全 文 ：2013 年 6 月
第 28 卷第 6 期
中国粮油学报
Journal of the Chinese Cereals and Oils Association
Vol． 28，No． 6
Jun. 2013
基于酶解后乙醇萃取香草兰净油的 GC － MS分析
徐 飞 初 众 谷风林 谭乐和 卢少芳 赵建平
(中国热带农业科学院香料饮料研究所 国家热带重要作物工程技术研究中心
农业部香辛饮料作物遗传资源利用重点实验室，万宁 571533)
摘 要 对不同时间酶解后乙醇萃取的香草兰净油进行成分比较，探讨酶解对萃取样品成分的影响。利
用酶解不同时间作为预处理，采用乙醇萃取香草兰净油，气相色谱 －质谱(GC /MS)联用技术进行分析，分别对
5 个酶解时间下得到的净油分析。结果表明:酶解 6 h作为预处理乙醇萃取后分离出化合物种类最多，峰面积
总量最高，其中香兰素、正十六酸、亚油酸、1，2 －苯二甲酸单(2 －乙己基)酯、16 －甲氧基 － 14 －氧化十六碳 －
15 烯酸、甲酯等 14 种化合物为共有组分，其相对含量占总含量的 50%以上。酶解不同时间预处理乙醇萃取
的香草兰净油的主要化学成分较为相似，有醛类、酯类、酸、醇、杂环化合物等，但在含量上有较大的差别。
关键词 香草兰净油 酶解时间 GC － MS
中图分类号:S377 文献标识码:A 文章编号:1003 － 0174(2013)06 － 00106 － 05
基金项目:国家科技支撑计划(2012BAD36B03)
收稿日期:2012 － 09 － 03
作者简介:徐飞，女，1982 年出生，助理研究员，硕士，热带香辛饮
料作物加工
通讯作者:赵建平，男，1965 年出生，副研究员，热带香辛饮料作
物加工
香草兰(Vanilla planifolia Andrews)是热带多年
生大型肉质藤本攀援植物，素有“食品香料之王”的
美誉，是我国重要的热带香薰作物之一［1］。原产于
南美洲的墨西哥，现广泛种植于南、北纬 20 °之间的
热带地区，种植国家涉及马达加斯加、科摩罗、留尼
汪等国，总种植面积达 3． 3 万～ 3． 5 万 hm2。世界年
总产量约 2 500 t 左右，总产值达 100 多亿元，在世
界热带农业经济、国际贸易和人类生活中具有极其
重要的作用。目前主要在海南、云南地区有加工，
其加工需要经过清洗、发酵、干燥、陈化达 4 ～ 6 月
以上才能具有浓郁的香味，豆荚经加工后的初产品
香兰荚，俗称香兰豆，含有 250 多种挥发性香气成
分。豆荚提取物为香草兰净油，具有沁人心脾的独
特香气，广泛应用于调制高级香烟、名酒、各类糕
点、化妆品等。此外，它还具有强心、补脑、健胃等
药效［2］。
香草兰净油中主要香气成分为香兰素，而目前
在国内外大部分食品、化妆品添加的为化学合成的
香兰素，化学合成的香兰素大剂量可导致头痛、恶
心、呕吐等症状，因此天然香兰素的提取能较好的解
决以上问题。传统提取香草兰净油的方法主要有:
溶剂浸提法、超临界 CO2萃取法、程序增压萃取法等。
但一般的有机溶剂浸提方法提取率较低，提取时间
较长，而超临界 CO2萃取方法与程序增压萃取法成本
较高，因此本课题通过研究在不同的时间纤维素酶
酶解作为预处理，结合溶剂萃取方法萃取香草兰净
油，对所得的香草兰净油利用 GC － MS 分析其组分
及其相对含量。为进一步制作香草兰高级调味品、
化妆品提供一定的数据参考。
1 材料与方法
1． 1 材料
香草兰由中国热带农业科学院香料饮料研究所
提供，采收成熟后的香草兰豆荚经杀青、发酵、干燥、
陈化生香后低温烘干，粉碎，过 40 目筛，得香草兰干
粉，备用。纤维素酶(Cellulase，绿色木酶，酶活力 ＞
15 u /mg) :上海伯奥生物科技有限公司。
1． 2 仪器和设备
7890AGC － 5975CMS 气质联用仪:美国 Agilent
公司;HS － 100 型自动进样器:瑞士 CTC 公司;
Z36HK 型超速冷冻离心机:德国 Hermle;IKA －
WERKE磁力搅拌器:德国 IKA公司;RV10 型旋转蒸
发仪:德国 IKA公司。
1． 3 香草兰净油提取方法
根据文献中报到的方法略作修改［3］，称取香草
兰干粉 10 g(含水率 12． 4%)置于锥形瓶中，加入 50
mL 0． 2 mol /L pH = 4． 8 醋酸 －醋酸钠缓冲溶液(其
1 000 mL醋酸 －醋酸钠缓冲液中溶解酶量 0． 5 g)。
第 28 卷第 6 期 徐 飞等 基于酶解后乙醇萃取香草兰净油的 GC － MS分析
酶解温度保持在 45 ℃，磁力搅拌下酶解，酶解一定
时间后加入一定量的乙醇，搅拌浸提过夜。所得浸
提液过滤后旋转蒸发，直到乙醇溶液不再蒸出得到
褐色浸膏，加入 70 ℃热乙醇在 － 10 ℃以下冷冻 3 h
后过滤除去油树脂，再次蒸发到无乙醇流出为止，收
集得到净油。所得净油加入 2 mL乙醇和 4 mL 正己
烷溶解后加少量无水硫酸钠除去水分，离心(6 000
r /min，15 min)。样品进行 GC － MS分析。
1． 4 香草兰净油成分的 GC － MS分析方法
GC /MS条件:进样口温度是 270 ℃;柱初始温
