橘皮香精油不同提取方法的比較

趙仁亮，朱 旗，李銀花，陳濤林，龍桂友

（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，國(guó)家植物功能成分利用工程技術(shù)研究中心，湖南 長(zhǎng)沙 410128）

湖南是我國(guó)柑橘產(chǎn)業(yè)發(fā)展的優(yōu)勢(shì)區(qū)域，柑橘已成為湖南栽培最廣泛的果樹(shù)，其面積、產(chǎn)量分別占全省果樹(shù)總面積、總產(chǎn)量的70%和80%[1]。目前已栽培寬皮柑橘類、甜橙類、柚類、金柑類和雜柑類。近年來(lái)，湖南省提出建設(shè)一批高標(biāo)準(zhǔn)、高效益、無(wú)公害、規(guī)模化的鮮食柑橘和加工柑橘示范基地，并在提高品質(zhì)的基礎(chǔ)上，加大精深加工力度，提高柑橘產(chǎn)品的綜合利用率[2]。橘皮香精油是一種從柑橘果皮中提取的香料油，具有天然環(huán)保、香氣宜人等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于食品、化妝品等行業(yè)。雖然，生產(chǎn)上橘皮香精油的提取分離方法主要有：直接壓榨法、石灰浸泡壓榨法和水蒸汽蒸鎦法3種[3]。但在實(shí)踐中，快速有效地評(píng)價(jià)橘皮中的香精油，特別是珍稀資源香精油的品質(zhì)評(píng)價(jià)，依然是需要探討的問(wèn)題[4-7]。試驗(yàn)采用SDE法、壓榨法、溶劑萃取法分離小樣品橘皮中的橘皮香精油，并對(duì)這3種香精油提取方法進(jìn)行了比較，旨在為快速有效地提取、分析橘皮香精油提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

供試材料為溫州蜜柑，2009年11月從湖南洪江采集。

1.2 儀器藥品

日本島津氣-質(zhì)譜聯(lián)用儀、NIST08譜庫(kù)；改進(jìn)SDE 裝置[8]；CaCl2、NaCl、正己烷、無(wú)水乙醚均為國(guó)產(chǎn)藥品，分析純。

1.3 香精油提取

1.3.1 SDE法 SDE法是英文Simultaneous distillation and solvent Extraction的縮寫(xiě)，即同時(shí)蒸餾萃取法，是Lkens S T和Nikerson G B在1962發(fā)明的一種香精油研究裝置[9]，有一些改進(jìn)。將果實(shí)洗凈，剝皮，橘皮切碎約2～4mm，準(zhǔn)確稱取25.0 g，置入1 000 mL圓底燒瓶，加入蒸餾水400 mL，加入CaCl21.5 g，加入50 mg/L葵酸乙酯2.0 mL作內(nèi)標(biāo)，與SDE裝置連接；用50 mL重蒸餾乙醚進(jìn)行香氣萃取，30min；將萃取乙醚放入低溫冰箱（－70℃），2 h后迅速倒出乙醚層,氮吹濃縮至0.5 mL，進(jìn)GC-MS檢測(cè)。

1.3.2 壓榨法 與1.3.1同樣處理的25.0 g橘皮中加入CaCl21.5 g，加入50 mg/L葵酸乙酯2.0 mL作內(nèi)標(biāo)，蒸餾水40 mL，碾磨成漿，低溫離心8 000 r/min，15min；取油層，進(jìn)行 GC-MS 檢測(cè)。

1.3.3 溶劑萃取法 與1.3.1同樣處理的25.0 g橘皮中加入CaCl21.5 g，加入50 mg/L葵酸乙酯2.0 mL作內(nèi)標(biāo)，加入蒸餾水40 mL，加入正己烷20 mL，碾磨成漿，低溫離心8 000 r/min，15min；取有機(jī)層，低溫（－70℃）冷凍 2 h，迅速倒出有機(jī)層,氮吹濃縮至0.5 mL，進(jìn)GC-MS檢測(cè)。

