GC/MS分析黃花菜精油揮發(fā)性成分

郭曉玉，　陳　明，　張文龍，　韓龍洋，　袁新凱，　黃樹勇

(吉林煙草工業(yè)有限責(zé)任公司，吉林 延吉 133000)

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GC/MS分析黃花菜精油揮發(fā)性成分

郭曉玉，陳明，張文龍，韓龍洋，袁新凱，黃樹勇

(吉林煙草工業(yè)有限責(zé)任公司，吉林 延吉 133000)

摘要：采用同時(shí)蒸餾萃取法提取黃花菜干粉中的揮發(fā)油，通過GC/MS分析其揮發(fā)性成分，共分離鑒定出29種對(duì)卷煙有明顯致香作用的物質(zhì)。其中，含量最高的是4-烯丙基苯甲醚(16.363 4 mg/g)，該物質(zhì)有茴香和草香香氣，具有增加卷煙煙氣辛香，掩蓋雜氣的作用。

關(guān)鍵詞：同時(shí)蒸餾萃取；黃花菜；GC/MS；揮發(fā)性成分

天然煙用香料以其源自天然，各有效成分比例協(xié)調(diào)，綠色、環(huán)保、降害作用明顯的特點(diǎn)，在中式卷煙核心技術(shù)的形成中，其作用將會(huì)越來越重要，尤其是在改善卷煙嗅香與吸味，構(gòu)筑卷煙獨(dú)特的口味和風(fēng)格方面，作用更加明顯[1-3]。黃花菜，又名金針菜，學(xué)名萱草，屬百合科萱草屬，在中國(guó)醫(yī)學(xué)3 000多年的食療歷史中，被列為常用食療食品之一[4]，中醫(yī)認(rèn)為黃花菜具有良好的保健功能[5]。黃花菜以一種功能性食品作為研究的重點(diǎn)，關(guān)于提取產(chǎn)物的功能性、保鮮、香味成分等研究較多，但是其作為獨(dú)特天然香原料的價(jià)值卻未得到體現(xiàn)[6-9]。同時(shí)，蒸餾萃取可以有效提取、分離和富集試樣中揮發(fā)性、半揮發(fā)性成分，其特點(diǎn)是水蒸氣蒸餾與溶劑萃取合二為一，減少了實(shí)驗(yàn)步驟，縮短了分析時(shí)間，節(jié)省了萃取溶劑，且設(shè)備簡(jiǎn)單[10-11]。

本試驗(yàn)利用同時(shí)蒸餾萃取法萃取黃花菜香味物質(zhì)，濃縮得到黃花菜精油，對(duì)香味成分進(jìn)行分析，旨在為開發(fā)新型天然煙用香原料作有益的探索。

1材料與方法

1.1材料與試劑

黃花菜干粉末(延吉煙廠提供)；氯化鈉(天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司，分析純)；二氯甲烷(天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司，色譜純)；無水硫酸鈉(天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司，分析純)；乙酸苯乙酯(天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司，色譜純)。

1.2設(shè)備與儀器

SHB-Ⅲ型循環(huán)水式多用真空泵(鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)有限公司)；電熱套(上海樹立儀器儀表有限公司)；RE-52AA旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器(上海亞榮生化儀器廠)；DLSB-5/10型低溫冷卻液循環(huán)泵(鄭州凱鵬實(shí)驗(yàn)儀器有限公司)；7985A-5975C型GC-MS聯(lián)用儀(美國(guó)Agilent公司)。

1.3精油提取

稱取50 g黃花菜干粉末和50 g NaCl(質(zhì)量比1:1)于1 000 mL圓底燒瓶中，加入500 mL去離子水(NaCl濃度為10%)，裝于同時(shí)蒸餾萃取裝置一側(cè)，用可控制電壓的電熱套進(jìn)行加熱。裝置的另一端接裝盛有50 mL二氯甲烷的雞心瓶，將該瓶置于水浴鍋中加熱，水浴溫度60 ℃，同時(shí)蒸餾萃取2.5 h。除去有機(jī)溶劑，得到黃花菜精油，沉重計(jì)算精油得率。

