不同方法制備羅勒揮發油及其在卷煙中的應用

李成斌 張峻松 楊上鶯

摘要：為研究不同提取方法對羅勒揮發油品質的影響，考察了無溶劑微波萃取和水蒸氣蒸餾對羅勒揮發油的得率、香氣質量和揮發性成分的影響，并在卷煙中進行應用研究。結果表明，無溶劑微波萃取法能顯著提高羅勒揮發油的得率，比水蒸氣蒸餾法提高30%;2種方法制備的羅勒揮發油的主要致香成分一致，主要成分均為草蒿腦，無溶劑微波萃取羅勒揮發油的草蒿腦含量比水蒸氣蒸餾法增加10%，其余成分在種類和含量上也有一定差別;羅勒揮發油在卷煙中的應用研究結果表明，無溶劑微波萃取羅勒揮發油能使煙香豐滿飄逸，賦予卷煙柔和的辛香和清香，具有明顯的增甜除雜作用。

關鍵詞：羅勒揮發油;無溶劑微波萃取;水蒸氣蒸餾;揮發性成分;卷煙應用

中圖分類號：R284.2 ? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2020）06-0148-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2020.06.030 ? ? ? ? ? 開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Preparation of basil essential oils and its application in making cigarette

LI Cheng-bin1，2，ZHANG Jun-song1，YANG Shang-ying2，LIU Yu-yu2，YUAN Lin-cui2，YANG Yan-mei2，BAO Xiu-ping2

（1.School of Food and Biological Engineering，Zhengzhou University of Light Industry，Zhengzhou 450002，China;

2.Yunnan Reascend Tobacco Technology （Group） Co.，Ltd.，Kunming 650106，China）

Abstract： In order to improve the utilization efficiency of basil essential oils extracted by solvent-free microwave extraction （SFME） and steam distillation （SD）， the effect of the two methods on the quality of basil oil， such as yields， aroma quality， volatile components， and its application in cigarette， etc.， were evaluated. The results showed that the yield of basil oil by SFME was significantly higher than that by SD. The main aroma components in the basil essential oils by both methods were estragole， but the content in basil essential oil extracted by SFME was 10% higher than that by SD. And other components in the basil oil by the two methods are also with a little different in variety and contents. The application in cigarette showed that the basil essential oil by SFME could improve the sense of sweet and enrich the aroma of smoking.

Key words： basil essential oils; solvent-free microwave extraction; steam distillation; volatility component; application on cigarette

羅勒（Ocimum basilicum L.）為唇形科羅勒屬一年生草本植物，又名毛羅勒、九層塔、香蘭等[1]，具有獨特的芳香氣息。羅勒主要分布于印度、泰國等熱帶和溫帶地區，在中國新疆、四川、云南、廣西、廣東等地均有栽培[2]。羅勒全株皆可入藥，其味辛、氣香、性溫;能疏風解表、行氣活血、化濕和中[3]。現代藥理學研究表明，羅勒具有殺菌、抗氧化、抗腫瘤等功效[4-7]。羅勒中富含的揮發油是其發揮藥理作用的重要成分，主要由丁香酚、芳樟醇和草蒿腦等組成[8-12]。因此，羅勒揮發油憑借其獨特的芳香特征和功能特性而廣泛應用于食品、醫藥和農業領域。

傳統羅勒揮發油的提取方法主要是水蒸氣蒸餾法，分為水中蒸餾和水上蒸餾。此外，還有超臨界CO2萃取法、有機溶劑萃取法等[13]。其中，傳統水蒸氣蒸餾法雖然簡單易操作，但是提取時間長，提取效率低;有機溶劑法溶劑消耗量較大，且容易引入雜質，具有溶劑殘留的隱患;超臨界CO2萃取法雖然在提取效率方面有所提升但是成本較高[14]。隨著微波技術的推廣應用，無溶劑微波萃取技術迅速發展，該技術以新鮮植物作為原料，無需干燥和粉碎處理，不需要加入溶劑，采用微波輻照的方式加熱，進而通過微波的穿透效應和熱效應破壞細胞壁使原料中的揮發性成分隨物料本身的水分蒸餾出來，具有綠色、快速、便捷的特點，避免熱敏性成分長時間受熱，有助于天然活性成分的保留，是目前揮發油提取的最先進方法。雖然羅勒揮發油在食品和醫藥領域有相關應用，但是在卷煙中的應用卻鮮見報道。因此，本研究采用先進的微波無溶劑萃取技術對新鮮羅勒進行萃取，對比了其與水蒸氣蒸餾法所得揮發油在得率、香氣、結構組成和卷煙應用等方面的差異，旨在為羅勒揮發油在卷煙中的應用提供理論依據。