1.4 GC條件

島津GC-2010，色譜柱DB-5MS毛細(xì)管柱（30 m×0.25mm×0.25 μm），程序升溫，初始溫度 50℃ ，保持2min，以10℃/min升溫到220℃；20℃/min升溫到280℃，保持2min。載氣高純氦氣，流速54.0 mL/min；進(jìn)樣口溫度250℃ ，進(jìn)樣量l μL，分流比50∶1。

1.5 MS條件

島津GCMS-QP 2010，離子源為EI，電子能量70 Ev，離子源溫度230℃，接口溫度280℃。根據(jù)NIST08標(biāo)準(zhǔn)譜庫(kù)檢索定性，以香氣成分峰面積與內(nèi)標(biāo)峰面積之比值定量。

1.6 含水量測(cè)定

精確稱取5.000 0 g切碎橘皮，103℃±2℃ 6 h烘干至恒重，計(jì)算含水量。

1.7 香精油含量計(jì)算

2 結(jié)果與分析

2.1 不同提取方法對(duì)橘皮香精油的獲取量的影響

柑橘皮中香精油位于外果皮表層的油囊中，油囊的直徑一般可達(dá)0.3～0.7mm，周圍由退化的細(xì)胞堆積包圍而成。通過(guò)壓榨使油囊破裂，香精油與皮汁一起射出，通過(guò)離心分離而得到精油。該方法獲得的香精油接近鮮橘果香，顏色淺黃色，質(zhì)量較好。橘皮約占柑橘鮮重的20%～30%，一般為30 g左右，大約為一個(gè)鮮果的橘皮重量，考慮試驗(yàn)在樣品較少的情況下進(jìn)行香精油的提取分離，即一個(gè)鮮果就能開(kāi)展香精油的評(píng)價(jià)，試驗(yàn)只采用了25.0 g鮮橘皮。據(jù)研究壓榨從溫州蜜柑鮮皮能得到0.3%左右的香精油[4]。由于橘皮中香精油的含量較少，試驗(yàn)中沒(méi)有獲取足夠量的香精油供GC-MS分析，雖然采取了液液萃取的方法進(jìn)行補(bǔ)救，但基于試驗(yàn)的目的，認(rèn)為該方法不能滿足試驗(yàn)要求。

SDE法將水蒸氣蒸餾和餾出液的溶劑萃取兩步合二為一，提高了萃取效率，減少了溶劑用量；由于該方法得到的香精油不需復(fù)雜的預(yù)處理，可直接進(jìn)行GC-MS分析，免去了其他操作損失，節(jié)省了萃取時(shí)間，能把mg/g級(jí)揮發(fā)性有機(jī)成分從脂質(zhì)或水質(zhì)介質(zhì)中濃縮數(shù)千倍，在風(fēng)味化學(xué)的研究中應(yīng)用較廣。試驗(yàn)從25.0 g鮮橘皮中獲得了足量的香精油物質(zhì)，其香精油色澤淡黃，具較強(qiáng)的柑橘芳香。

萃取是有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中用來(lái)提純和純化化合物的手段之一，實(shí)驗(yàn)中采用了溶劑萃取的方法，參照現(xiàn)有的研究[10]，選用正己烷為溶劑萃取橘皮中的香精油，通過(guò)碾磨使橘皮與溶劑充分混合和密切接觸，使香氣組分通過(guò)相際界面進(jìn)入溶劑中，經(jīng)過(guò)離心分離形成兩層液體，分離有機(jī)層，經(jīng)濃縮后得香精油。該方法可在常溫操作，節(jié)省能源，操作方便、快速。所獲香精油呈黃色，香氣濃郁，滿足試驗(yàn)需求。

