青金桔精油的香氣分析及應用

盛麗

（浙江海洋大學食品與藥學學院，浙江 舟山 316022）

青金桔（Citrus microcarpa）為蕓香科（Rutaceae）金柑屬（Fortunella），寬皮柑橘（Citrus reticulateBlanco）和金桔（Fortunellaspp）的雜交品種，是熱帶及亞熱帶蕓香科常綠小喬木的果實［1-3］，主要分布于中國海南省。青金桔富含維生素C、鐵、鋅等微量元素、黃酮類化合物、類蘿卜素、芳香油和脂類等［4，5］。作為一種重要的鮮食調味品，青金桔常用于現調飲品中，也可加工成果汁飲料、果脯蜜餞［6］等產品，深受人們喜愛。青金桔中含有豐富的香精油，采用超聲波輔助有機溶劑提取法從青金桔果皮中提取精油，精油提取率為1.38%［7］。從全果或果皮中提取的青金桔油具有清新自然的典型特征香氣，在制香行業也頗受歡迎［8-10］。精油提取方法有水蒸氣蒸餾法［11］、壓榨法［12］、溶劑萃取法［13］和超臨界萃取法［14］等。其中壓榨法的操作周期長、出油率低，但所得精油品質高，可以保持植物精油原有的味道［15］。水蒸氣蒸餾法則具有成本低、出油率高、簡便無污染等優點［16］，常用于甜橙［17］、玫瑰［18］、小茴香油［19］等植物精油提取。本研究比較了水蒸氣蒸餾青金桔精油和壓榨青金桔精油的香氣區別，利用氣相色譜-質譜聯用技術分析了二者致香成分的區別，并進行了青金桔果汁的加香試驗，以期為提高青金桔利用率、拓寬青金桔相關產品市場提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

材料與試劑：青金桔，網購，產地海南；無水硫酸鈉、正己烷均為分析純，國藥集團化學試劑有限公司。

儀器與設備：水蒸氣蒸餾裝置，鄭州興華玻璃儀器廠；5 L 蒸餾燒瓶，上海爾迪儀器科技有限公司；GCMS-QP2020 氣相色譜-質譜聯用儀，島津公司；BS223S 型電子天平，賽多利斯科學儀器（北京）有限公司；HR2100 型榨汁機，飛利浦；DL-1 型實驗電爐，山東鄄城華魯電熱儀器有限公司；TDL-5-A 型離心機，上海安亭科學儀器廠。

1.2 試驗方法

1.2.1 水蒸氣蒸餾青金桔精油的制備 準確稱取切碎后的新鮮青金桔皮200 g，裝入蒸餾燒瓶中，加入約1 600 mL 去離子水，連接水蒸氣蒸餾裝置，浸泡2 h后，用電爐加熱至沸騰，再繼續加熱至收集器中的油層不再增加即停止加熱，收集上層精油，用無水硫酸鈉吸收水分后過濾，4 ℃下保存備用［20］。

1.2.2 壓榨青金桔精油制備 準確稱取切碎后的新鮮青金桔皮200 g，放入榨汁機中，收集壓榨出的油水混合物，靜置24 h 后過濾，將過濾出的油水混合液，采用高速離心機5 000 r/min 離心20 min，將油水分離，收集上層精油，用無水硫酸鈉吸收水分后過濾，4 ℃下保存備用［21］。

1.2.3 感官評定 由年齡在30～40 歲且均具有6 年以上調香經驗的10 人組成評香小組進行香氣評價［22］。將青金桔香氣分為新鮮感、果香、青香、酸香、甜香和特征香6 個香韻進行評價，評分標準見表1。

表1 青金桔感官評分標準

1.2.4 青金桔精油成分測定 提取的蒸餾青金桔精油和壓榨青金桔精油分別用正己烷稀釋1 000 倍后，吸取1.5 mL 加入分析瓶中進行GC-MS 分析［23］。

1.2.5 青金桔精油的GC/MS 分析 氣相色譜條件：進樣口溫度250 ℃；流速1.0 mL/min（恒流）；分流比40∶1；進樣量0.2 μL；程序升溫：起始溫度50 ℃，保持4 min，以4 ℃/min 升至220 ℃，以8 ℃/min 升至250 ℃保持10 min；載氣：氦氣。

