β-葡萄糖苷酶水解對靈香草油揮發性成分的影響

魏敏，宋旭艷，陳義坤，潘曦，羅誠浩

（湖北中煙工業有限責任公司，湖北武漢430040）

靈香草（Lysimachia foenum-graecum Hance）又名香草、佩蘭和排草等，為報春花科（Primulaceae）排草屬（Lysimachia L.）植物，主產于廣西、云南等地[1]。以靈香草為原料提取得到的萃取物及其精油，香氣持久、穩定，可用于制作煙草及香脂等[2-3]。靈香草富含多種活性物質，如黃酮類、三萜類、多酚類和多糖類等[4]。目前關于靈香草精油和浸膏提取、分析及應用的研究報道較多[2-6]，多采取水蒸氣蒸餾、溶劑萃取等方法制備。而β-葡萄糖苷酶能夠水解果蔬中本身不具有香味且不易揮發的風味物質，對果蔬風味增香及食品加工過程中香氣物質的釋放起重要作用[7-8]。近年來采用β-葡萄糖苷酶改善香料、果汁等食品風味的報道較多[9-11]，但鮮見其水解輔助提取靈香草揮發油的相關報道。本試驗對比研究β-葡萄糖苷酶輔助提取的靈香草油及其未酶水解對照組的揮發性化學成分，為酶技術在香料植物提取中的應用和香料植物資源開發利用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

靈香草（干全草）：產地廣西桂林；β-葡萄糖苷酶（食品級，酶活100 U/g）：上海源葉生物科技有限公司；二氯甲烷（色譜純）：Fisher Chemical公司；乙酸、丙酸苯乙酯（分析純）：國藥集團化學試劑有限公司。取0.18 g丙酸苯乙酯（內標）置于100 mL容量瓶中，加入二氯甲烷定容至刻度，混勻，用于氣相色譜-質譜（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）分析。

1.2 儀器與設備

電子調溫電熱套（98-1-B型）、粉碎機（FW177型）：天津市泰斯特儀器有限公司；天平（CP3235-OCE、BP221S）：德國Sartorius公司；氣相色譜質譜聯用儀（Agilent 6890N/5973型）：安捷倫科技公司。酸，調節至pH 5，在45℃條件下平衡0.5 h，加入占靈香草粉質量分數0.15%的β-葡萄糖苷酶攪拌均勻，45℃溫育18 h；采用水蒸氣蒸餾法[5]，用調溫電熱套加熱直至沸騰，調節電熱套電壓，使其保持微沸狀態蒸餾6 h，含有精油的水蒸氣經由導管收集冷卻餾出后，經過無水硫酸鈉脫水處理，得到β-葡萄糖苷酶輔助提取靈香草揮發油-處理組。

1.3.2 靈香草油對照組的制備

將靈香草干草放入粉碎機中粉碎至細粉，過40目篩得到靈香草粗粉，將200 g靈香草粗粉和2.0 L水依次裝入5 L圓底燒瓶中混合攪拌均勻，加入1.6 g乙酸，調節至pH 5，在45℃條件下平衡0.5 h，45℃溫育18 h。采用水蒸氣蒸餾法，微沸蒸餾6 h，收集冷卻餾出的精油，經過無水硫酸鈉脫水處理，得到靈香草揮發油-對照組。

1.3.3 揮發性成分GC-MS對比分析

1.3.3.1 含內標的揮發油樣品的配置

將揮發油處理組和對照組分別用二氯甲烷稀釋100倍，取1 mL置于色譜瓶中；取10 μL 1.1所述的內標溶液加入上述色譜瓶中，混勻。

1.3.3.2 GC-MS分析

HP-5 MS（50 m×0.25 mm×0.25 μm）毛細管柱；進樣溫度：250℃；分流比 50 ∶1；載氣：He，1 mL/min；升溫程序：從 50℃（1 min）以5℃/min升到250℃（5 min）；傳輸線溫度：250℃；離子源：EI源；電子能量：70 eV；掃描范圍：50 amu～550 amu；使用WILEY和MINILAB譜庫進行檢索定性，內標法定量，用峰面積歸一化法測定了各化學成分的相對質量分數。

