不同提取方法對丹桂揮發油成分的影響

夏雪娟 李冠楠 羅東升 夏 季 鄭 炯 闞建全

（西南大學食品科學學院1，重慶 400715）

（西南大學生物技術學院2，重慶 400715）

不同提取方法對丹桂揮發油成分的影響

夏雪娟1李冠楠2羅東升1夏 季1鄭 炯1闞建全1

（西南大學食品科學學院1，重慶 400715）

（西南大學生物技術學院2，重慶 400715）

為探究不同提取方法對丹桂揮發油成分的影響，同時采用水蒸氣蒸餾（SD）、同時蒸餾萃取（SDE）、超臨界CO2萃取（SFE-CO2）和頂空固相微萃取（HS-SPME）技術對丹桂揮發油進行提取和GC-MS分析。結果表明：SD和SDE方法提取得到的化合物種類較多，且主要化合物均為酮類和醇類及其氧化物，含量最高的化合物分別為β-紫羅蘭酮和植酮。SFE-CO2和HS-SPME得到的化合物種類較少，但主要化合物明顯，均為醇類及其氧化物，含量最高的化合物分別為順-α，α-5-三甲基-5-乙烯基四氫化呋喃-2-甲醇和（E）-呋喃芳樟醇氧化物。此外，SD和SDE方法提取得到的丹桂揮發油顏色變化較大（淺黃），且香味失真。SFE-CO2得到的揮發油顏色鮮艷（橙紅），香味濃郁。因此，SFE-CO2和HS-SPME更適于丹桂揮發油的提取或分析。

丹桂 超臨界CO2萃取 頂空固相微萃取 GC-MS 揮發性成分 差異

目前，常用的桂花揮發油的提取方法有水蒸氣蒸餾（SD）、溶劑提取（SE）、同時蒸餾萃取（SDE）、超臨界CO2萃取（SFE-CO2）和頂空固相微萃取（HSSPME）等。SD法操作簡單、成本低、提取量大，是批量提取精油的主要方法［1］。SE法萃取快速，回收率高，操作簡便，但萃取物中常混有殘留溶劑，有時需進一步純化，會增加提取步驟和成本［2］。與SD相比，SDE法簡化了試驗步驟，節約了大量溶劑，同時也減少了樣品轉移過程中的損失。但是SD和SDE均為高溫過程，因此一些熱敏性或不穩定性的物質可能被水解或破壞［3］。SFE-CO2是一種近年來發展最快、使用最廣的萃取分離技術。與傳統方法相比，萃取在低溫條件下進行，可較好地保存有效成分不被破壞，已被用于開發高附加值的脂溶性揮發油、芳香性物質等［4］。HS-SPME技術是一種不與樣品接觸，在氣相中富集目標分析物的SPME技術［5］。該方法所需樣品量少、靈敏度高且操作簡便、方便快捷且無需其他溶劑［6］。

由于不同提取方法得到的揮發油成分不同，因此有必要采用不同提取方法對桂花揮發油成分進行研究。目前，僅有少數學者采用不同提取方法對桂花揮發油進行分析，如張堅等［7］采用SDE、SFE-CO2和HS-SPME技術對銀桂揮發油進行提取和成分分析。劉虹等［8］采用SFE-CO2和SE技術對桂花揮發油化學成分進行分析。李發芳等［9］采用SFE-CO2、可食用石油醚和酒精抽提蒸餾對銀桂精油的揮發性成分進行分析。但采用不同提取方法對丹桂揮發油成分進行分析鑒定的研究鮮見報道。因此本研究同時采用SD、SDE、SFE-CO2和HS-SPME技術對重慶地區朱砂丹桂揮發油進行提取和GC-MS分析，研究不同提取方法對其揮發油成分的影響，以期為丹桂揮發油的提取和成分鑒定提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料、儀器與設備

朱砂丹桂（O．fragrans‘Zhushadan’），干花，采于重慶銅梁精品桂花園，由重慶萬美農業發展有限公司提供；CO2（純度＞99.5%）：重慶市興業氣體有限責任公司。

HA121-50-01超臨界CO2流體萃取裝置：江蘇華安超臨界萃取有限公司；50／30 μm DVB／CAR／PDMS萃取纖維頭、SPME手動進樣器：美國SUPELCO公司；GC-MS-QP2010／PLUS聯用儀：島津國際貿易（上海）有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 SD