1.4GC-MS定性定量分析條件

1) 樣品前處理去一定量的黃花菜精油，二氯甲烷溶解，加入乙酸苯乙酯溶液作為內(nèi)標(biāo)，過濾膜后，進(jìn)行GC/MS定性定量分析。

2) 色譜柱DB-FFAP(60 m×250 μm×0.25 μm)；進(jìn)樣口溫度250 ℃；進(jìn)樣量1 μL；分流

比3∶1；載氣為He；升溫程序?yàn)槌跏紲囟?0 ℃保留5 min，5 ℃/min升溫至230 ℃保留15 min。傳輸線溫度260 ℃；EI源電子能量70 eV；電子倍增器電壓2 659 V；質(zhì)量掃描范圍為全掃描；離子源溫度230 ℃；四極桿溫度150 ℃；溶劑延遲9.40 min。

2結(jié)果與分析

2.1黃花菜精油中香味成分分析

通過GC-MS定性定量分析，得到黃花菜精油揮發(fā)性成分總粒子流圖(圖1)。用內(nèi)標(biāo)法對(duì)各香味組分定性定量結(jié)果見表1～8。表1～8對(duì)精油中各香味物質(zhì)特征香氣及其在卷煙中的作用進(jìn)行了描述[12-14]

圖1　黃花菜精油揮發(fā)性成分總粒子流圖

序號(hào)香味物質(zhì)區(qū)別符號(hào)含量/(mg/g)特征香氣在卷煙中的作用1苯甲醇+0.1113微弱的蜜甜水果香氣煙用香精中作合成劑2橙花叔醇+0.9264花香,果香改善煙氣吃味3芳樟醇+0.0765既有紫丁香、鈴蘭與玫瑰的花香,又有木香、果香氣息改善吃味,增加豐滿度5苯乙醇+0.4480有花香味改進(jìn)煙氣吃味6沉香螺醇-0.0950甜香,花香,檸檬味增加煙氣濃度6二氫香芹醇-0.4458留蘭香氣,有胡椒辛辣味增加煙氣豐滿度71-辛烯-3-醇-0.1456具有蘑菇、薰衣草、玫瑰和干草香氣改善煙氣吃味

注：+表示煙草和黃花菜精油共同含有物質(zhì)，-表示黃花菜精油中特有，并對(duì)卷煙煙氣有改善作用的成分,下同。

由表1可知，黃花菜精油揮發(fā)性成分中含有7種醇類物質(zhì)，含量最高的是橙花叔醇，其含量為0.926 4 mg/g。

表2　黃花菜精油中的酮類物質(zhì)

由表2可知，黃花菜精油揮發(fā)性成分中含有1種酮類物質(zhì)，其含量為0.698 0 mg/g。

表3　黃花菜精油中的酸類物質(zhì)

由表3可知，黃花菜精油揮發(fā)性成分中含有3種酸類物質(zhì)，含量最高的是正己酸，其含量為0.346 2 mg/g。

表4　黃花菜精油中的酯類物質(zhì)

由表4可知，黃花菜精油揮發(fā)性成分中含有2種酸類物質(zhì)，2種酸均是棕櫚酸衍生物，其含量分別為0.270 3和0.348 0 mg/g。

表5　黃花菜精油中的烴、醚類物質(zhì)

由表5可知，黃花菜精油揮發(fā)性成分中含有7種烴、醚類物質(zhì)，含量最高的是4-烯丙基苯甲醚，其含量為16.363 4 mg/g，在煙草行業(yè)中常作為添加劑使用，對(duì)卷煙煙氣有很好的修飾作用；其次是β-石竹烯，其含量為1.443 2 mg/g。

表6　黃花菜精油中的酚類物質(zhì)

由表6可知，黃花菜精油揮發(fā)性成分中含有2種酚類物質(zhì)，含量最高的是甲基丁香酚，其含量為1.558 4 mg/g，在煙草行業(yè)中常作為添加劑使用。

表7　黃花菜精油中的醛類物質(zhì)

由表7可知，黃花菜精油揮發(fā)性成分中含有5種醛類物質(zhì)，含量最高的是糠醛，其含量為0.959 2 mg/g，糠醛增加卷煙的烘烤香，但其在煙草中的含量?jī)H為0.010 0 mg/g左右。

表8　黃花菜精油中的含氮雜環(huán)類物質(zhì)

由表8可知，黃花菜精油揮發(fā)性成分中含有2種含氮雜環(huán)類香味物質(zhì)，2種物質(zhì)都是煙草的固有致香成分，其含量分別為0.126 3和0.242 9 mg/g。

