全 文 :研究报告香料香精化妆品
FLAVOUR FRAGRANCE COSMETICS
2 0 1 6年6月第3期
June 2016,No.3
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水蒸气蒸馏法和同时蒸馏萃取法制备新疆产罗马洋甘菊油
及成分比较 *
1.江南大学食品学院,江苏无锡 214122;2.安徽中烟工业有限责
任公司,安徽合肥 230088
………………………………… 朱栋梁1 张晓宇2 刘 非2
徐 峻2 牛 勇2 姚卫蓉1#
作 者 简 介
朱栋梁(1988—),男,硕士,主要从事
食品营养及安全研究。
#通信作者: 姚卫蓉(1970—),女,博
士生导师,主要从事食品安全与质量
控制领域的教学与研究工作。
联系电话:13951574700
E - mail:947535270@qq.com
采用水蒸气蒸馏法和同时蒸馏萃取法提取了新疆产罗马洋甘菊挥发油,通过 GC - MS 方法分析了两种油的主要
化学成分,并比较它们的差别。两种油中均含有大量的萜烯类、醇类、酮类、酸类和酯类化合物。特别是其中的酯类
化合物,使得油拥有突出的花香和果香香韵。两种方法相比,同时蒸馏萃取法的得油率相对较高,对于小分子单萜、
水溶性较好的化合物有更高的提取效率,而化学成分上的差别造成不同方法制备的油在香韵上的差异。
罗马洋甘菊 同时蒸馏萃取 水蒸气蒸馏 挥发油
Extraction and Components Comparison of Oils from Chamaemelum Nobilis L. in Xinjiang by Steam
Distillation and Simultaneous Distillation Extraction Methods*
ZHU Dong - liang1 ZHANG Xiao - yu2 LIU Fei2 XU Jun2 NIU Yong2 YAO Wei - rong1#
(1. School of Food Science and Technology, Jiangnan University, Wuxi 214122, Jiangsu, China; 2.Technology
Center of China Tobacco Anhui Industrial Co., Ltd., Hefei 230088, Anhui, China)
Abstract:Volatile oils of Chamaemelum Nobilis L. in Xinjiang were obtained by means of steam distillation (SD) and
simultaneous distillation extraction (SDE). Their main chemical components were determined by GC - MS and compared
respectively in this study. The results indicated that they all contained plenty of terpenes, alcohols, ketones, acids and esters.
Among these components, especially the esters made the oils exhibiting floral and fruity notes. The yield of oil by SDE was
higher than that by SD, and SDE had a better extraction efficiency on monoterpenes and water - soluble compounds. The
differences of chemical components were resulted from extraction technologies which, in turn, brought about different aroma
styles of oils.
Key word:Chamaemelum Nobilis L. simultaneous distillation extraction(SDE) stem distillation(SD) volatile oil
