目前尚無(wú)深入的研究。
[0012]α-菔烯是針葉樹(shù)含量最多的單萜揮發(fā)性油性化合物，在水蒸氣蒸餾法等獲得的針葉樹(shù)揮發(fā)油中含量高達(dá)60%以上，其沸點(diǎn)在單萜中也是較低的，為155?156°C (如表I所示)O
[0013]但由于揮發(fā)性油理化性質(zhì)的特殊性，一直以來(lái)對(duì)于揮發(fā)性油影響林火行為機(jī)理的研究大多停留在定性和假設(shè)的層面，缺乏定量科學(xué)數(shù)據(jù)的支撐。可燃物中揮發(fā)性油研究的難題在于揮發(fā)性油含量的精確測(cè)定。
[0014]在森林防火領(lǐng)域，水蒸氣蒸餾法(試驗(yàn)設(shè)備如圖1所示)是提取森林可燃物中揮發(fā)油的傳統(tǒng)方法。其依據(jù)是利用了揮發(fā)油與水不相混合，受熱后，兩者大氣壓的總和與大氣壓相等時(shí)，溶液開(kāi)始沸騰，繼續(xù)加熱揮發(fā)油可隨水蒸氣蒸餾出來(lái)的性質(zhì)。提取時(shí)，將可燃物樣品粉碎(40目)，裝入揮發(fā)油提取器中，加水蒸餾6-8小時(shí)，揮發(fā)油受熱隨水蒸氣同時(shí)蒸餾出來(lái)，收集蒸餾液，經(jīng)冷卻后分取油層，所得揮發(fā)油用無(wú)水硫酸鈉干燥，得到的揮發(fā)油為黃色油狀物。
[0015]現(xiàn)有水蒸氣蒸餾法的缺點(diǎn)是:1.耗時(shí)長(zhǎng)，水蒸氣蒸餾就需6-8小時(shí)，其后還有蒸餾物的分離，干燥等過(guò)程；2.樣品干燥粉碎過(guò)程中，已有大量單萜化合物組分丟失，這是因?yàn)閱屋苹衔锓悬c(diǎn)低，粉碎過(guò)程中，粉碎機(jī)產(chǎn)生的熱量及樣品的破碎會(huì)導(dǎo)致單萜類化合物大量揮發(fā)到空氣中；3.可燃物樣品用量大，水蒸氣蒸餾過(guò)程需消耗很多可燃物樣品；4.提取效率低，單萜類化合物在長(zhǎng)時(shí)間的蒸餾過(guò)程會(huì)因受熱而揮發(fā)到空氣中；5.操作復(fù)雜。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種簡(jiǎn)便易行、可快速準(zhǔn)確測(cè)定α-菔烯含量、提取時(shí)間短且可燃物樣品用量少的提取、測(cè)量森林可燃物中單萜類組分α-菔烯的方法。
[0017]為達(dá)上述目的，本發(fā)明一種森林可燃物中單萜類組分α-菔烯的提取、測(cè)量方法，包括如下步驟:
[0018](I)可燃物樣品采集:采集生長(zhǎng)健康、未有病蟲(chóng)危害的可燃物樣品，用脫脂棉擦拭掉表面的塵土，用封口袋封存，保存于冰箱冷藏室備用；
[0019](2)可燃物樣品處理:將可燃物樣品剪成粒狀，尺寸為(0.2-0.4cm)* (0.2-0.4cm)* (0.2-0.4cm)；
[0020](3)可燃物樣品含水率的測(cè)定:把未經(jīng)剪切處理的可燃物樣品置于恒溫烘箱中，102-108°C烘至恒重，并根據(jù)以下公式計(jì)算可燃物樣品的含水率:
[0021]可燃物樣品的含水率=(烘干前質(zhì)量-烘干后質(zhì)量)/烘干前質(zhì)量*100% ；
[0022](4)超臨界萃取可燃物中單萜類組分α-菔烯:所用設(shè)備為超臨界萃取釜，所用載氣為99.9%純度的CO2氣體，萃取釜溫度:33-37°C，萃取釜壓力:90_110Bar，收集時(shí)間:18-22min, CO2 氣體流速:0.9-1.lL/min ；
[0023](5)萃取物回收:用無(wú)水乙醇作為回收劑進(jìn)行回收；
[0024](6)用氣相色譜測(cè)定回收劑中α-菔烯的濃度；