由表1～8可知，從黃花菜精油中共鑒定出29種香氣物質(zhì)，其中,有17種香味物質(zhì)是煙草中的固有香味成分，有12種是黃花菜精油特有揮發(fā)性香味成分，29種香味物質(zhì)均有助于提升卷煙煙氣香味品質(zhì)或掩蓋雜氣，改善吃味等。在精油中含量最多的是4-烯丙基苯甲醚(16.363 4 mg/g)，其次甲基丁香酚(1.588 4 mg/g)、β-石竹烯(1.443 2 mg/g)，再次是糠醛(0.959 2 mg/g)、橙花叔醇(0.926 4 mg/g)等香味成分含量較高。

由圖2中可以看出，黃花菜精油中含有大量芳香族香味物質(zhì)，對(duì)煙氣有明顯的致香貢獻(xiàn)。50 g原料能產(chǎn)約0.14 g精油，精油得率為0.28%。黃花菜精油中芳香類香味物質(zhì)最多,占16.80%，其次是萜類和醇類,分別占2.245%、2.136%。

圖2　不同類型香味成分含量

3討論與結(jié)論

揮發(fā)油在植物體內(nèi)不同部位的含量會(huì)因植物種類的不同而有很大差別[15]。有很多學(xué)者也做過相應(yīng)的研究，如王月英等[16]和周紅艷[17]分別提取了梔子和朱頂紅根和葉部中的揮發(fā)油并對(duì)其化學(xué)成分進(jìn)行分析；吳迪迪等[18]也對(duì)鮮茶梅花的揮發(fā)油及清除DPPH自由基的能力進(jìn)行了分析。

用GC-MS技術(shù)對(duì)同時(shí)蒸餾萃取所得的黃花菜精油進(jìn)行揮發(fā)性化學(xué)成分分析。分離鑒定出29種對(duì)卷煙有明顯致香作用的物質(zhì)，并通過內(nèi)標(biāo)法計(jì)算各成分在精油中的含量。試驗(yàn)分析結(jié)果表明：精油中含量最高的是4-烯丙基苯甲醚(16.363 4 mg/g)，該物質(zhì)有茴香和草香香氣，具有增加卷煙煙氣辛香，掩蓋雜氣的作用。其次是甲基丁香酚(1.588 4 mg/g)，該物質(zhì)有清甜的丁香-茴香辛香氣，似香石竹氣息，具有改善卷煙吃味，掩蓋雜氣的作用；β-石竹烯(1.443 2 mg/g)，該物質(zhì)有辛香、木香、柑橘香、樟腦香，溫和的丁香香氣，可以改進(jìn)和提升煙草的自然風(fēng)味。另外,還有一些物質(zhì)可以提高煙草的本香：氧化石竹烯(0.146 3 mg/g)，該物質(zhì)具有龍涏香似的香韻，在香料煙煙葉中有一定的含量，是香料煙特征香氣的重要組成部分；植酮(0.698 0 mg/g)，該物質(zhì)有烤煙香，增加煙草本香。

黃花菜精油揮發(fā)性成分中對(duì)卷煙煙氣有明顯作用的物質(zhì)比較豐富，在卷煙中的應(yīng)用理論上有較好的前景，但是具體的影響有待于進(jìn)一步研究。

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GC/MS analysis of volatile components of essential oils in day lily

(.*)

(JilinTobaccoIndustrialCO.,LTD.,YanjiJilin133000,China)

Abstract：The volatile oil of dry powder of day lily was extracted by simultaneous distillation extraction method, the volatile components were analyzed by GC/MS, 29 aroma substances which had obvious effect on cigarettes were separated and identified. Among them, the highest level was 4-allyl benzene methyl ether (16.363 4 mg/g), it had fennel and grass aroma, and could increase cigarette smoke spicy and cover up the role of the mixed gas.

Key words:simultaneous distillation extraction method; day lily; GC/MS; volatile constituent

中圖分類號(hào)：Q949.718.2

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1004-7999(2016)01-0035-05

DOI:10.13478/j.cnki.jasyu.2016.01.007

作者簡(jiǎn)介：郭曉玉(1979—)，女，吉林延吉人，工程師，研究方向?yàn)榫頍煿に嚒?/p>

收稿日期：2015-11-20基金項(xiàng)目： 中國(guó)煙草實(shí)業(yè)發(fā)展中心科技項(xiàng)目(ZYXY-2013-22)