稱取50 g已粉碎樣品（40目，380 μm）至含有500 mL純水的1 000 mL平底燒瓶中。加入少量沸石后，將裝置連接至克萊文格式裝置中［10］，并用純水填滿裝置的下部。電爐加熱萃取至無精油蒸出（約4～6 h）后取下裝置。用少量乙醚將精油溶出，重復幾次，將精油萃取完全。用無水硫酸鈉除水后定容至10 mL。

1.2.2 SDE［11］

稱取50 g已粉碎樣品至含有500 mL水和少量沸石的1 000 mL圓底燒瓶中，連接至同時蒸餾萃取裝置重溶劑端，電熱套加熱。將裝有50 mL乙醚的100 mL平底燒瓶連接至輕溶劑端，45℃水浴加熱。待兩端溶液均氣化至中心管并液化后匯聚流下時計時。3～4 h后，關閉兩端電源，待裝置冷卻至室溫后先取下水溶液燒瓶。將U形管中的有機溶劑放入有機溶劑燒瓶中，取下有機溶劑燒瓶，40℃減壓蒸發至3～5 mL，用無水硫酸鈉除水后定容至10 mL。

稱取100 g桂花裝入1 L的超臨界CO2萃取釜中，調節萃取條件為：CO2流量17～20 kg／h，分離Ⅰ溫度35℃，分離Ⅱ溫度45℃，萃取溫度40℃，萃取壓力25 MPa，萃取時間120 min。萃取完成后，從分離Ⅰ和分離Ⅱ中緩慢接出萃取物質，用無水乙醇溶解并定容至10 mL。

1.2.4 HS-SPME13］

稱取0.30 g桂花至15 mL頂空樣品瓶中，密封后置于50℃恒溫水浴鍋中平衡5 min，再將萃取頭插入頂空瓶吸附40 min，于GC／MS進樣口250℃解析5 min，待GC-MS分析。

1.2.5 GC-MS分析條件

SD、SDE和SFE-CO2提取產物分析條件參考夏雪娟等［14］的方法。HS-SPME提取產物分析條件為：初始溫度50℃，保持2 min，以10℃／min的速率升至100℃，以2℃／min的速率升至110℃，保持2 min，以2℃／min的速率升至140℃，以5℃／min的速率升至165℃，最后以10℃／min的速率升至230℃，保持2 min；分流比：10.0。質譜掃描范圍：50～450 amu。經NISTO5s.LIB和NISTO5.LIB譜庫對質譜圖進行自動檢索，并采用峰面積歸一定量法計算各組分在揮發油中的相對百分含量。

2 結果與分析

2.1 不同提取方法所得丹桂揮發油組分分析

不同提取方法得到的丹桂揮發油非特有組分（2種或2種以上提取方法均得到該組分）和特有組分（僅1種提取方法得到該組分）詳見表1和表2。4種提取方法共得到119種化合物，其中SD特有組分25種，SDE 17種，SFE-CO224種，HS-SPME 13種，另有非特有組分40種。SD共得到56種化合物，SDE 49種，SFE-CO234種，HS-SPME 33種。SD和SDE得到的非特有組分種類較多，分別為32種和31種。HS-SPME得到非特有組分20種，SFE-CO2最少，僅有10種。

表1 不同提取方法所得丹桂揮發油非特有組分

表1（續）

表2 不同提取方法所得丹桂揮發油特有組分

表2（續）

2.2 不同提取方法所得丹桂揮發油各類揮發性成分組成和含量分析

不同提取方法得到的丹桂揮發油的各類揮發性成分組成和含量詳見表3和表4，SD提取得到的主要化合物為酮類和醇類及其氧化物；SDE為酮類和醇類及其氧化物；SFE-CO2為醇類及其氧化物；HS-SPME為醇類及其氧化物和酮類。由此可知，丹桂精油中的主要化合物組成類型為酮類和醇類及其氧化物，但不同提取方法得到的組分和各組分的含量不同。