[0025](7)計(jì)算可燃物樣品中α_菔烯的含量:
[0026]α-菔烯含量=回收劑中α-菔烯的濃度*回收劑的體積；
[0027](8)計(jì)算單位質(zhì)量絕干可燃物樣品α-菔烯的相對(duì)含量:
[0028]α-菔烯含量百分比)=[可燃物樣品單萜α-菔烯含量/(1-可燃物樣品的含水率％ )]/可燃物樣品鮮重*100%。
[0029]本發(fā)明的方法，其中優(yōu)選所述步驟(I)中可燃物樣品包括葉子、枝條、樹(shù)皮、木質(zhì)部、地表枯落物等，以研究目標(biāo)而定。病蟲(chóng)危害的可燃物樣品的萜烯組分會(huì)發(fā)生明顯變化，并導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏高。一般情況下冰箱冷藏室溫度為2-5°C。
[0030]本發(fā)明的方法，其中優(yōu)選所述步驟(2)中可燃物樣品尺寸為0.3cm*0.3cm*0.3cm。從理論上講，樣品粒度越小，越有利于超臨界萃取溶劑和樣品接觸，從而得到更多的萃取物。因此，在應(yīng)用超臨界技術(shù)萃取大分子有機(jī)物時(shí)，總是把植物樣品粉碎，過(guò)60目或40目篩。但是由于可燃物中的揮發(fā)油性組分極易揮發(fā)，尤其是α-菔烯，樣品粉碎過(guò)程會(huì)導(dǎo)致大量單萜組分的丟失，導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏低。前期實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，可燃物樣品粒度為
0.3cm*0.3cm*0.3cm時(shí),所獲得萃取物中α-菔烯含量最多。
[0031]本發(fā)明的方法，其中優(yōu)選所述步驟(3)中可燃物樣品置于恒溫烘箱24-26小時(shí)烘至恒重。
[0032]本發(fā)明的方法，其中優(yōu)選所述步驟(4)中可燃物樣品質(zhì)量為3g，靜態(tài)萃取時(shí)間為5min。理論上，可燃物樣品用量越多，α-菔烯含量測(cè)定結(jié)果越準(zhǔn)確，但考慮到萃取釜體積及回收劑中α-菔烯濃度不易過(guò)高，以免影響氣相色譜測(cè)定精度，所以3g樣品的用量比較合理。
[0033]本發(fā)明的方法，其中優(yōu)選所述步驟(5)中回收劑體積為10mL。
[0034]前期實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析表明，針葉可燃物揮發(fā)油性的主要組分是單萜，且α-菔烯是最主要的單萜化合物。不同萃取條件下所獲得的萃取物組分和含量有很大差異。對(duì)于可燃物揮發(fā)油性單萜類組分Q-菔烯來(lái)說(shuō)，其最優(yōu)萃取條件如下:
[0035]a)初溫50°C，終溫220°C;升溫程序?yàn)?50°C保留Imin，以3°C /min的速度升溫到80°C，保留Imin ;以10°C /min的速度升到220°C，保留50min ；
[0036]b)采用恒流模式,載氣流速9mL/min,壓力為11.258psi ；
[0037]c)分流比為5:1。采取分流是因?yàn)榛厥談┲笑羅菔烯濃度較高。
[0038]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)不同之處在于，本發(fā)明采用超臨界流體萃取技術(shù)對(duì)森林可燃物中α-菔烯進(jìn)行提取，通過(guò)一系列試驗(yàn)確定了提取的最佳工藝條件。本發(fā)明方法具有如下優(yōu)占-
^ \\\.
