連香葉超臨界CO₂萃取及其在卷煙中的應用

摘要：采用正交設計優化連香葉超臨界ＣＯ２萃取的萃取工藝，利用氣相色譜－質譜聯用技術ＧＣ/ＭＳ對萃取物進行分析，測定其主要成分的含量。確定連香葉超臨界ＣＯ２萃取最佳工藝條件：萃取壓力３０ ＭＰａ，萃取溫度４８ ℃，萃取時間４５ ｍｉｎ，選擇體積分數７０％的乙醇作為夾帶劑，用量為投料量的１８％，萃取率為１５．２１％。ＧＣ－ＭＳ共鑒定出５２種成分，其中主要成分葉綠醇、α－法呢烯、棕櫚醛、６－甲基－５－庚烯－２－酮、肉豆蔻醛、芳樟醇、莰烯、肉豆蔻醇、金合歡醇、谷甾醇等含量為８１．１５％。通過卷煙加香試驗發現，連香葉提取物具有較好的清香，能明顯改善和修飾卷煙煙氣，提高卷煙質量。

關鍵詞：連香葉；超臨界ＣＯ２流體萃取；成分分析；卷煙加香

中圖分類號：Ｏ６５８．２；ＴＳ４２５＋．１文獻標識碼：Ａ文章編號：0439－８114（２０11）13－2759-03

Ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌ Ｆｌｕｉｄ ＣＯ２ Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｋａｔｓｕｒａ Ｌｅａｆ ａｎｄ Iｔｓ Aｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ Ｃｉｇａｒｅｔｔｅｓ

ＹＵ Ｓｈｉ－ｔａｏ１，ＺＨＵ Ｗｅｉ１，２，ＷＡＮＧ Ｐｉｎｇ２，ＣＨＥＮ Ｊｉｎ－ｑｉａｎｇ２，ＺＨＯＵ Ｘｉａｎｇ１，ＺＨＡＮＧ Ｈｕｉ２，ＺＨＡＮＧ Ｙｉｎ２，

ＷＵ Ｚｈａｏ２，ＸＩＯＮＧ Ｇｕｏ－ｘｉ１，２

（１． Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ｃｈｉｎａ Ｔｏｂａｃｃｏ Ｈｕｂｅｉ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｃo．，Ｌtd， Ｗｕｈａｎ ４３００４０，Ｃｈｉｎａ；

２． Ｗｕｈａｎ Ｈｕａｎｇｈｅｌｏｕ Ｆｌａｖｏｒｓ ＆ Ｆｒａｇｒａｎｃｅｓ Ｃo．，Ｌtd， Ｗｕｈａｎ ４３００４０，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｄｅｓｉｇｎ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｏｐｔｉｍｉｚｅ technology ｏｆ ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌ ｆｌｕｉｄ ＣＯ２ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｋａｔｓｕｒａ ｌｅａｆ． Ｔｈｅ ｅｘｔｒａｃｔs ｗｅｒｅ ｉｓｏｌａｔｅｄ ａｎｄ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ ｂｙ ｃａｐｉｌｌａｒｙ ＧＣ－ＭＳ ｍｅｔｈｏｄ， ａｎｄ ｒｅｌａｔｉｖｅ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｏｆ ｃｏｎｓｔｉｔｕｔｅｓ ｗｅｒｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ． Ｔｈｅ ｂｅｓｔ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌ ｆｌｕｉｄ ＣＯ２ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ： ｐｒｅｓｓｕｒｅ ３０ ＭＰａ， ａｎｄ ４８ ℃ ｆｏｒ ４５ ｍｉｎ， ｔｈｅ ｅｎｔｒａｉｎｅｒ ｗａｓ ７０％ ｅｔｈａｎｏｌ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ ｏｆ １８％ ｒａｗ ｍａｔｅｒｉａｌｓ， ｔｈｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｗａｓ １５．２１％． 52 ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ ｗｅｒｅ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ ｂｙ ＧＣ－ＭＳ， ８１．１５％ ｆｏｒ ｔｈｅ ｍａｊｏｒ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｗｅｒｅ ｐｈｙｔｏｌ， α－ｆａｒｎｅｓｅｎｅ， ｈｅｘａｄｅｃａｎａｌ， ６－ｍｅｔｈｙｌ－５－ｈｅｐｔｅｎ－２－ｏｎｅ， ｍｙｒｉｓｔａｌｄｅｈｙｄｅ， ｌｉｎａｌｏｏｌ， ｃａｍｐｈｅｎｅ， ｍｙｒｉｓｔｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ， ｄｏｄｅｃａｔｒｉｅｎｏｌ， ｓｉｔｏｓｔｅｒｏｌ ａｎｄ ｓｏ ｏｎ． Ｔｈｅ ｅｘｔｒａｃｔ ｏｆ ｋａｔｓｕｒａ ｌｅａｆ ｗａｓ ａｐｐｌｉｅｄ ｉｎ ｃｉｇａｒｅｔｔｅｓ ａｓ ｔｏｂａｃｃｏ ｆｌａｖｏｒａｎｔ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｉｔ ｈａd ｄｅｌｉｃａｔｅ ｆｒａｇｒａｎｃｅ， ｃｏｕｌｄ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔｌｙ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｓｍｏｋｉｎｇ ｇａｓ ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｓｍｏｋｉｎｇ ｑｕａｌｉｔｙ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｋａｔｓｕｒａ ｌｅａｆ； ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌ ｆｌｕｉｄ ＣＯ２ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ； ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ａｎａｌｙｓｉｓ； ｃｉｇａｒｅｔｔｅ ｆｌａｖｏｒｉｎｇｓ