*基金项目:中国烟草总公司基金资助项目(110201201014)
收稿日期:2015 - 10 - 21; 修回日期:2015 - 12 - 02
罗马洋甘菊属于菊科春黄菊属,为分支多年生
草本植物,高约 0.3 m,花序约为 2.5 cm[1]。其最初
产于地中海地区,后逐渐移栽至英国、美国、阿根
廷等国家,目前在中国新疆伊犁、和田等地也有较
大的种植量。洋甘菊中富含精油、黄酮等抗氧化成
分,在国内外医学方面应用和研究较多 [2-3]。此外
针对洋甘菊精油的成分分析以及在香精香料、化妆
品和烟草等领域的应用也有报道 [4-5]。李斌等采用
研究报告 香料香精化妆品 2016年6月
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GC - MS 手段研究了水蒸气蒸馏法制备的洋甘菊精
油的主要化学成分 [6]。然而需要注意的是,国内很
多研究针对的是母菊属洋甘菊,而针对国产的罗马
洋甘菊精油的研究还相对较少 [7-8]。本文使用水蒸
气蒸馏和同时蒸馏萃取等不同方法制备新疆产罗
马洋甘菊油 [9-10],并研究这些油的主要化学成分,
为拓展国产洋甘菊在香精香料领域的应用提供理
论支持。
1 材料与方法
1.1 原料、试剂与仪器
1.1.1 原料
罗马洋甘菊,采购自新疆伊犁地区,经鉴定为
菊科春黄菊属植物花朵。
1.1.2 试剂
二氯甲烷为色谱纯,乙酸苯乙酯为分析纯,用
作气相色谱内标,均购自 Aldrich。氯化钠和无水
硫酸钠为分析纯,购自中国国药集团。
1.1.3 仪器
气相色谱 - 质谱联用仪,美国安捷伦 7890GC -
5975MS,配有 Nist2008 谱库和 MSDchem 化学工作
站;AL204 - 1C 型电子分析天平(感量:0.0001 g,
瑞士 Mettler Toledo 公司);微量进样器(10、25 和
100 μL,上海光正医疗仪器有限公司);水蒸气蒸
馏装置和同时蒸馏萃取装置(安徽省天长玻璃仪器
厂);电热恒温水浴锅和调温电热套(金坛市晶玻
实验仪器厂)。
1.2 试验方法
1.2.1 精油的制备
洋甘菊在鼓风式干燥箱中干燥 6 h,温度为
40 ℃,放置在干燥器中供试验使用。
将干燥后的 100 g 洋甘菊样品加入到圆底烧
瓶中,用 1 000 mL 1 mol/L 的氯化钠水溶液浸泡
3 h 后,接入水蒸气蒸馏装置,在 120 ℃油浴下蒸
馏 3 h,油水分离得到油相物质,再使用 100 mL
二氯甲烷萃取蒸馏出的水相,合并有机相,加入
无水硫酸钠干燥,得到样品 A。取出 10 mL 溶
液,加入 100 μL(1.2 mg/mL)乙酸苯乙酯为内
标,旋转蒸发浓缩至 2 mL,经 0.22 μm 有机滤膜
过滤后,进行 GC - MS 分析。
将干燥后的 100 g 洋甘菊样品加入到圆底烧
瓶中,用 1 000 mL 1 mol/L 的氯化钠水溶液浸泡
3 h 后,接入到同时蒸馏萃取装置的一端,加热至
水相沸腾,另一端接入装有 100 mL 二氯甲烷的圆
底烧瓶,并加热至溶剂沸腾,进行同时蒸馏萃取
操作 3 h 后,结束加热。取出二氯甲烷溶液,加入
无水硫酸钠干燥,得到样品 B。取出 10 mL 溶液,
添加 100 μL(1.2 mg/mL)乙酸苯乙酯为内标,
将溶液旋转蒸发浓缩至 2 mL,经 0.22 μm 有机滤
膜过滤后,进行 GC - MS 分析。
1.2.2 GC - MS分析条件
色谱柱:HP - 5MS (30 m × 0.25 µm× 0.25 µm)
毛细管柱;进样口温度:250 ℃;载气为氦气,流速:
1 mL/min;进样量:1 μL;分流比:10∶1;升温程
序:初始温度 60 ℃,保持 5 min,然后以 5 ℃/min 升
到 280 ℃,保持 10 min;传输线温度:280 ℃;离子
源温度:230 ℃;四极杆温度:150 ℃;电离能:
70 eV;扫描方式:SCAN 模式;扫描质量数范围:
43 ~ 650 u;溶剂延迟:4 min。
采用 NIST 谱库检索定性,匹配度≥ 85% 的
认为是可信的。采用峰面积归一化法并结合内标
物质进行相对定量分析。
2 结果与讨论
2.1 洋甘菊油的制备
不同方法制备的洋甘菊油 A 和 B 的得油率等