質譜條件：離子源為EI，電子能量70 eV；接口溫度：250 ℃，離子源溫度230 ℃；四級桿溫度：150 ℃，掃描范圍：35～450 m/z。

1.2.6 譜圖分析 通過NIST05 標準譜庫對得到的質譜圖進行自動檢索，質譜匹配度＞90%，并與相關資料進行比對，結合保留時間對各峰進行定性分析。釆用峰面積歸一化法定量，得出各組分的相對含量。

1.2.7 青金桔精油加香評價 參考劉鑫等［17］研究方法，分別稱取0.05 g（0.05%）、0.10 g（0.10%）、0.15 g（0.15%）、0.20 g（0.20%）的蒸餾青金桔精油和壓榨青金桔精油，然后分別加入95%乙醇至1 g，混勻后，加入100 g 的青金桔果汁中，攪拌均勻，灌入玻璃瓶密封后放入恒溫水浴鍋中，95 ℃恒溫15 min。將加入1 g 95%酒精的青金桔果汁作為空白對照樣。由10 人組成的品評小組進行評價。

1.2.8 青金桔果汁加香優化試驗 按照青金桔精油的加香評價，優化青金桔果汁中精油的添加方案，并加以評價。

2 結果與分析

2.1 感官評定

蒸餾法和壓榨法得到的青金桔精油在顏色和香氣上差異較大，蒸餾法得到的青金桔精油是無色透明的油狀液體，而壓榨法得到的青金桔精油則是青色透明油狀液體。從圖1 可知，壓榨青金桔精油在新鮮感、青香和特征香上的表現明顯好于蒸餾青金桔精油。二者差異產生的原因主要是蒸餾精油長時間處在高溫狀態，熱敏性成分在高溫下發生反應，不耐溫的香味成分發生揮發。而壓榨精油是在常溫下進行的，且整個精油提取過程也較短，精油成分變化較小。

圖1 2 種青金桔精油感官評定雷達圖

2.2 青金桔精油的GC-MS 分析結果

從圖2 和圖3 中2 種青金桔精油的揮發性物質總離子流圖可以看出，使用水蒸氣蒸餾法和壓榨法提取的青金桔精油各峰出現的時間都比較接近，幾個較大的峰為α-蒎烯、β-蒎烯、檸檬烯、芳樟醇、大根香葉烯、α-松油醇、乙酸橙花酯等，這幾種化合物在2 種方式提取的精油中都有出現，且保留時間和相對含量也較接近。

圖2 水蒸氣蒸餾青金桔精油的揮發性成分總離子流

圖3 壓榨青金桔精油的揮發性成分總離子流

由表2 可知，2 種精油共鑒定出化合物53種，按照從多到少的順序排列：烯類22種，醇類14種，酯類10種，醛類5種，酮和烴各1 種。其中蒸餾青金桔精油鑒定出40種化合物，其中烯類16種，含量81.40%，是種類和含量最多的，其次是醇類13種，含量6.24%，酯類6種，含量2.85%，醛類4種，含量1.97%，酮類1種，含量0.07%。壓榨青金桔精油鑒定出47種化合物，其中烯類19種，含量78.01%，也是種類和含量最多的，其次是醇類13種，含量11.77%，酯類8種，含量5.73%，醛類5種，含量2.60%，酮類和烴類各1種，含量分別為0.14%和0.91%。2 種青金桔精油相比較，有34 種檢測出的化合物種類是相同的，其中相對含量較高和比較有代表性的化合物有α-蒎烯（3.89%，3.32%）、β-蒎烯（4.27%，1.97%）、檸檬烯（66.5%，61.36%）、芳樟醇（2.46%，2.54%）、大根香葉烯（3.05%，3.14%）、α-松油醇（0.99%，0.81%）、乙酸橙花酯（1.94%，2.34%）。蒸餾青金桔精油中的含氧化合物含量11.13%，壓榨青金桔精油中則有16.29%，總含氧化合物是壓榨精油略高于蒸餾精油，萜烯類化合物含量則相反。此外，壓榨青金桔精油中含有6 種蒸餾青金桔精油中沒有的含氧化合物，如己醇、乙酸香茅酯、乙酸香葉酯、十一醛等，芳樟醇、乙酸橙花酯含量也比蒸餾青金桔精油中的高，而柑橘類精油的含氧化合物提供了柑橘的濃郁果香味。該試驗結果也解釋了二者感官評價不一樣的原因，驗證了高溫使蒸餾精油揮發性成分發生了變化，長時間的高溫作用下，精油中的易揮發物質發生了揮發，部分化合物發生了變化。壓榨青金桔精油中的含氧化合物含量高于蒸餾青金桔精油，說明在高溫條件下，含氧化合物被分解的多于被氧化的，而萜烯類化合物在高溫密閉的條件下相對穩定，因而蒸餾青金桔精油中的萜烯類物質較多。