[0039](I)能夠精確測(cè)量可燃物中單萜類揮發(fā)性油組分含量α-菔烯的含量；
[0040](2)單萜類揮發(fā)性油組分α-菔烯的提取過(guò)程大大縮短，僅需30分鐘；
[0041](3)減少可燃物樣品的用量；
[0042](4)提高單萜類揮發(fā)性油組分α_菔烯的提取效率；
[0043](5)整個(gè)測(cè)定過(guò)程，操作簡(jiǎn)便易行。
[0044]通過(guò)本方法，可準(zhǔn)確快速的測(cè)定不同可燃物中揮發(fā)性油單萜類組分α-菔烯的含量，此科學(xué)數(shù)據(jù)是研究森林燃燒性、樹(shù)種燃燒性及抗火性的重要理化指標(biāo)，也是林火管理的重要依據(jù)，同時(shí)可為林火蔓延模擬提供科學(xué)數(shù)據(jù)支撐。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0045]圖1為現(xiàn)有水蒸氣蒸餾法所用的試驗(yàn)設(shè)備示意圖；
[0046]圖2為可燃物樣品中α-菔烯的氣相色譜圖；
[0047]圖3為不同濃度α-菔烯標(biāo)準(zhǔn)物含量與峰面積的對(duì)照曲線圖。

【具體實(shí)施方式】
[0048]以下是實(shí)施例及其試驗(yàn)數(shù)據(jù)等，但本發(fā)明的內(nèi)容并不局限于這些實(shí)施例的范圍。
[0049]實(shí)施例1
[0050](I)可燃物樣品采集
[0051]本實(shí)施例的可燃物樣品為樟子松針葉。采集生長(zhǎng)健康，未有病蟲(chóng)危害的樟子松針葉，用脫脂棉擦拭掉表面的塵土，用封口袋封存，保存于冰箱冷藏室。
[0052](2)可燃物樣品處理
[0053]取20g可燃物樣品用剪刀剪成0.3cm*0.3cm*0.3cm的小粒，混合均勻待用。
[0054](3)可燃物樣品含水率的測(cè)定
[0055]把未經(jīng)剪切處理的可燃物樣品20g置于恒溫烘箱中，105°C烘至恒重(約24小時(shí))，根據(jù)以下公式計(jì)算可燃物樣品的含水率:
[0056]可燃物樣品的含水率=(烘干前質(zhì)量-烘干后質(zhì)量)/烘干前質(zhì)量*100%
[0057]可燃物烘干前質(zhì)量:20g
[0058]可燃物烘干后質(zhì)量:12.732g
[0059]可燃物樣品的含水率=(20g-12.732g)/20*100%= 36.34%
[0060](4)超臨界萃取可燃物中揮發(fā)油性單萜類化合物
[0061]取3g可燃物樣品置于1mL超臨界萃取釜中，并按以下參數(shù)設(shè)置萃取條件。所用載氣為99.9%純度的CO2氣體，靜態(tài)萃取時(shí)間為5min;萃取釜溫度:35°C ;萃取釜壓力:10Bar ;收集時(shí)間:20min ；C02 氣體流速:1.0L/min。
[0062](5)萃取物回收
[0063]用1mL無(wú)水乙醇作為回收劑進(jìn)行回收。
[0064](6)氣相色譜測(cè)定回收劑中α-菔烯的濃度
[0065]①氣相色譜條件
[0066]a)初溫50°C，終溫220°C;升溫程序?yàn)?50°C保留Imin，以3°C /min的速度升溫到80。。，保留Imin ;以10°C /min的速度升到220°C，保留50min。
[0067]b)采用恒流模式,載氣流速9mL/min,壓力約11.258psi ；
[0068]c)分流比為5:1。
[0069]②獲取α_菔烯峰面積
[0070]用歸一化法計(jì)算出出峰化合物的峰面積(如圖2所示)，圖2中最高峰即為單萜組分中含量最高的α-菔烯。
[0071]③標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制
[0072]配制以下濃度的α-菔烯標(biāo)準(zhǔn)溶液，根據(jù)氣相色譜得到的各濃度峰面積值，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，標(biāo)準(zhǔn)液濃度分別為:0.0lmg/mL, 0.02mg/mL, 0.05mg/mL, 0.10mg/mL, 0.20mg/mL, 0.40mg/mL, 0.60mg/mL, 0.80mg/mL, 1.0mg/mL, 1.2mg/mL, 1.5mg/mL。
[0073]標(biāo)準(zhǔn)曲線如圖3所示，所得標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合方程為
[0074]y = 846.06χ_12.076
[0075]其中，y為峰面積，X為α-菔烯濃度。相關(guān)系數(shù)R2 = 0.9987。
[0076]④計(jì)算回收劑中α_菔烯的濃度
[0077]把氣相色譜所測(cè)定回收劑中α-菔烯峰面積的數(shù)值(y)反向代入標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合方程，即可計(jì)算出回收劑中α-菔烯的濃度(X),單位為mg/mL。
[0078]α-菔烯峰面積的數(shù)值(y) = 1151
[0079]回收劑中α-菔烯的濃度(X) = (1151+12.076)/846.06 = 1.3747mg/mL
[0080](7)計(jì)算可燃物樣品中α-菔烯的含量:
[0081]α-菔烯含量=回收劑中α-菔烯的濃度*回收劑的體積；
[0082]回收劑中α-菔烯的濃度:1.3747mg/mL
[0083]回收劑的體積:I OmL
[0084]α-薇烯含量=1.3747mg/mL*10mL = 13.747mg
[0085](8)計(jì)算單位質(zhì)量絕干可燃物樣品α-菔烯的相對(duì)含量:
[0086]α-菔烯含量百分比)=[可燃物樣品單萜α-菔烯含量/(1-可燃物樣品的含水率％ )]/可燃物樣品鮮重*100%。
[0087]可燃物樣品單萜α-菔烯含量:13.747mg
[0088]可燃物樣品的含水率:36.34%
[0089]可燃物樣品鮮重:3g = 3000mg
[0090]α-菔烯含量百分比(% ) = [13.747mg/(l-36.34% ) ]/3000mg*100% = 7.198%[0091 ] 實(shí)施例2樟子松針葉超臨界萃取α -菔烯最優(yōu)條件的試驗(yàn)
[0092]實(shí)驗(yàn)步驟
[0093](I)樟子松針葉的采集
[0094]2013年7月10日于大興安嶺林區(qū)采集生長(zhǎng)健康，未有病蟲(chóng)危害的樟子松針葉。采集后的樣品用脫脂棉擦拭掉表面的塵土，用封口袋封存，保存于冰箱冷藏室。
[0095](2)樣品處理
[0096]把樟子松針葉按要求剪切成相應(yīng)的粒度大小。
[0097](3)超臨界萃取單萜類揮發(fā)油性化合物
[0098]取3g剪切處理過(guò)的樟子松樣品置于1mL超臨界萃取釜中，按實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要求，設(shè)定各項(xiàng)萃取條件，主要有:萃取釜溫度、萃取釜壓力、CO2氣體流速、收集時(shí)間。
[0099](4)萃取物收集
[0100]萃取物用無(wú)水乙醇作為回收劑進(jìn)行回收，這是因?yàn)檩祁惢衔镌跓o(wú)水乙醇中的溶解度為100%。
[0101](5)氣相色譜測(cè)定回收劑中α -菔烯的濃度(mg/mL)。
[0102]①氣相色譜條件
[0103]d)程序升溫:初溫50 V，終溫220°C ;升溫程序?yàn)?50°C保留I分鐘，以3°C /分鐘的速度升溫到80°C，保留I分鐘；以10°C /分鐘的速度升到220°C，保留50分鐘。
[0104]e)采用恒流模式,載氣流速9mL/min,壓力約11.258psi ；
[0105]f)分流比為5:1。
[0106]②標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制(如圖3所示)
[0107]配制以下濃度的0-菔烯標(biāo)準(zhǔn)液，根據(jù)氣相色譜得到的各濃度峰面積值，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，標(biāo)準(zhǔn)液濃度分別為:0.0lmg/mL, 0.02mg/mL, 0.05mg/mL, 0.1 Omg/mL, 0.20mg/mL, 0.40mg/mL, 0.60mg/mL, 0.80mg/mL, 1.0mg/mL, 1.2mg/mL, 1.5mg/mL。
[0108]③不同萃取條件下回收劑中α-菔烯的濃度(mg/mL)
[0109](A)不同萃取釜溫度
[0110]
樣品粒度萃取釜壓力萃取蒼溫度CO2氣體流速收集時(shí)間樣品濃度
cm*cm*cm (Bar)( °C ) (L/min) (min)(mg/mL)
0.8*0.3*0.3 8025 1.0 200.4503
0.8*0.3*0.3 8030 1.0 200.6156
0.8*0.3*0.3 8035 1.0 201.1371
0.8*0.3*0.3 8040 1.0 200.4951
0.8*0.3*0.3 8045 1.0 200.7308
[0111](B)不同萃取釜壓力
[0112]
樣品粒度萃取蒼壓萃取蚤溫 CO2氣體流收集時(shí)間樣品濃度
cm*cm*cm 力(Bar)度(V ) 速(L/min) (min) (mg/mL)
0.8*0.3*0.3 50" 35 1.0 ~ 200.3590~
0.8*0.3*0.3 — 8035 1.0 201.1371 ~
0.8*0.3*0.3 — 10035 1.0 201.2340 ~
0.8*0.3*0.3 — 12035 1.0 200.9911 ~
0.8*0.3*0.3 I 150I 35 | 1.0 | 201.0591
[0113]
0.8*0.3*0.3 I 200I 35 | 1.0 | 20 | 0.9798
[0114](C)不同CO2氣體流速
[0115]
~樣品粒度~I萃取釜壓力If 、.a ~ CO2氣體流收集時(shí)間樣品濃度
cm*cm*cm (Bar)十 ? 扉又速(L/min) (min) (mg/mL)
0.8*0.3*0.3 8035 0.520 0.8740
0.8*0.3*0.3 8035 1.020 1.1371
0.8*0.3*0.3 8035 1.520 0.5215
0,8*0.3*0.3 8035 2.020 0.4947
[0116](D)樣品粒度
[0117]
~樣品粒度~萃取蚤壓力萃取蚤溫度rc) I COz氣體流收集時(shí)間樣品濃度
cm*cm*cm (Bar)速(L/min) (min) (mg/mL)