表3 不同提取方法所得丹桂揮發油的各類揮發性成分組成

表4 不同提取方法所得丹桂揮發油的各類揮發性成分含量

2.3 不同提取方法所得丹桂揮發油主要化合物種類

表5所示為不同提取方法所得丹桂揮發油的質量分數較高（＞10%）的化合物種類，SD法所得含量較高的化合物為β-紫羅蘭酮；SDE為植酮和β-紫羅蘭酮，共占總質量分數的32.06%；SFE-CO2依次為順-α，α-5-三甲基-5-乙烯基四氫化呋喃-2 -甲醇、對羥基苯乙醇和2，6-二甲基-2，7-辛二烯-1，6-二醇，共占總質量分數的76.67%；HSSPME依次為（E）-呋喃芳樟醇氧化物、2.6-二甲基環己醇和芳樟醇，共占總質量分數的49.17%。

本研究中SD提取得到丹桂揮發性化合物56種，SDE得到49種化合物，主要化合物類型均為酮類和醇類及其氧化物。2種方法萃取得到的化合物種類雖多，但各組分含量差異不大，這與Hu等［15］的研究類似。此外，提取得到的丹桂揮發油顏色暗淡，氣味失真，且醇類物質含量明顯偏低，應是由于高溫破壞了部分熱敏性醇類化合物。SFE-CO2和HSSPME分別提取得到34種和33種化合物，且醇類及其氧化物含量明顯高于其他組分。說明SFE-CO2和HS-SPME技術萃取得到的化合物種類較少，但主要化合物明顯。且超臨界萃取得到的丹桂揮發油香味濃郁，顏色鮮艷（橙紅色，接近丹桂花朵本色）。

表5 不同提取方法所得丹桂揮發油中含量較高（＞10%）的化合物種類

3 結論

試驗對比研究了SD、SDE、SFE-CO2和HSSPME 4種提取方法對丹桂揮發油成分的影響。與其他2種方法相比，SD和SDE方法萃取得到的組分種類較多，非特有組分種類較多，但各組分含量差異不大。且萃取得到的揮發油顏色暗淡，香味失真，因此SD和SDE方法不適于丹桂揮發油的提取。SFE-CO2和HS-SPME方法萃取得到醇類及其氧化物含量明顯高于其他組分，且SFE-CO2法得到的揮發油顏色鮮艷，香味濃郁。由此可知，SFE-CO2技術適于丹桂揮發油的提取和分析。HS-SPME技術適于丹桂揮發油的快速分析。

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Analysis of Essential Oil Extracted by Different Methods from Osmanthus fragrans

Xia Xuejuan1Li Guannan2Luo Dongsheng1Xia Ji1Zheng Jiong1，3Kan Jianquan1，3

（College of Food Science，Southwest University1，Chongqing 400715）

（College of Biotechnology，Southwest University2，Chongqing 400715）

In order to investigate the influence of different extraction methods on essential oil components of Osmanthus fragrans，the steam distillation（SD），simultaneous distillation and extraction（SDE），supercritical CO2extraction（SFE-CO2），and headspace solid-phase micro-extraction（HS-SPME）methods were used to extract the essential oil simultaneously.Furthermore，GC-MS method was used to analysis the chemical composition.Re-sults indicated that many kinds of chemical compositions were obtained by SD and SDE methods.Ketones，alcohols and their oxides were found to be the main chemical components.The major compositions are β-Ionone and 6，10，14-trimethyl-2-pentadecanone，respectively.Alcohols and their oxides were found to be the main chemical components of essential oil extracted by SFE-CO2and HS-SPME methods.The major composition were cis-5-ethenyltetrahydro-α，α-5-trimethyl-2-furanmethanol and（E）-furanoid linalool oxide，respectively.The color and smell of essential oil obtained by SD and SDE methods were changed.Comparatively，essential oil extracted by SFE-CO2method was with fruity-floral aroma and fresh color.Hence，compared with SD and SDE methods，SFE -CO2and HS-SPME methods were more suitable for extraction or analysis of Osmanthus fragrans essential oil.

Osmanthus fragrans，supercritical CO2extraction，headspace solid-phase micro-extraction，GC-MS，essential Oil，difference

TQ654

A

1003-0174（2017）01-0067-07

中央高校基本科研業務費（XDJK2013D021）

2015-05-25

夏雪娟，女，1988年出生，博士，食品化學與營養學

闞建全，男，1965年出生，教授，食品化學與營養學、食品質量與安全