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超临界CO_2萃取栀子花头香精油及其分析应用



全 文 :香料香精化妆品 2011年2月第1期
FLAVOUR FRAGRANCE COSMETICS February,2011,NO.1
研究报告
www.fc-journal.com
超临界CO2萃取栀子花头香精油及其分析应用
作 者
重庆市日用化学工业研究所,重庆 401123
何天平 陈岩冰 晏家瑛 万 佳……………………
作 者 简 介
何天平(1973-),男,工程师,1997年
6月毕业于现上海应用技术学院香
料香精专业,从事日化调香工作。
E-mail:995337683@qq.com
摘 要
  以栀子鲜花为原料,通过超临界CO2萃取技术得到栀子花头香精油,并用气质联用仪对栀子花头香精油进行定性和定量
分析,鉴定出49个组分,结果表明栀子花头香精油主要为清香类化合物,其中芳樟醇(46.02%)含量最高。根据分析结果并结
合对栀子鲜花的嗅觉评析配制栀子花香水香精。
关键词
超临界CO2萃取 栀子花 精油 香水香精
Analysis and Application of Gardenia Topnote Essential Oil by Supercritical CO2Extraction
HE Tianping CHEN Yanbing YAN Jiaying WAN Jia
(Chongqing Daily-used Chemical Industrial Research Institute,Chongqing 401123,China)
Abstract Gardenia topnote essential oil was extracted by supercritical CO2from gardenia flower.Chemical constituents of gar-
denia topnote essential oil were quantitatively and qualitatively analysed by GC-MS,49 compounds were identified.It showed
that components with green note are the main,and linalool(46.02%)is the highest content.According to the analysis and the
combined smel of gardenia flowers,gardenia perfume essence was created.
Key words: supercritical CO2extraction gardenia flowers essential oil perfume essence
收稿日期:2010-05-12;修回日期:2010-06-12
  栀子花,学名 Gardenia jasminoides,又名黄栀
子、玉荷花、白蟾花,茜草科栀子属植物。喜温暖湿
润和阳光充足的环境,比较耐寒,但怕积水,适宜在
疏松、肥沃和酸性的沙壤土中生长。主要分布于我
国的东部、中部及南部,越南、日本也有。栀子是一
种常绿灌木,枝丛生,主干灰,小枝绿色。叶子四季
常绿,对生或三叶轮生,有短柄,革质有光泽,倒卵
形或矩圆状倒卵形,先端渐尖,形状颇似兔耳;花腋
生,有短梗,花冠基部筒状,未开时卷曲,花冠的形
状有的像高脚杯、有的像钟、有的像漏斗;果实卵形
或圆柱形,黄色至橙红色,可入药,具有清热解毒、
凉血止血之效,还可用作黄色染料。栀子5至7月
开花,花色洁白无暇,香味浓郁,是我国著名的八大
香花之一。
虽然我国很早就有使用鲜花精油的传统,但对
栀子花精油提取的研究不是很深入,目前对栀子花
精油的提取仅局限于水蒸汽蒸馏,因该方法受高温
作用,对栀子花精油头香影响很大,得到的精油质
量较差,没有天然鲜花气息。超临界CO2萃取技术
(Supercritical CO2Fluid Extraction)是近30年来
发展起来的新型萃取和分离技术,利用压力和温度
对超临界CO2流体溶解能力的影响而进行,由萃取
和分离过程组合而成。超临界CO2萃取法相对传统
技术而言,具有提高萃取效率、节省萃取时间、无溶
剂残留、操作温度低、不破坏有效成分、不发生次生