结果如表 1 所列。水蒸气蒸馏制备的得油率较低,
约为 0.19%,而同时蒸馏萃取制备的得油率相对较
高,约为 0.31%。从颜色来看,样品 A 和样品 B 均
为蓝色透明澄清液体,样品 B 颜色较深。从香气
来看,两种油均表现为花香、果香和甜香,其中样
品 A 甜香更足,并带有一定酸味,而样品 B 甜香
相对稍弱,带有干草香,稍带有辛香气息。两个样
品主香韵相似,而香气表现有所差别。
表 1 不同方法制备的洋甘菊油得油率和物理性质
样品名 提取方法 得油率 /% 物理性状 香气表现
样品 A 水蒸气蒸馏法 0.19 淡蓝色油状物 花香,甜香,果香,酸味
样品 B 同时蒸馏萃取法 0.31 蓝色油状物 花香,果香,干草香,带有辛香气息
2.2洋甘菊精油成分分析
对两种制备方法得到的挥发油进行 GC - MS
分析,图 1 为两个样品的总离子流谱图。比较谱图
可得,它们主要物质峰较为相似,在部分小峰和峰
研究报告
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面积比上有所差别。从样品 B 的谱图可得,保留
时间在 5 ~ 10 min 之间的化合物与样品 A 相比更
为复杂,而保留时间在 15 min 左右的物质峰面积
占比相对更高。
保留时间 t/min 保留时间 t/min
丰
度
(
×
10
8 )
丰
度
(
×
10
8 )
(a) 样品 A (b) 样品 B
将得到的谱图对比 NIST98 谱库进行检索,鉴定
它们的主要化学成分,并与乙酸苯乙酯内标物质峰
面积进行对比,计算各物质的相对质量比,结果如表
2 所示。样品 A 中共检测出 51 种化学成分,而样品
B 中检测出 69 种化学成分。在样品 A 中,含量最高
的化学成分为 3 - 甲基 - 2 - 丁烯酸 2 - 丙烯酯,其次
为 2 - 甲基 - 2 - 丁烯酸 2 - 羟基 - 2 - 甲基 - 3 - 丁烯酯
和松香芹酮等。样品 B 中含量最高的成分为 3 - 甲
基 - 2 - 丁烯酸 2- 丙烯酯,其次为 α - 蒎烯和 2 - 丁烯
酸 3 - 甲基丁酯等。从化合物的种类来看,样品 A 中
含有酯类化合物 25 种、萜烯类和萜烯类环氧化合物
4 种、醇类化合物 6 种、酮类化合物 6 种、酸类化合
物 5 种和烷烃类化合物 4 种。样品 B 中含有酯类化
合物 33 种、醇类化合物 11 种、酸类化合物 5 种、酮
类化合物 5 种、烷烃类化合物 5 种等。由此可见,罗
马洋甘菊油中含有大量的酯类化合物和醇类化合物,
从而构成了其花香和果香香气特征。样品 B 与样品
A 相比,在保留时间较短的区域内,样品 B 中含有
更多的蒎烯、莰烯等单萜类化合物,以及小分子酯类
图 1 不同方法制备的洋甘菊精油 GC - MS总离子流谱图
化合物等。这是因为水蒸气蒸馏法所得精油在制备
过程中存在长时间加热过程,令小分子酯类和小分
子萜烯的挥发和氧化,从而造成样品 A 中这些成分
减少。此外样品 A 中的甲酸酯类化合物、乙酸酯类
化合物相对含量较低或者未检测到,香芹醇和芳樟
醇等化合物含量也相对较低,这可能是因为这些醇
类和甲酸、乙酸酯类化合物亲水性较好,当含量较
低时,水蒸气蒸馏出来后,难以与水相完全分离开,
更多地溶解在水中,而不是精油中,造成水蒸气蒸
馏难以有效富集这些化学成分。而同时蒸馏萃取法
制备过程中,有机溶剂直接萃取水相,亲水性较强
的成分由于在二氯甲烷中溶解性更好,因此被有机
溶剂萃取出来。从化合物的香气来看,酯类化合物
带有花香、果香,醇类化合物带有甜香和花香,萜烯
类化合物带有清香和甜香,共同组成了洋甘菊油的
香气风格。样品 B 中含有较多的单萜类化合物,因
此造成香气中带有干草香韵,此外样品 B 中松香芹
醇、松香芹酮、香芹醇等化合物含量更高,使得其带
有一定程度的辛香香韵。
表 2 不同方法制备的洋甘菊油化学成分比较
序号 化合物 保留时间 /min
相对质量比 /(μg·g-1)
水蒸气蒸馏 同时蒸馏萃取
1 甲酸异戊酯 4.54 — 6.09
2 乙酸 2 - 甲基丁酯 4.60 — 7.03
3 异丁酸异丁酯 5.65 18.08 91.95
4 乙酸 3 - 甲基 - 2 - 丁烯酯 5.94 25.77 55.41
第3期 朱栋梁,等:水蒸气蒸馏法和同时蒸馏萃取法制备新疆产罗马洋甘菊油及成分比较