80 ℃，保持 2 min，以 10 ℃ /min 升温至 160 ℃，然
后以 5 ℃ /min程序升温到 270 ℃，并保持 50 min。
载气为氦气;流量 1． 2 mL /min;不分流进样，进样量
为 1μL。毛细管柱:HP － 5MS(Agilent19091S －
433)30． 0 m × 250． 0 μm × 0． 25 μm。质谱条件:离
子源为 EI源模式，电子轰击能量 70 eV，离子源温
度为 250 ℃，接口温度 280 ℃，扫描范围:40 ～ 450
amu。色谱库 NIST08。积分开始时间为 3． 5 min，
以避免溶剂峰。
2 结果与分析
2． 1 不同酶解时间香草兰净油色谱图
不同酶解时间条件下预处理后乙醇萃取香草
兰净油色谱图见图 1，由图 1 可见，6 h 酶解得到的
化合物种类较多，且在不同的酶解时间下同一保留
时间净油中主要化学成分较为相似［4］。随着时间
的延长，其化合物种类逐渐的减少，可能由于在高
温下，易挥发性的香味物质容易散失［5 － 6］，因此想
要得到较多的化学物质选择合适的酶解时间比较
关键。因为试验是利用不同时间酶解后，再用乙醇
萃取分级提纯得到净油，且植物中纤维质量分数达
14． 7%，故选用纤维素酶酶解，酶解时间的不同直
接关系到成分变化的状况。
图 1 不同酶解时间后萃取得到的香草兰净油色谱图
2． 2 同酶解时间香草兰净油 GC － MS分析
通过 GC /MS图谱扫描，利用手动积分模式对各
物质进行积分，将峰面积表示其含量，做 y 轴，用不
同酶解时间作为 x 轴，表示香草兰净油中风味物质
在不同酶解时间过程中含量变化趋势，各组样品中
各物质峰面积累加，通过各物质峰面积之和变化，可
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中国粮油学报 2013 年第 6 期
以看出香草兰净油在不同酶解过程中其组分发生不
同程度的变化，具体趋势见图 2。
图 2 不同酶解时间得到的香草兰净油峰面积变化
从图 2 中可以看出，香草兰在酶解 6 h时其峰面
积总和达到最高，之后随着时间的延长，物质含量逐
渐下降，这可能是由于纤维素酶在酶解纤维时，其新
物质产生的同时也存在一定的挥发性散失，当物质
含量达到最大时，随着时间的延长其物质散失速度
越快，因此在时间最长 9 h的情况下得到的物质峰面
积含量最少。
2． 3 不同酶解时间下各物质检出数量
不同酶解时间下的各样品，经过正己烷萃取，添
加无水硫酸钠去除所含水分，低温超速离心等工艺，
利用 GC /MS 扫描分析，在 30 ～ 450 amu 的扫描范围
下，采用自动积分模式，并用手动积分模式修正自动
积分中存在的明显错误，各样品扫描出风味物质数
量见图 3。
图 3 不同酶解时间下各物质检出比较
酶解不同时间做预处理，溶剂萃取的净油检出
化合物数量比较，发现在 6 h 时检查化合物数量最
多，即表示在酶解 6 h时香草兰净油中含量较多的风
味物质，但是随着时间的延长净油中化合物逐渐减
少，表明酶解时间越长，挥发性物质损失越多，几乎
减少一半，说明香草兰净油中易挥发香气物质较多。
因此，选择合适的酶解时间能更好的得到香味浓郁
的净油。
2． 4 不同酶解时间下峰面积比较及香兰素相对含
量
香兰素是香草兰中主要香气物质之一，从图 4
可以看出，随着酶解时间的延长，香兰素含量呈现逐
渐增加的趋势。而各时间下其峰面积总和却是在 6
h 之后呈现下降趋势，说明虽然随着酶解时间的延
长，其物质含量有所减少，但是酶解时间对香兰素影
响不大。
图 4 不同酶解时间下峰面积比较及香兰素相对含量
2． 5 不同时间酶解下主要化合物及相对含量
各净油样品经计算机检索、人工解析及与标准
谱图对照，选出其中主要的 14 种风味成分。以面积
归一化法测定其相对含量［7 － 8］，结果见表 1。
从表 1 中可以看出，不同酶解时间作为预处理，
其他条件相同萃取得到的香草兰净油在相同保留时
间下所含组分基本相同，选择了 5 种不同时间下相
对含量较多的 14 种化合物成分进行分析，得到醛
类:香兰素、环丙基甲醛，相对含量在 8 ～ 9 h 时相对
含量较高;酸类:正十六酸、亚油酸，酸类在 5 h 时相
对含量较高;酯类:正十六酸乙酯、亚油酸乙酯、1，2
－苯二甲酸单(2 －乙己基)酯、16 －甲氧基 － 14 －氧
化十六碳 － 15 烯酸甲酯、噻吩 － 2 －甲酸 － 4 甲基戊
基酯;酯类物质没有统一的酶解时间，不同的时间下
不同的物质相对含量具有一定的差别;烷烃类:十四
烷基环辛烷;烷烃类在 9 h时相对含量较高;醇类:芸
苔甾醇;醇类在 6 h 时相对含量较高;杂环类:2，4 －
二羟基吡啶;杂环类在 8 h 时相对含量较高;酮类:
2 －噻酚环丙基甲酮、2，4 －噻唑烷二酮。酮类在 6 h
时相对含量较高。利用不同酶解时间作为预处理，
其他条件相同萃取得到的香草兰净油相同保留时间
下所含组分基本相同，其中这 14 种化合物为香草兰
净油中的主要化学组分，其相对含量占总含量的
50%以上。但是不同的酶解时间下相对含量相差较
大。