0.3*0.3*0.3 10035 1.0 20 1.3747
0.8*0.3*0.3 10035 1.0 20 0.7976
1.5*0.3*0.3 10035 1.0 20 0.5367
[0118](E)不同收集時(shí)間
[0119]
樣品粒度萃取釜壓力萃取IB顯度CO2氣體流收集時(shí)間樣品濃度
cm^cm^cm (Bar)( °C )速(L/min) (min)(mg/mL)
0.3*0.3*0.3100351.0100.4954
0.3*0.3*0.3100351.0201.3747
0.3*0.3*0.3100351.0300.8641
[0120]④最佳萃取條件
[0121]
~樣品粒度~萃取釜壓力 ^ ^ I co2氣體流收集時(shí)間樣品濃度 cm*cm*cm(Bar)^*>血又速(L/min) (min) (mg/mL)
0.3*0.3*0.3 100351.0201.3747
[0122]由上述試驗(yàn)可知，樣品顆粒度為0.3*0.3*0.3時(shí)、萃取釜溫度35°C、萃取釜壓力10Bar, CO2氣體流速1.0L/min、收集時(shí)間為20min時(shí)，提取樣品中α-菔烯的濃度最高，此條件為最佳的工藝條件。
[0123]以上所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書(shū)確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種森林可燃物中單萜類組分α-菔烯的提取、測(cè)量方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)可燃物樣品采集:采集生長(zhǎng)健康、未有病蟲(chóng)危害的可燃物樣品，用脫脂棉擦拭掉表面的塵土，用封口袋封存，保存于冰箱冷藏室備用； (2)可燃物樣品處理:將可燃物樣品剪成粒狀，尺寸為(0.2-0.4cm)* (0.2-0.4cm)* (0.2-0.4cm)； (3)可燃物樣品含水率的測(cè)定:把未經(jīng)剪切處理的可燃物樣品置于恒溫烘箱中，102-108°C烘至恒重，并根據(jù)以下公式計(jì)算可燃物樣品的含水率: 可燃物樣品的含水率=(烘干前質(zhì)量-烘干后質(zhì)量)/烘干前質(zhì)量*100% ； (4)超臨界萃取可燃物中單萜類組分α-菔烯:所用設(shè)備為超臨界萃取釜，所用載氣為99.9%純度的CO2氣體，萃取釜溫度:33-37°C，萃取釜壓力:90_110Bar，收集時(shí)間:18-22min, CO2 氣體流速:0.9-1.lL/min ； (5)萃取物回收:用無(wú)水乙醇作為回收劑進(jìn)行回收； (6)用氣相色譜測(cè)定回收劑中α-菔烯的濃度； (7)計(jì)算可燃物樣品中Q-菔烯的含量: α-菔烯含量=回收劑中α-菔烯的濃度*回收劑的體積； (8)計(jì)算單位質(zhì)量絕干可燃物樣品α-菔烯的相對(duì)含量: α-菔烯含量百分比(％)=[可燃物樣品單萜α-菔烯含量/(1-可燃物樣品的含水率％ )]/可燃物樣品鮮重*100%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述步驟(I)中可燃物樣品包括葉子、枝條、樹(shù)皮、木質(zhì)部、地表枯落物，所述冰箱冷藏室溫度為2-5 °C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述步驟(2)中可燃物樣品尺寸為0.3cm*0.3cm*0.3cm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述步驟(3)中可燃物樣品置于恒溫烘箱24-26小時(shí)烘至恒重。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述步驟(4)中可燃物樣品質(zhì)量為3g，靜態(tài)萃取時(shí)間為5min。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述步驟(5)中回收劑體積為10mL。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述步驟￠)中氣相色譜條件: a)初溫50°C，終溫220°C;升溫程序?yàn)?50°C保留Imin，以3°C/min的速度升溫到80°C，保留Imin ;以10°C /min的速度升到220°C,保留50min ； b)采用恒流模式，載氣流速9mL/min,壓力為11.258psi ； c)分流比為5:1。
【文檔編號(hào)】G01N1/28GK104133007SQ201410288577
【公開(kāi)日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年6月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月24日
【發(fā)明者】趙鳳君, 劉乃安, 王明玉, 舒立福, 田曉瑞, 周俊亮, 王秋華, 李世友 申請(qǐng)人:中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院森林生態(tài)環(huán)境與保護(hù)研究所