研究报告 香料香精化妆品 2016年6月
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序号 化合物 保留时间 /min
相对质量比 /(μg·g-1)
水蒸气蒸馏 同时蒸馏萃取
5 α - 蒎烯 6.22 10.13 230.20
6 甲基丙烯酸异丁酯 6.46 14.25 60.05
7 莰烯 6.72 11.30 31.25
8 1,1,2,3 - 四甲基环己烷 7.03 — 51.75
9 乙酸四氢糠酯 7.45 4.25 —
10 β - 蒎烯 7.64 — 29.27
11 乙酸己酯 7.90 — 7.75
12 异戊酸异丙酯 8.31 8.97 26.64
13 2 - 甲基丁酸异丁酯 8.59 5.74 26.81
14 3 - 甲基丁酸异丁酯 8.70 — 5.03
15 异丁酸异戊酯 8.92 4.77 13.34
16 异丁酸 2 - 甲基丁酯 9.07 21.68 84.47
17 3, 5 - 二甲基庚 - 4 - 酮 9.15 5.01 17.38
18 邻异丙基甲苯 9.30 — 3.34
19 芳樟醇 9.42 — 4.41
20 2 - 甲基丙烯酸戊酯 9.88 7.00 —
21 环丙烷甲酸 3 - 甲基丁酯 9.98 16.25 78.94
22 2 - 丁烯酸 3 - 甲基丁酯 10.36 24.63 229.72
23 乙酸异戊 2 - 烯酯 10.55 — 75.46
24 3 - 甲基 - 2 - 丁烯酸 2 - 丙烯酯 10.93 118.54 242.99
25 丙酸己酯 11.06 — 3.80
26 3,7 - 二甲基 - 2,6 - 辛二烯 - 1 - 醇 11.48 15.71 50.23
27 3 - 甲基 - 2 - 丁烯酸丁酯 11.58 82.11 10.32
28 2 - 甲基 - 2 - 丁烯酸异丁酯 11.64 — 2.59
29 2 - 甲基丁酸异戊酯 11.87 18.06 4.79
30 2 - 甲基丁酸 2 - 甲基丁酯 12.00 5.41 25.31
31 丁酸 2 - 甲基戊酯 12.18 — 40.84
32 2 - 甲基丙酸己酯 12.41 9.61 34.22
33 龙脑烯醛 12.70 4.58 12.83
34 3 - 特丁基 - 环戊酮 13.06 29.36 —
35 L - 松香芹醇 13.20 73.69 172.76
36 2 - 甲基 - 2 - 丙烯酸己酯 13.38 21.46 65.23
37 3 - 甲基 - 2 - 丁烯酸戊酯 13.52 41.84 116.17
38 3 - 甲基 - 2 - 丁烯酸 3 - 甲基丁酯 13.70 81.28 224.70
39 松香芹酮 13.93 88.13 146.83
40 右旋龙脑 14.04 5.88 11.43
41 松莰酮 14.25 2.56 3.76
(续表 2)
研究报告
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序号 化合物 保留时间 /min
相对质量比 /(μg·g-1)
水蒸气蒸馏 同时蒸馏萃取
42 3 - 羟基 - 2 - 亚甲基 - 丁酸丁酯 14.52 4.35 6.82
43 3 - 甲基 - 2 - 丁烯酸庚酯 14.66 — 3.13
44 3,3 - 二甲基双环 [2,2,1] 庚 - 2 - 酸 14.94 65.51 154.26
45 桃金娘烯醇 15.04 16.37 21.92
46 特戊酸异己酯 15.15 6.89 39.09
47 己酸 2 - 甲基丁酯 15.34 — 5.44
48 香芹醇 15.68 — 6.92
49 3 - 蒈烯 15.92 8.69 3.33
50 龙脑酸 16.12 3.52 12.75
51 2 - 甲基 - 2 - 丁烯酸 2 - 羟基 - 2 - 甲基 - 3 - 丁烯酯 16.55 92.15 137.20
52 3 - 甲基 - 2 - 丁烯酸 4 - 甲基戊酯 16.69 79.33 222.80
53 2,3 - 蒎烷二醇 17.27 3.08 11.93
54 3 - 羟基 - 2 - 亚甲基 - 丁酸异戊酯 17.51 4.04 9.88
55 异松香芹醇 17.92 — 2.62