1.3 方法

1.3.1 β-葡萄糖苷酶水解增香制備靈香草揮發油

將靈香草干草放入粉碎機中粉碎至細粉，過40目篩得到靈香草粗粉；將200 g靈香草粗粉和2.0 L水依次裝入5 L圓底燒瓶中混合攪拌均勻，加入1.6 g乙

2 結果與分析

經β-葡萄糖苷酶輔助提取的靈香草揮發油及其對照組的揮發性成分GC/MS檢測分析結果見表1。

從表1可以看出，對照組靈香草揮發油中共分離鑒定出43種揮發性物質，包括酸類4種（33.08%），醇類 8種（17.22%），醛類 3種（15.72%），烯類 6種（4.86%），酯類5種（1.88%），酮類2種（1.47%），芳香烴類7種（4.10%），烷烴1種（0.14%）和其他雜環類化合物7種；經β-葡萄糖苷酶輔助提取的處理組靈香草揮發油中共分離鑒定出63種揮發性香氣成分，總相對百分含量為78.33%，包括酸類8種（28.94%），醇類8種（15.41%），芳香烴類 13種（9.14%），醛類 4種（8.96%），酯類 5種（5.44%），酮類 6種（2.80%），烷烴類 5種（2.22%），烯類 5種（1.08%），酚類 1種（0.16%）和8種其他雜環化合物。

表1 β-葡萄糖苷酶輔助提取的靈香草揮發油及其對照的揮發性成分GC/MS對比分析Table 1 Comparative analysis of volatile components in GC/MS between the oil of Lysimachia foenum-graecum Hance drolyzed by β-glucosidase and its control group

續表1 β-葡萄糖苷酶輔助提取的靈香草揮發油及其對照的揮發性成分GC/MS對比分析Continue table 1 Comparative analysis of volatile components in GC/MS between the oil of Lysimachia foenum-graecum Hance drolyzed by β-glucosidase and its control group

續表1 β-葡萄糖苷酶輔助提取的靈香草揮發油及其對照的揮發性成分GC/MS對比分析Continue table 1 Comparative analysis of volatile components in GC/MS between the oil of Lysimachia foenum-graecum Hance drolyzed by β-glucosidase and its control group

處理組新增39種揮發性物質，主要有右旋龍腦、十一烯醛、大馬士酮、β-紫羅蘭酮、肉豆蔻醛、（+）-白菖油萜、月桂酸、4-甲基二苯并呋喃、2-羥基-4，6-二甲氧基苯甲醛、十三酸、芴、9-芴醇、9-芴酮、呋喃、菲、金合歡基丙酮、亞油酸甲酯和亞麻酸甲酯等。其中，右旋龍腦又稱冰片，有清香氣和涼味，使喉部刺激感降低；十一烯醛，稀釋后有強烈的玫瑰、柑橘型香氣；月桂酸是高級脂肪酸，存在于烤煙煙葉、煙氣中，天然存在于月桂油中；大馬士酮是萜烯類香氣物質，有甜水果香氣；β-紫羅蘭酮香氣較柔和而木香稍重，具有覆盆子的香味，被稀釋以后有類似紫羅蘭花和柏木香味；肉豆蔻醛具有脂肪香、蠟香、牛奶香、奶油香、魚香、果香等，這些酮類物質具有明顯的致香作用，能夠賦予煙氣木香、花香、果香、成熟煙草香特征[12]；脂肪酸酯類具有甜味、水果香味或酒香味，與煙香尤其是烤煙香氣協調，能使煙氣變得醇和[13]；相對百分含量增加揮發性物質有8種，包括芳樟醇、α-萜品醇、茴香腦、棕櫚酸等成分，其中芳樟醇屬于鏈狀萜烯醇類，具有鈴蘭香氣，α-萜品醇具有優雅穩定持久的紫丁香香氣，稀釋后有桃似的甜味，茴香腦帶有甜味，具茴香的特殊香氣，棕櫚酸具有特殊香氣等；相比對照組，處理組中31種揮發性物質消失或相對百分含量降低，如十四烯醛、薄荷醇、十一醛、環庚烯、5-氨基-1-苯基吡唑、β-石竹烯、亞油酸、（+）-花側柏烯、二苯并呋喃、十三醛、芴、氧化石竹烯等。總之，經酶水解輔助提取的靈香草揮發油的揮發性物質相比對照組變化較大，可能是經β-葡萄糖苷酶水解斷裂糖苷鍵，轉化了一些非揮發性物質為揮發性香氣成分。

3 結論

本試驗采用β-葡萄糖苷酶輔助提取靈香草揮發油，并采取GC-MS技術檢測分析其與對照組的揮發性物質，分離鑒定出63種揮發性物質，比對照組的41種增加了53.66%，其中新增加揮發性物質有39種，包括了右旋龍腦、十一烯醛、大馬士酮、β-紫羅蘭酮、肉豆蔻醛等多種香氣成分，揮發性物質發生了較大改變，為β-葡萄糖苷酶水解輔助提取在香料植物提取中的應用和靈香草資源開發利用提供參考和指導。