2.2 不同提取方法對(duì)橘皮香精油組分的影響

SDE法和溶劑萃取法都是風(fēng)味化學(xué)研究中香精油收集應(yīng)用較廣的方法，通過(guò)比較分析（見(jiàn)圖1、圖2），可以看出：（1）兩種方法均能有效地進(jìn)行柑橘小樣品（25.0 g鮮橘皮）的香精油分析，結(jié)果能較好的反應(yīng)橘皮香精油的特征；（2）兩種方法所獲香精油GC-MS圖譜主要成分基本相似，但溶劑萃取法比SDE法所獲得香氣物質(zhì)的量稍多，其圖譜峰形特別是高沸點(diǎn)物質(zhì)的圖譜峰形較清晰；3）兩種方法所獲香精油的組分和含量上稍有差異，SDE法獲得了45種香氣成分，其香氣總量（面積比值和）為：1 246.320 4，香精油占干物重為：0.87%。其中前8個(gè)含量最高的香氣化合物及相對(duì)百分含量為：D-檸檬烯（81.86%）、γ-萜品烯（6.11%）、β-月桂烯（2.34%）、3-甲氧基-1,2-丙二醇（1.55%）、芳樟醇（1.34%）、4-三甲基-3-環(huán)己烷-1-甲醇（0.86%）、α-蒎烯（0.66%）、α-法呢烯（0.61%）；而溶劑萃取法獲得了51種香氣成分，其香氣總量（面積比值和）為：1 299.086 0，香精油占干物重為：0.91%，其中8個(gè)含量最高的香氣化合物及相對(duì)百分含量為：D-檸檬烯（80.83%）、γ-萜品烯（6.13%）、β-月桂烯（2.35%）、芳樟醇（1.86%）、α-法呢烯（1.03%）、4-三甲基-3-環(huán)己烷-1-甲醇（0.96%）、α-蒎烯（0.75%）、1-乙烯基-1-甲基-2,4-雙（1-甲乙烯基）環(huán)己胺（0.57%）；兩種方法中含量較高的8種香氣化合物有6種相同；SDE法中7種化合物含量微量或沒(méi)有被檢查到，溶劑萃取法中3種化合物沒(méi)有被檢查出來(lái)，其中1號(hào)化合物3-甲氧基-1,2-丙二醇含量較高；（4）兩種方法都能有效地檢測(cè)出柑橘香精油的特征性產(chǎn)物，如D-檸檬烯。

圖1 SDE法溫州蜜柑香精油總離子流色譜圖

圖2 溶劑萃取法溫州蜜柑香精油總離子流色譜圖

2.3 不同提取方法對(duì)橘皮香精油香氣類型的影響

將所分離鑒定的香氣組分根據(jù)其性質(zhì)歸類，可以看出（表1）。SDE法和溶劑萃取法香精油的組分中主要是烴類物質(zhì)，其次是醇類、醛類、酯類和雜環(huán)類物質(zhì)，并且含量和相對(duì)百分?jǐn)?shù)比較接近。如：SDE法烴類、醇類、醛類、酯類和雜環(huán)類所占百分比分別為：94.25%、4.57%、0.52%、0.28%和0.39%；溶劑萃取 法 分 別 為 ：94.18%、4.11%、0.66%、0.49% 和0.57%。表明兩種方法在橘皮香精油分離鑒定上差異不大。但兩種方法中沒(méi)有檢測(cè)到酮類和酸類香氣物質(zhì)，這些成分在已有研究中雖然含量較低，但尚有檢出[10-11]。

表1 不同分析方法對(duì)香氣類型的影響 （%）

3 結(jié)論與討論

采用小樣品和快速檢測(cè)鑒定橘皮中香精油，3種方法中，除壓榨法因樣品（25.0 g鮮樣）較少?zèng)]有獲得足量的橘皮香精油供檢測(cè)分析用，其余兩種方法均能獲得足量香精油供檢測(cè)分析；兩種方法在香精油組成、總量和類型上稍有差異，但都能有效地反映橘皮香精油的主要組成和風(fēng)味特征；此次檢測(cè)中，兩種方法都沒(méi)有檢測(cè)出蜜柑中的酮類和酸類香氣物質(zhì)；綜合各方法的特點(diǎn)，考慮操作方便、快速、有效、可行等因素，認(rèn)為溶劑萃取法完全能達(dá)到試驗(yàn)的目的。

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