連香葉為連香樹科連香樹屬植物連香樹（Ｃｅｒｃｉｄｉｐｈｙｌｌｕｍ ｊａｐｏｎｉｃｕｍ）的樹葉，一般生長在海拔４００～２ ７００ ｍ山谷中［１］。由于自身的生物學特性以及人為破壞，目前連香樹已瀕臨滅絕，現已成為我國二級保護稀有物種［２］。連香葉提取物在食品、醫藥行業有較為廣泛的應用，但將連香葉提取物應用于卷煙加香加料的報道較少［３］。為了開發新的煙用香料資源，采用超臨界ＣＯ２流體萃取連香葉中的有效成分，并對其主要香味成分進行定量分析，以期開發新的煙用香料品種，提高卷煙品質。

１材料與方法

１．１材料

連香葉，采摘自湖北神農架地區，晾干，粉碎成粗粉備用。

１．２試劑與儀器

體積分數９５％乙醇溶液，分析純，國藥集團化學試劑有限公司；ＣＯ２氣體，食品級，武漢蓬源化工有限公司；ＨＬ－（１０＋３）Ｌ／５０ ＭＰａ－ⅡＡ型超臨界ＣＯ２萃取儀（杭州華黎泵業有限公司）；Tｈｅｒｍｏ ＴＲＡＣＥ ＧＣ Ｕｌｔｒａ－ＤＳＱⅡ氣質聯用儀；旋轉蒸發皿ＲＥ－５２Ａ（上海亞榮生化儀器廠）；ＨＨ－２型電熱恒溫水浴鍋（江南儀器廠）；ＳＫ８２００ＨＰ型超聲波萃取裝置（上海科導超聲儀器有限公司）；ＣＰ３２３Ｓ－ＯＣＥ型電子天平（德國賽多利斯科學儀器有限公司）。

１．３超臨界ＣＯ２萃取條件及方法［４］

選擇萃取壓力、萃取溫度、萃取時間、夾帶劑用量４個因素，各取３個水平，以萃取率為考察指標，以７０％乙醇為夾帶劑，進行Ｌ９（３４）正交試驗，試驗因素與水平見表１。解吸壓力為６ ＭＰａ，解吸溫度為４０ ℃。

１．４提取物化學成分的ＧＣ／ＭＳ分析

１．４．１色譜條件［５］色譜柱為ＨＰ－５ＭＳ，５０ ｃｍ×０．２５ ｍｍ×０．２５ μｍ；載氣：氮氣，１ ｍＬ／ｍｉｎ；進樣口溫度：２６０ ℃；升溫：５０ ℃（１ ｍｉｎ）２５０ ℃（５ ｍｉｎ）；進樣量：１ μＬ；不分流； ＥＩ離子源，７０ ｅＶ，掃描范圍５０～６５０ ａｍｕ；使用ＷＩＬＥＹ和ＭＡＩＮＬＩＢ譜庫檢索。

１．４．２提取物成分分析準確稱取提取物５０．００ ｇ，置于５００ ｍＬ燒瓶中，用二氯甲烷蒸餾萃取３ ｈ，加入１５．００ ｇ無水Ｎａ２ＳＯ４，搖勻，靜置過夜，過濾，濃縮至１ ｍＬ進行ＧＣ／ＭＳ分析。