1 ?材料與方法

1.1 ?材料與儀器

新鮮羅勒莖葉（購于云南昆明官渡生產基地）;乙醚、無水硫酸鈉和無水乙醇均為國產分析純。

NEOS-GR型微波無溶劑萃取裝置（MILESTONE，意大利）;EYEL4型循環水冷卻系統（EYEL，日本）;6890- 5975 N型氣相色譜/質譜儀（Agilent，美國）。

1.2 ?試驗方法

1.2.1 ?微波無溶劑萃取法提取羅勒揮發油 ?取適量新鮮羅勒放入微波萃取容器中，使用變頻微波進行分段提取，第一階段：功率500 W，萃取5 min;第二階段：功率300 W，當油量不再增加時結束程序，歷時45 min。在收集器中加入乙醚萃取羅勒揮發油，靜置后收集乙醚層，待乙醚揮發后，加入無水硫酸鈉干燥過夜，得到羅勒揮發油。

1.2.2 ?水蒸氣蒸餾法提取羅勒揮發油 ?取適量新鮮羅勒放入水蒸氣蒸餾提取器中，加入3倍蒸餾水，浸泡1 h后將揮發油提取器和冷凝管連接嚴密，開始加熱蒸餾并觀察記錄，當油量不再增加時結束水蒸氣蒸餾，歷時3 h。加入乙醚萃取羅勒揮發油，靜置后收集乙醚層，待乙醚揮發后，加入無水硫酸鈉干燥過夜，得到羅勒揮發油。

1.2.3 ?羅勒揮發油組成成分分析 ?使用6890-5975 N型氣相色譜/質譜儀分析羅勒揮發油的主要化學成分。

儀器條件： 6890-5975 N型氣相色譜/質譜儀;HP-5MS型石英毛細管色譜柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）。

色譜條件：載氣為高純氦氣;流速1.0 mL/min;進樣量2 μL;分流比10∶1;進樣口溫度240 ℃。升溫程序：柱溫50 ℃保持1 min，以3 ℃/min升至100 ℃保持1 min，以8 ℃/min升至260 ℃保持10 min。

質譜條件：掃描范圍41～510 aum;電離電壓70 V;離子源溫度250 ℃;傳輸線溫度280 ℃。掃描方式為全掃描。

1.2.4 ?羅勒揮發油在卷煙中的應用評價 ?將2種方法制備的羅勒揮發油用無水乙醇稀釋成0.1%的溶液，按照0.5‰（質量比，揮發油∶煙絲）的添加量加入空白煙葉組中，于常溫放置2 h后卷制成卷煙，在溫度22 ℃±1 ℃，相對濕度60%±2%的條件下平衡48 h，然后由7位評吸專家組成的評吸小組進行評價。

2 ?結果與分析

2.1 ?羅勒揮發油的香氣指標評價

無溶劑微波萃取和水蒸氣蒸餾羅勒揮發油的得率及香氣質量評價結果見表1。由表1可以看出，無溶劑微波萃取法的羅勒揮發油得率比傳統水蒸氣蒸餾法高，并且耗時縮短一半以上，萃取效率高。無溶劑微波萃取羅勒揮發油的香氣更濃郁、協調、自然，辛香突出;而水蒸氣蒸餾羅勒揮發油的特征氣味較清淡。這說明經過微波處理后，新鮮羅勒中的多種致香成分更容易被提取出來，保存有更多特征香氣成分。