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第 28 卷第 6 期 徐 飞等 基于酶解后乙醇萃取香草兰净油的 GC － MS分析
表 1 不同酶解时间下香草兰净油风味物质及相对含量比较
编
号
出峰
时间
风味物质
相对
分子质量
化学式
相对质量分数 /%
5 h 6 h 7 h 8 h 9 h
1 9． 579 香兰素 152． 00 C8H8O3 5． 551 10． 185 18． 311 22． 798 32． 078
2 16． 172 正十六酸 256． 00 C16H32O2 11． 595 3． 713 3． 834 3． 336 2． 954
3 16． 230 正十六酸乙酯 284． 00 C18H36O2 1． 910 1． 544 1． 512 1． 415 1． 606
4 17． 853 亚油酸 280． 24 C18H32O2 1． 757 1． 785 2． 814 2． 524 2． 357
5 20． 445 亚油酸乙酯 308． 50 C20H36O2 1． 221 0． 544 0． 534 0． 219 0． 134
6 21． 087 1，2 －苯二甲酸单(2 －乙己基)酯 278． 34 C16H22O4 7． 628 2． 479 0． 037 6． 456 17． 202
7 25． 058 16 －甲氧基 － 14 －氧化十六碳 － 15 烯酸甲酯 312． 23 C18H32O4 7． 489 8． 534 12． 183 12． 248 8． 088
8 25． 886 2 －噻酚环丙基甲酮 152． 21 C8H8OS 2． 689 3． 931 3． 084 2． 323 0． 573
9 26． 909 2，4 －二羟基吡啶 111． 10 C5H5NO2 2． 506 2． 745 2． 856 3． 176 2． 709
10 28． 069 2，4 －噻唑烷二酮 117． 12 C3H3NO2S 2． 994 8． 122 4． 949 4． 863 3． 028
11 29． 389 噻吩 － 2 －甲酸 － 4 甲基戊基酯 300． 00 C11H6BrFO2 S 2． 324 5． 258 3． 849 3． 855 1． 070
12 29． 796 十四烷基环辛烷 308． 59 C22H44 0． 123 2． 488 0． 127 0． 141 3． 219
13 30． 435 芸苔甾醇 400． 37 C28H48O 2． 625 2． 914 2． 330 2． 034 1． 294
14 31． 062 环丙基甲醛 179． 07 C10H10 FNO 3． 527 4． 737 5． 654 7． 235 6． 758
本试验是应用酶法冷浸出法提油工艺，主要利
用酶类对油料细胞的降解作用使细胞结构破坏而有
利于油的提取，由于酶解条件温和、温度较低，因而
不仅能耗明显低于传统方法，更主要的是油料中蛋
白质等成分性能能很好的保持，达到同时利用油脂
和蛋白质等有效成分的目的，油料不经高温处理，所
提油脂的品质明显提高，得油率也高;另外，油料中
存在脂蛋白和脂多糖，不仅阻碍油脂的提取，而且这
些复合物本身会对油分子起包埋作用，传统的热处
理难以打破这种包埋，而通过酶法能降解复合物，释
放油脂;应用酶法还能解决油脂提取常规方法中的
乳化问题，破坏其中起两性作用的物质［9］。如蛋白、
果胶、磷脂等，使得主要成分保持较好，但所需酶量
较大，必须考虑经济上切实可行，使用产量大、价格
低的酶种是以后发展的趋势。
3 结论
3． 1 采用纤维素酶酶解作为预处理，溶剂法萃取香
草兰净油，改变酶解时间，其他条件相同时，所得到
的 5 种香草兰净油进行 GC － MS分析，5 种香草兰净
油在同一保留时间下组成成分基本一致。香草兰净
油中含量最高的 14 种主要成分分别为:香兰素;正
十六酸、正十六酸乙酯、亚油酸、亚油酸乙酯、1，2 －
苯二甲酸单(2 －乙己基)酯、16 －甲氧基 － 14 －氧化
十六碳 － 15 烯酸甲酯、2 －噻酚环丙基甲酮、2，4 －二
羟基吡啶、2，4 －噻唑烷二酮、噻吩 － 2 －甲酸 － 4 甲
基戊基酯、十四烷基环辛烷、芸苔甾醇、环丙基甲醛。
3． 2 在不同酶解时间作为预处理，其他条件相同萃
取得到的香草兰净油在相同保留时间下所含组分基
本相同，其中这 14 种化合物为香草兰净油中的主要
化学组分，其相对质量分数为 50%以上。但是在不
同的酶解时间下相对含量相差较大。
3． 3 酶法具有条件温和、温度较低，不经高温处理，
所提油脂的品质较高;另外，能降解复合物、释放油
脂、解决油脂提取常规方法中的乳化问题，破坏其中起
两性作用的物质如蛋白、果胶、磷脂等，使得主要成分
保持较好，但所需酶量较大，必须考虑经济上切实可
行，使用产量大、价格低的酶种是以后发展的趋势。
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Analysis by GC － MS for Vanilla Net Oil from Ethanol
