全 文 ：吴 恒，陆廷伟，殷沛沛，等． 柠檬草精油精密精馏及其在卷烟加香中的应用［J］． 江苏农业科学，2015，43(11) :372 － 375．
doi:10． 15889 / j． issn． 1002 － 1302． 2015． 11． 117
柠檬草精油精密精馏及其在卷烟加香中的应用
吴 恒1，陆廷伟1，殷沛沛2，吴雨松1，杜 超1，杨培香1，阴耕云1
(1．云南中烟新材料科技有限公司，云南昆明 650106;2．云南中烟工业有限责任公司技术中心，云南昆明 650106)
摘要:为了更好地分离富集柠檬草精油香味成分，采用精密精馏技术对柠檬草精油精细分离和富集，并对馏分进
行 GC /MS分析和卷烟加香评价。GC /MS结果显示，在不同温度段柠檬草精油的香味成分得到分离和富集，特别是
80 ～ 95 ℃的馏分中月桂烯相对含量高达 70． 23%，甲基庚烯酮的含量为 15． 79%;80 ～ 95 ℃的馏分中芳樟醇和甲基庚
烯酮的相对含量分别接近原油的 4 倍和 3 倍;蒸余物中柠檬醛相对含量高达 93． 36%。卷烟加香结果显示，原柠檬草
精油虽然能很好地提升香气质和香气量，但协调性较差。精密精馏处理后，80 ～ 95 ℃馏分富集了一些具有青香、果香
和甜香的成分，增加了香气的丰富性;110 ～ 115 ℃的馏分在提升香气质和香气量的同时还协调烟香。精密精馏处理
对柠檬草精油的香气风格改善和品质提升都有明显的效果。
关键词:柠檬草;挥发油;精密精馏;气质联用;卷烟加香
中图分类号:R284． 2;TS452 + ． 1 文献标志码:A 文章编号:1002 － 1302(2015)11 － 0372 － 03
收稿日期:2014 － 11 － 27
基金项目:云南中烟工业有限责任公司项目(编号:2014FL01)。
作者简介:吴 恒(1987—) ，男，云南曲靖人，硕士，助理研究员，主要
从事天然香料研究及开发工作。E － mail:yunnan200 － 2 @
163． com。
通信作者:阴耕云，硕士，高级工程师，主要从事烟草香精香料研究工
作。E － mail:gyyin163@ 163． com。
柠檬草(Cymbopogon citratus)学名香茅，别称柠檬香茅，
为禾本科香茅属多年生草本植物。我国柠檬草资源十分丰
富，主要分布于福建、广西、四川、贵州、云南等省区，一年可收
割 3 ～ 4 次，具有浓郁的柠檬香味［1］。柠檬草茎叶作药用具有
镇静、促进睡眠、抗焦虑、抗痉挛和助消化等功效，亦可作为调
味香料或通过水蒸气蒸馏法、索氏提取法和超临界 CO2 流体
萃取法提取精油。柠檬草精油以其香甜浓郁的柠檬香味而广
泛用于食品、化妆品和烟草工业中，同时还可以合成紫罗兰
酮、甲基紫罗兰酮等［2 － 3］。已有学者对海南产柠檬草及云南
产柠檬草挥发油化学成分进行过分析研究，其主要成分为柠
檬醛、月桂烯、甲基庚烯酮和芳樟醇等［4 － 5］，这些成分都是烟
用香精的重要香原料。然而传统方法提取的柠檬草精油在改
善和修饰卷烟烟气的同时也存在与自然烟香协调较差的缺
陷，在一定程度上影响了柠檬草精油在卷烟加香中的应用。
为开发利用这一特色香料植物资源为中式卷烟服务，对柠檬
草精油中重要的香味成分分离富集，提高其在卷烟加香中的
适用性，具有重要的理论和实际意义。
精密精馏是指通过精馏分离沸点相近液体混合物的方
法，应用精密精馏法提高产品质量，是其他许多提纯方法不可
取代的最为经济的重要手段，目前精密精馏在石油化工业中
应用较多，主要用于一些有机化合物的分离提纯［6 － 8］，而在香
精香料行业中应用的相关报道几乎没有。本研究以云南德宏
产柠檬草精油为原料，采用精密精馏技术对精油中的一些香
味成分进行分段富集，富集后的产物用 GC /MS技术进行分析
和卷烟加香评价，以期为通过精密精馏技术处理柠檬草精油
提升其在卷烟中的适用性和柠檬草的充分开发利用提供理论
依据。
1 材料与方法
1． 1 试验材料