2.2 ?羅勒揮發油的揮發性成分分析

羅勒揮發油的總離子流如圖1所示，于無溶劑微波萃取羅勒揮發油中鑒定出51種化合物，傳統水蒸氣蒸餾羅勒揮發油中鑒定出47種化合物，主要是醇類、酯類、酮類、烯類和酚類。

采用不做校正的峰面積歸一化法得到羅勒揮發油中各化合物的相對含量，結果見表2。由表2可知，羅勒揮發油的主要致香成分為8～20 min檢測到的化合物，其中含量最高的為具有茴香和草香香氣的草蒿腦，這一結果與周鐵生等[15]、何道航等[16]、袁旭江等[17]的研究結果一致。無溶劑微波萃取羅勒揮發油和水蒸氣蒸餾羅勒揮發油其草蒿腦的含量分別為82.34%和74.66%。無溶劑微波萃取羅勒揮發油含有具有淡雅花香和草莓果香的（Z）-3，7-二甲基-2，6-辛二烯醛（2.23%），而這一成分在水蒸氣蒸餾揮發油中僅有0.16%。對于其他含量較高的主要致香成分，無溶劑微波萃取羅勒揮發油中的含量均高于水蒸氣蒸餾羅勒揮發油，在無溶劑微波萃取羅勒揮發油和水蒸氣蒸餾羅勒揮發油中的含量分別為：順式-α-紅沒藥烯4.55%和3.43%、石竹烯3.62%和2.41%、橙花醛2.99%和2.03%、α-石竹烯2.46%和1.09%、2，6-二甲基-6-（4-甲基-3-戊烯基）-降蒎-2-烯B 1.32%和0.95%、丁子香酚0.83%和0.49%。這說明無溶劑微波萃取技術能夠促進羅勒主要芳香成分的溶出，使羅勒揮發油的香氣更加飽滿協調，具有更加明顯的辛香、果香和木香等。

此外，無溶劑微波萃取羅勒揮發油在保留時間達到21 min后比水蒸氣蒸餾羅勒揮發油多檢出幾種香氣成分，說明無溶劑微波萃取法能夠盡可能多地溶出新鮮羅勒中的揮發性成分，豐富羅勒揮發油的組成。因此，無溶劑微波萃取法不僅萃取效率高，所得羅勒揮發油樣品的香氣品質也更佳，在保持揮發油的自然特征方面有較大的優勢。

2.3 ?羅勒揮發油在卷煙中的應用

將2種不同工藝提取的羅勒揮發油添加到云煙某葉組和紅塔山某葉組中，并以其葉組作為空白對照，考察羅勒揮發油在卷煙中的應用效果。參考行業標準進行抽吸評價，評吸結果見表3。由表3可以看出，與空白對照組相比，羅勒揮發油對2種品牌葉組的抽吸品質均有正面作用。其中無溶劑微波萃取羅勒揮發油能夠使煙香飄逸，具有柔和的辛香和清香，明顯降低雜氣，增加甜潤感，協調性較好。水蒸氣蒸餾羅勒揮發油雖然在增甜除雜方面的效果稍差，微有辣口感，但是能夠增加卷煙的辛甜香氣，余味也較純凈舒適。綜上，無溶劑微波萃取羅勒揮發油在卷煙加香中發揮了更好的應用效果。

3 ?小結與討論

分別采用無溶劑微波萃取技術和水蒸氣蒸餾技術對新鮮羅勒進行萃取。2種方法制備的羅勒揮發油在得率和香氣質量上有一定差異，無溶劑微波萃取法不需要額外加入水，通過直接蒸餾新鮮羅勒中所含水分得到羅勒揮發油，萃取時間短，耗時僅為水蒸氣蒸餾法的25%;萃取效率高，所得揮發油的得率比水蒸氣蒸餾法提高35.8%;揮發油香氣更加協調、自然。此外，微波能夠徹底打破細胞壁，有利于羅勒揮發性組分的富集，不僅主要成分草蒿腦的含量比水蒸氣蒸餾提取增加10.3%，而且能得到更多特征性香氣組分，豐富羅勒揮發油的組成成分。