Extraction After Enzyme Hydrolysis
Xu Fei Chu Zhong Gu Fenglin Tan Lehe Lu Shaofang Zhao Jianping
(Spice and Beverage Research Institute CATAS，National Center of Important Tropical Crops Engineering
and Technology Research，Key Laboratory of Genetic Resources Vitilization of Spice and Beverage Crops
Ministry of Agriculture，Wanning 571533)
Abstract Chemical compositions are compared of vanilla net oil from ethanol extraction after different time en-
zyme hydrolysis to explore the influence of enzyme hydrolysis on the chemical composition． Use different time enzyme
hydrolysis as pretreatment，using ethanol extraction vanilla net oil，gas cheromatography /mass spectrometry(GC /MS)
technologies to analyze the net oil got under five time conditions，respectively，． The results show that:as preprocess-
ing，after 6 h enzyme hydrolysis for ，ethanol extraction，the separated out compounds were with most types and the to-
tal peak area was Highest． Among them vanillin，n － Hexadecanoic acid、linoleic acid，1，2 － Benzenedic，mono(2 －
ethylhexyl)ester，16 － Methoxy － 14 － oxohexadec － 15 － enoic acid，methyl ester etc． 14 compounds are mutual com-
ponents． The relative content for the total content was more than 50% ． In the different time enzyme hydrolysis，as pre-
treatment，major chemical composition of ethanol extraction vanilla net oil are more similar，such as aldehyde，esters，
acid，alcohol，heterocyclic and other compounds，but in the content they have bigger difference．
Key words vanilla net oil，enzyme hydrolysis，time，
檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪
GC － MS
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and interfering substances were studied in the research． Under the optimum conditions，the linear range of benzoyl
peroxide concentration was 0． 1 ～ 15 mg /L，with a correlation coefficient (R2)of 0． 999 4 and a lower detection limit
of 0． 025 mg /L． The apparent molar adsorptivity of the coordination complex was 2． 136 5 × 104 L·mol － 1·cm －1 ．
The recovery was at the range of 97． 2% to 104． 4% by this method to detect commercial flour samples．
Key words benzoyl peroxide，wheat flour，spectrophotometric detection
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