化反应、保持产品的纯天然特色、技术绿色环保等
优点,由此提取的栀子花头香精油保留了栀子鲜花
的特征香气,可用在需要栀子花精油的所有产品
中,具有很好的开发价值。本文就超临界CO2萃取
栀子花头香精油,采用 GC-MS分析所得精油以及
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该精油在香水香精中的应用作了初步探索。
1 材料与方法
1.1超临界CO2萃取栀子花头香精油
1.1.1实验材料
栀子花:由景谷邦永开发有限公司提供,2009
年采收。
4A型分子筛:上海久宙化学品有限公司。
CO2超临界萃取装置:HA221-50-06-C型超临界
CO2萃取装置,江苏华安超临界萃取有限公司制造。
食品级CO2:纯度99.5%,重庆金鹏气体有限
公司提供。
1.1.2 实验方法
称取栀子花样品10 kg装入带有抽真空装置的
密闭容器,将密闭容器抽真空并用1 kg分子筛吸附
8 h,将实验中的分子筛装入超临界萃取装置中,萃
取压力25 MPa,萃取温度40℃,萃取时间5 h,从分
离釜出口接样,经冷冻离心分离除去水分,得栀子
花头香精油。
1.2 GC-MS分析
1.2.1 实验材料
栀子花头香精油:上述方法自制。
GC-MS:日本岛津GCMS-QP2010。
1.2.2 实验条件
气相色谱条件:Rtx-1ms 30 m×0.25 mm×
0.25μm色谱柱,采用程序升温,50℃维持2 min,
10℃/min,升至250℃,停留10 min;载气为高纯 He
(99.99%),载气流量1.0mL/min;柱前压50 kPa;汽
化室温度为250℃;进样量0.15μL;分流比50∶1。
质谱条件:EI离子源;离子源温度200℃;四极
杆温度100℃;接口温度250℃;电子能量70 eV;倍
增器电压1.8 kV;溶剂延时1 min;质量扫描范围
30~500 amu。
1.3 栀子花香水香精的调配实验
1.3.1实验材料的选取
栀子花香气多来自酯类物质。其柔甜可取自
乙酸桂酯、桂醇、香叶醇、香茅醇等;其鲜香可取自
邻氨基苯甲酸的酯类;其清甜带酸的浓果香可出自
丙位壬内酯;清香多出自乙酸二甲基苄基原酯、乙
酸苄酯、乙酸苯乙酯等。
根据天然栀子花的香气特征,选用茉莉净油、
白兰净油、树兰净油、栀子花头香精油等真花制品
来取得栀子花的天然风韵,风信子花香则是以合成
香料来比拟。栀子花的大部分主体甜鲜香气由内
酰胺晚香玉和合基来形成,并辅以丙位壬内酯及丙
位十一内酯的甜浓果香,用乙酸苯乙酯与乙酸(或
丙酸)甲基苄基原酯来突出栀子花主要特征香气。
用乙酸苄酯、二氢茉莉酮、乙酸芳樟酯、邻氨基苯甲
酸甲酯、芳樟醇、橙叶油等来补充茉莉、白兰、树兰
的香韵;以桂醇、乙酸桂酯、苯乙醛、羟基香茅醛、辛
炔羧酸甲酯、异丁香酚等来比拟风信子香气;用桂
酸苯乙酯、异丁香酚苄醚等来作为栀子花香的定
香剂。
1.3.2 实验方法
通过对栀子花香气的评析可得:栀子花属甜鲜
香韵,有清甜的果香,香气浓而微酸,似风信子而少
辛香,有大花茉莉、苦橙花、晚香玉三花的风韵,并
带有乙酸苏合香酯清甜头香。根据栀子鲜花的香
气,参照原料的选取,按比例称取样品,每次按10 g
计算,调制完成后与栀子鲜花的香气进行比较,再
修改配方,反复调配直到满意,最后确定栀子花香
水香精的配方。
2 结果与讨论
2.1 香气影响
用超临界CO2萃取的栀子花头香精油没有受到
高温影响,一些易挥发的芳香成分保留了下来,具
有鲜栀子花的特征香气。
2.2 总离子流图
栀子花头香精油的GC-MS总离子流图见图1,
化学成分分析检测结果见表1。
图1 栀子花头香精油的GC-MS总离子流图
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香料香精化妆品 2011年2月第1期
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表1 栀子花头香精油的化学成分
序号 化学成分 含量/﹪ 序号 化学成分 含量/﹪
1 乙醇 0.08  2 己烷 0.15
3  2-甲基己烷 0.15  4  2-甲基-1-丁醇 0.15
5  2-甲基丁酸甲酯 0.16  6 顺-3-己烯-1-醇 3.38
7 正己醇 1.67  8  2-甲基-1-丁醇乙酸酯 0.25
9  3-甲基-2-丁烯-1-醇乙酸酯 0.04  10  3-己烯酸甲酯 0.06