將羅勒揮發油應用在烤煙型卷煙葉組中，均對卷煙的抽吸品質具有一定影響。水蒸氣蒸餾羅勒揮發油能夠增加卷煙辛甜香氣，微有辣口感;無溶劑微波萃取羅勒揮發油能夠使煙香豐滿飄逸，賦予卷煙柔和的辛香和清香，具有明顯的增甜除雜作用，在卷煙加香中能改善抽吸品質。因此，無溶劑微波萃取技術是一種在香精香料領域中具有應用潛力的先進技術，其揮發油產品也能為卷煙企業帶來一定的科技支撐和經濟效益。

參考文獻：

[1] 魏 ?佳，姜子濤，李 ?榮.調味香料羅勒精油的研究進展及其在食品中的應用[J].中國調味品，2011，36（10）：8-12.

[2] 官玲亮，吳麗芬，龐玉新，等.芳香植物羅勒的研究進展[J].熱帶農業科學，2013，33（8）：42-46，52.

[3] 國家中醫藥管理局《中華本草》編委會.中華本草（第7分冊）[M].上海：上海科學技術出版社，1997.

[4] HOSSEINI-PARVAR S H，MATIA-MERINO L，GOH K K T，et al. Steady shear flow behavior of gum extracted from Ocimum basilicum L. seed：Effect of concentration and temperature[J].Journal of food engineering，2010，101（3）：236-243.

[5] HASHEM M，MOHARAM A M，ZAIED A A，et al. Efficacy of essential oils in the control of cumin root rot disease caused by Fusarium spp.[J].Crop protection，2010，29（10）：1111-1117.

[6] DAMBOLENA JOS？魪 S，ZUNINO MARIA P，L？魷PEZ ABEL G，et al. Essential oils composition of Ocimum basilicum L. and Ocimum gratissimum L. from Kenya and their inhibitory effects on growth and fumonisin production by Fusarium verticillioides[J].Innovative food science & emerging technologies，2010，11（2）：410-414.

[7] DRAGAN S，URSONIU S，RADA M，et al. Improvement of cardiovascular risk by functional nutrition with plant-derived bioactive ingredients[J].European journal of integrative medicine，2008，1（S1）：23.

[8] 帕麗達·阿不力孜，米仁沙，叢媛媛，等.新疆羅勒化學成分的分離鑒定[J].華西藥學雜志，2007，22（5）：489-490.

[9] 胡爾西丹·伊麻木，熱娜·卡斯木，阿吉艾克拜爾·艾薩.羅勒子揮發油成分及抗氧化活性分析[J].安徽農業科學，2012，40（2）：752-754.

[10] 宋述芹，谷 ?茂，陳飛鵬，等.固相微萃取氣質聯用分析羅勒花和葉的揮發性成分[J].質譜學報，2008，29（2）：110-114.

[11] 王忠合.粵東產羅勒葉揮發油化學成分分析[J].韓山師范學院學報，2012，33（3）：40-44.

[12] 盧汝梅，李耀華.桂產羅勒揮發油化學成分的分析[J].廣西植物，2006，26（4）：456-458.

[13] 王盈盈，時維靜，孫 ?潔，等.復凝聚法制備滁菊揮發油微囊的工藝研究[J].安徽科技學院學報，2015，29（3）：31-36.

[14] 張 ?興，陳 ?群，李山山，等.水蒸氣蒸餾法提取羅勒揮發油的工藝研究[J].安徽科技學院學報，2017，31（5）：46-50.

[15] 周鐵生，張正居，張勁松，等.昆明羅勒精油的化學成分[A].2002年中國香料香精學術研討會論文集[C].北京：中國香料香精化妝品工業協會，2002.

[16] 何道航，龐 ?義，李廣宏，等.粵產紫羅勒精油的化學成分研究[J].廣西植物，2005（1）：90-92.

[17] 袁旭江，林 ?勵，譚翠明.兩產地羅勒揮發油化學成分比較[J].中國實驗方劑學雜志，2012，18（11）：121-125.

[18] GB 5606.4-2005.卷煙 第4部分：感官技術要求[S].北京：中國標準出版社，2005.