表2 青金桔精油GC-MS 分析結果

2.3 青金桔精油加香品評效果

通過感官評定的方法對添加不同濃度梯度的蒸餾青金桔精油和壓榨青金桔精油的果汁進行描述。由表3 可知，精油的添加對改善果汁的生澀味和蒸煮味有顯著的效果，且能明顯提高果汁的新鮮感和飽滿度，相對添加壓榨精油的果汁的觸鼻青香和特征青金桔香氣而言，蒸餾青金桔精油能使果汁具有濃郁的柔潤果香和甜香味。添加壓榨青金桔精油（6—9 號）果汁的香氣不僅青香和特征香明顯，還會有較為強烈的皮澀感，且隨著添加量增大，皮澀感越明顯，而添加蒸餾青金桔精油（2—5 號）果汁的香氣則較為柔和，也無皮澀表現，這可能與壓榨青金桔精油中的己醇、葉醇等青香原料和辛醛、壬醛、癸醛等皮香特征的香原料含量較高有關。此外，添加同比例的2 種精油，壓榨青金桔精油的香氣強度要明顯大于蒸餾青金桔精油，壓榨青金桔精油能以較小的添加量獲得較好的賦香效果。

表3 添加精油后青金桔果汁的香氣描述

2.4 青金桔果汁加香優化試驗

蒸餾青金桔精油的果香和甜香表現優秀而壓榨青金桔精油在特征感、新鮮感上有更好的效果，結合表3 評定的結果設計了青金桔果汁加香優化方案。由表4 可知，方案12 號不僅在新鮮感和果香、甜香上有明顯提高，且香氣協調自然，為最優方案。

表4 青金桔果汁加香優化結果

3 小結

1）對蒸餾青金桔精油和壓榨青金桔精油的比較表明二者在外觀和香氣上都有明顯區別，蒸餾青金桔精油是無色透明，而壓榨青金桔精油是青色透明油狀液體。壓榨青金桔精油在新鮮感、青香和特征香上的表現明顯好于蒸餾青金桔精油，蒸餾青金桔精油則更甜。

2）蒸餾青金桔精油和壓榨青金桔精油的GC-MS分析結果也表明香氣的差異原因。2 種精油共鑒定出53 種化合物，其中蒸餾青金桔精油鑒定出40 種化合物，16 種烯類、13 種醇類、6 種酯類、4 種醛類和1種酮類，含量分別為81.40%、6.24%、2.85%、1.97%和0.07%。壓榨青金桔精油鑒定出47 種化合物，19種烯類、13 種醇類、8 種酯類、5 種醛類、1 種酮類和1 種烴類，含量分別為78.01%、11.77%、5.73%、2.60%、0.14%和0.91%。2 種青金桔精油相比較，有34 種檢測出的化合物種類是相同的，其中相對含量較高和比較有代表性的化合物有α-蒎烯（3.89%，3.32%）、β-蒎烯（4.27%，1.97%）、檸檬烯（66.5%，61.36%）、芳樟醇（2.46%，2.54%）、大根香葉烯（3.05%，3.14%）、α-松油醇（0.99%，0.81%）、乙酸橙花酯（1.94%，2.34%）。

3）青金桔果汁中的加香試驗結果表明，精油的添加對改善果汁的生澀味和蒸煮味都有顯著的效果，蒸餾青金桔精油在添加量0.15%和0.20%時表現較好。壓榨青金桔精油在添加量為0.05%和0.10%時效果較好。結合二者優勢，最優方案為同時加蒸餾青金桔精油0.20%，壓榨青金桔精油0.05%。