11 惕各酸乙酯 0.04  12 α-蒎烯 0.08
13 正庚醇 0.05  14  6-甲基-5-庚烯-2-酮 0.41
15  6-甲基-5-庚烯-2-醇 0.09  16 月桂烯 0.15
17 顺-3-己烯乙酸酯 2.61  18 乙酸己酯 0.85
19 邻-异丙基苯 0.08  20 苧烯 0.07
21 α-甲基-α-4-甲基-3-戊烯基环氧乙醇 0.15  22 苯甲酸甲酯 3.63
23 (Z)-丙酸-3-己烯酯 0.89  24 芳樟醇 46.02
25 惕各酸丁酯 0.04  26 顺-3-己烯基丁酸酯 2.30
27 丁酸己酯 0.87  28 (Z)-甲酸-3-己烯-1-醇酯 0.14
29 甲基丙烯酸正己酯 0.04  30 丁酸-3-己烯-1-醇酯 2.00
31  E,E-2,6-二甲基-3,5,7-辛三烯-2-醇 3.92  32 反式-对-艹孟-2-烯-7-醇 0.05
33 β-环柠檬醛 0.11  34 异丁烯酸环己酯 0.12
35 顺-3-己烯醇-2-甲基丁酸酯 3.97  36 正戊酸-(Z)-3-己烯酯 0.70
37  2-甲基丁酸己酯 1.05  38  3-甲基丁酸己酯 0.21
39 异丁酸苯甲酯 0.04  40 环丁烷酸己酯 3.67
41  3-甲基丁酸苯甲酯 0.04  42 己酸-(Z)-3-己烯酯 0.13
43 (6E)-2,5-二甲基-1,6-辛二烯 0.06  44 己酸己酯 0.05
45 环丁烷酸庚酯 0.09  46 石竹烯 0.06
47 α-愈创木酚 0.09  48 (+)-β-杜松烯 0.05
49 顺-3-己烯醇苯甲酸酯 0.08
  在栀子花头香精油中共检测出60个成分,鉴定
出的化合物有49个,并用GC面积归一化法确定其
相对百分含量,其中已鉴定成分占精油总成分的
81.09%;以香气分类来看,栀子花头香精油主要为
清香类化合物,芳樟醇(46.02%)含量最高,还含有
叶醇的多种酯类化合物;从检测出的化合物来看,
精油中惕各酸的酯类不稳定,需低温保存。另外从
GC-MS分析及评香可以得出:栀子花头香精油属清
花香型,有鲜栀子花的特征香气,留香时间不长,但
透发性良好。
2.3 香精配制
通过上述分析和多次实验,得到了栀子花香水
香精的基本组成配方,见表2。
表2 栀子花香水香精的基本组成配方
香原料名称 来源 用量/‰ 香原料名称 来源 用量/‰
芳樟醇 浙江新和成 180 薄荷脑 江苏 0.7
苯乙醇 天津香料厂 120 吐纳麝香 进口 60
桂 醇 上海华盛 24 栀子花头香精油 自制 8
乙酸苯乙酯 天津香料厂 36 二氢茉莉酮酸甲酯 芬美意 17
乙酸苄酯 天津香料厂 12 柳酸甲酯 昆山千灯百花 0.8
十八醛 上海华盛 21 苯甲酸甲酯 昆山千灯百花 0.5
十四醛 上海华盛 9 冷柠檬油 进口 5
γ-癸内酯 昆山千灯百花 7 白兰花油 广西横县瑞丰 5
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(续表2)
香原料名称 来源 用量/‰ 香原料名称 来源 用量/‰
乙酸苏合香酯 上海香料厂 12 赖百当浸膏 丹尼尔 3
兔耳草醛 进口 12 格蓬浸膏 丹尼尔 3
甲位紫罗兰酮 广州百花 8 松油醇 福建沙县 10
苯乙醛 进口 3.8 茉莉酯 上海香料厂 2
己酸烯丙酯 上海香料厂 3 橙花醇 上海香料厂 32
邻氨基苯甲酸甲酯 天津华玉 12 乙酸橙花酯 上海香料厂 16
2-甲基丁酸叶醇酯 上海香料厂 12 香叶油 昆明艾谐香料 12
乙酸叶醇酯 上海香料厂 12 柳酸叶醇酯 上海香料厂 6
甲酸叶醇酯 上海香料厂 4 丁酸叶醇酯 上海香料厂 8
异丁香酚 天津华玉 24 茉莉净油 广西横县瑞丰 2
玫瑰醚 进口 0.4  50佳乐麝香 IFF  110
二聚丙二醇 进口 171.8 晚香玉油 丹尼尔 15
  栀子花属甜鲜香韵,由果香—花香—动物香组
成,组成比例为2∶7.5∶0.5。从调香实验中可以
得到:用超临界CO2萃取的栀子花头香精油对栀子
花香水香精的香气贡献很大,少量加入即能使香气
更透发,并散发出鲜栀子花的特征气息。由此制得
的栀子花香水香精跟鲜栀子花香气比较,栀子花香
水香精有鲜栀子花的特征香气,比鲜栀子花香气稳
定、持久。
参考文献
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