56 3 - 甲基 - 2 - 丁烯酸 4 - 甲基戊酯 19.04 15.46 59.80
57 癸酸 20.22 25.14 35.94
58 荜澄茄油烯 22.66 — 10.07
59 斯巴醇 25.04 — 2.25
60 蓝桉醇 25.67 5.53 8.12
61 环氧石竹烯 25.83 1.76 2.13
62 环氧香树烯 26.61 — 1.65
63 环氧喇叭烯 27.51 — 3.45
64 5 - 羟基 - 11 - 桉叶烷烯 - 1 - 酮 29.49 4.27 13.57
65 叶绿醇 30.55 — 2.20
66 植酮 30.70 6.34 6.05
67 十六酸 33.27 7.51 10.11
68 亚油酸 36.48 3.28 6.76
69 二十一烷 38.98 11.59 12.80
70 二十三烷 41.60 21.56 4.65
71 二十五烷 42.19 6.40 36.41
72 二十七烷 47.38 10.05 23.31
(续表 2)
3 结论
采用水蒸气蒸馏法和同时蒸馏萃取法制备了
两种新疆产罗马洋甘菊油,并使用 GC - MS 分析
了两种油的主要化学成分。水蒸气蒸馏法制备的
精油,其得油率相对较低,香气表现为花香、果香
和甜香。其主要成分为 3 - 甲基 - 2 - 丁烯酸 2 - 丙
烯酯、3 - 甲基 - 2 - 丁烯酸丁酯等酯类化合物,松
香芹酮等酮类化合物,以及松香芹醇等醇类化合
物等。而同时蒸馏萃取法制备的油,提取效率相
对较高,其香气表现为花香、果香和较弱的甜香和
干草香气,主要成分为 3 - 甲基 - 2 - 丁烯酸 2 - 丙烯
第3期 朱栋梁,等:水蒸气蒸馏法和同时蒸馏萃取法制备新疆产罗马洋甘菊油及成分比较
(下转第 43 页)
研究报告
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类别 产品名称 生产厂家 取样量 /g
结果 /
(mg· kg-1)
平均结果 /
(mg· kg-1)
原子荧光数据 /
(mg· kg-1)
护肤水
肌研美白化妆水滋
润型
曼秀雷敦(中国)药业有限
公司
0.1000 < 0.001
< 0.001 < 0.002
0.1000 < 0.001
百雀羚净白莹润柔
肤水
上海百雀羚日用化学有限公
司第二分公司
0.1000 < 0.001
< 0.001 < 0.002
0.1000 < 0.001
燕窝沁白臻颜柔
肤水
深圳绵俪日用化工有限公司
0.1000 < 0.001
< 0.001 < 0.002
0.1000 < 0.001
粉类
贝亲婴儿爽身粉
北京市东彩日用化学品有限
公司
0.1021 < 0.001
< 0.001 < 0.002
0.1031 < 0.001
兰瑟晶彩天使眼影
广州市莲娜姬化妆品有限
公司
0.1029 0.0046
0.004 0.003
0.1058 0.0043
巧迪尚惠 3D 炫彩
眼影
广州市巧迪精细化工有限
公司
0.1035 0.0052
0.005 0.004
0.1031 0.0052
(续表 10)
从表 10 中数据可以发现,此方法测定的结果
与原子荧光法测定的结果基本一致。
3 结论
采用 DMA - 80 直接测汞仪可测定各种基质化
妆品中汞的含量,不需要前处理,测定结果快速准
确,检出限低,回收率、线性、重复性均良好,可以
满足我国法规对化妆品检测的要求。
参考文献
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第3期 郭春梅,等:直接测汞仪法测定化妆品中汞的研究
(上接第 29 页)
酯等酯类化合物,α - 蒎烯等萜烯类化合物,松香
芹醇等醇类化合物和松香芹酮等酮类化合物。同
时蒸馏萃取法制备过程中,油成分与水蒸气共沸逸
出后,直接被有机溶剂萃取,保留在有机相中不断
富集。因此同时蒸馏萃取制备的精油中小分子易
挥发化合物如单萜等、水溶性较好的化合物如醇类
等,含量相对较高,从而使得同时蒸馏萃取法制备
精油得油率相对较高。在制备罗马洋甘菊油时,由
于同时蒸馏萃取法得到的油中含有更多的单萜、香
芹醇、松香芹醇等化合物,使得两种方法制备的油
在香气上有一定差别。
参考文献
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