１．４．３提取物的卷煙加香稱取適量提取物和一定量的７０％乙醇溶液，混合均勻后，用猴頭噴霧器均勻地噴加在４０ ｇ煙絲上，將加香煙絲卷制成煙支，在溫度為２２ ℃±１ ℃和相對濕度６０％±２％條件下平衡４８ ｈ，由評吸小組評吸。對照為僅噴加相同量７０％乙醇溶液煙絲卷制成的煙支。

２結果與討論

２．１正交試驗結果

在如表１所確定的主要影響因素和水平的基礎上，按正交表Ｌ９（３４）進行試驗，試驗結果如表２。

分析結果（表3）表明，各因素對結果影響由大到小的次序是Ａ＞Ｂ＞Ｃ＞Ｄ，即萃取壓力對萃取率影響最大，其次是萃取溫度，萃取時間和夾帶劑用量對結果影響不顯著。根據測定結果，優化工藝為Ａ３Ｂ３Ｃ１Ｄ２。由于在正交試驗安排中沒有該組試驗，故按優化工藝條件Ａ３Ｂ３Ｃ１Ｄ２進行３次驗證試驗，３次試驗所得連香葉提取物的平均提取率為１５．２１％。

２．２提取物ＧＣ／ＭＳ分析結果

連香葉提取物經ＧＣ/ＭＳ分析（圖１），通過ＷＩＬＥＹ和ＭＡＩＮＬＩＢ譜庫檢索，結合相關資料，最終鑒定出５２種香氣成分，并計算了各種成分的含量。結果表明，超臨界ＣＯ２萃取到的主要成分是葉綠醇、α－法呢烯、棕櫚醛、６－甲基－５－庚烯－２－酮、肉豆蔻醛、芳樟醇、莰烯、肉豆蔻醇、金合歡醇、谷甾醇等，含量達到８１．１５％；其中葉綠醇能夠賦予卷煙清香氣；６－甲基－５－庚烯－２－酮具有類似蘋果的清甜花香，對掩蓋雜氣、增香效果明顯；肉豆蔻醛具有水果香氣，具有順暢煙氣、改善口感的作用；芳樟醇具有典型的花香香氣，增加卷煙花香、清香，提調辛香韻味，與煙香諧調，吸味柔和；金合歡醇具有弱的柑橘、白檸檬香氣和味道，可以改善煙氣飄逸性和增加煙香。

２．３卷煙加香效果

連香葉提取物加香試驗評吸結果見表４。由表４可知，連香葉提取物具有較好的清香，香氣質好，無雜氣，連香葉提取物能明顯改善和修飾卷煙煙氣，柔和細膩煙氣，減少刺激，改善吸味和余味，提高卷煙質量。但用量不宜過大，否則會掩蓋煙香，并與煙香不諧調，產生口腔澀感，連香葉提取物添加量以０．３％為宜。

３結論

１）超臨界ＣＯ２萃取連香葉的最佳條件：萃取壓力３０ ＭＰａ，萃取溫度４８ ℃，萃取時間為４５ ｍｉｎ，選擇７０％乙醇溶液為夾帶劑，用量為投料量的１８％，解吸壓力為６ ＭＰａ，解吸溫度為４０ ℃，萃取率為１５．２１％。

２）連香葉提取物中的葉綠醇、α－法呢烯、棕櫚醛、６－甲基－５－庚烯－２－酮、肉豆蔻醛等化學成分在文獻中尚未報道，這也為今后開展連香葉的相關研究提供參考。

３）連香葉提取物具有較好的清香和水果香香氣，對改善和修飾卷煙煙氣，減少刺激，改善吸味和余味，提高卷煙質量具有明顯作用。

參考文獻：

［１］ 王煜，劉勝祥． 湖北省連香樹自然種群分布研究［Ｊ］． 華中師范大學學報（自然科學版），２００２，３６（１）：９３－９５．

［２］ 傅立國． 中國植物紅皮書——稀有瀕危植物（第一冊）［Ｍ］． 北京：科學出版社，１９９１．

［３］ 麥苗苗，石大興，王米力． 瀕危植物連香樹的開發與利用［Ｊ］． 亞熱帶植物科學，２００５，３４（４）：６０－６２．

［４］ 熊國璽，朱巍，喻世濤，等． 超臨界ＣＯ２萃取與分子蒸餾聯用技術在煙草香味成分提取中的應用［Ｊ］． 湖北農業科學，２０１０， ４９（７）：１６９０－１６９３．

［５］ 杜廣釗，白冰，李慧，等． 廣玉蘭葉精油化學成分的ＧＣ－ＭＳ分析［Ｊ］． 湖北農業科學，２０１０，４９（７）：１７０７－１７０８，1711．

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