仪器:实验精密精馏装置(常顺精细化学品有限公司科
技研究所) ;CMB － 120 实验室烟管填充机(TABAKTECH-
NIK) ;香精香料注射机(TABAKTECHNIK) ;KBF 恒温恒湿箱
(德国 Binder公司) ;GC /MS气质联用仪(美国 Waters公司)。
试剂:所用有机试剂都为分析纯，水为纯净水。
样品:柠檬草精油 500． 00 g，由前期通过水蒸气蒸馏法提
取云南德宏基地柠檬草所得。
1． 2 样品处理
精密精馏柠檬草精油的工艺如图 1 所示。精密精馏设备
压力固定为 0． 08 MPa，温度为 80 ～ 95 ℃的条件下，首先蒸馏
出一批低沸点的组分;再将蒸余物进行第 2 级精密精馏，在温
度 110 ℃条件下获得 95 ～ 110 ℃温度段的组分;将蒸余物进
行第 3 级精密精馏，在温度 115 ℃的条件下获得 110 ～ 115 ℃
温度段的组分及蒸余物。各个温度段的馏分用无水乙醇稀释
100 倍后待用。
1． 3 仪器工作条件
气相色谱条件:DB － 35MS 色谱柱(30 m × 0． 25 mm ×
0． 25 μm) ，进样口温度为 250 ℃，载气为高纯 He 气，流速为
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1． 0 mL /min;进样量为 0． 5 μL，分流比为 20 ∶ 1。升温程序:
起始柱温 50 ℃，保持 5 min;再以 10 ℃ /min 的速率升至
280 ℃，保持 2 min，共 30 min。
质谱条件:传输线温度为 250 ℃;离子源温度为 250 ℃;
电离方式为 EI +，电子能量为 70 eV，质量扫描范围为 40 ～
400 u，延迟 2． 5 min采集数据。
1． 4 卷烟加香试验
用云烟品牌的云烟(紫)叶组进行卷烟加香评价试验，首
先用 CMB －120 实验室烟管填充机按每支(0． 8 ± 0． 02)g 空
白烟丝的标准填充成空白烟支，于温度(22 ± 1)℃、湿度
(60 ± 2)% 的环境中平衡 48 h;然后将柠檬草原油和不同温
度段的馏分用 5 mL 无水乙醇稀释后分别按烟丝质量 0． 1%、
0． 01%、0． 001%的添加量通过香精香料注射机注射于空白卷
烟中，注射后，于温度(22 ± 1)℃、湿度(60 ± 2)%环境下平
衡 48 h后，以未添加的空白卷烟作对照，组织专家对以上样
品进行感官评吸。
2 结果与分析
2． 1 柠檬草精油精密精馏结果
柠檬草精油经过精密精馏处理后各馏分香气风格差异较
大:柠檬草原油香气风格以浓郁的柠檬香为主;得 80 ～ 95℃
温度段馏分 95． 5 g，香气风格以青香、果香和甜香为主;得
95 ～ 110 ℃温度段馏分 157． 8 g，香气风格与原油相似，但略
带青香和花香;得 110 ～ 115 ℃温度段馏分 100． 6 g 和 115 ℃
蒸余物 120． 5 g，二者都以强烈的柠檬香为主，略刺鼻。
2． 2 成分分析
在“1． 3”节条件进样分析，获得不同精馏温度段下柠檬
草精油挥发性成分的总离子流色谱图(图 2)。通过 MassLynx
V4． 1 化学工作站数据处理系统，在 NIST 2008、WILEY 谱图
库中检索，并结合相关文献确定其中的化学成分(表 1) ;定量
分析按峰面积归一化法求得各化合物在挥发性成分中的相对
百分含量。
从图 2 和表 1 可以看出，经过精密精馏处理后的馏分与
原油相比，无论在组成成分还是成分的含量上都存在较大差
异。这些馏分的香气风格特征差异与其组成和成分差异有着
密切的联系。组分和含量的差异导致富集得到的组分香气风
格差异也较大。柠檬草原油中共分离检测到柠檬醛、月桂烯、
甲基庚烯酮、β －罗勒烯和马鞭烯醇等，共 12 个成分，其中很
多成分都具有独特的香气特征(表 2) ，柠檬草原油中含量最
高的为柠檬醛(69． 62%) ，柠檬醛是由(E)－柠檬醛和(Z)－
柠檬醛组成的混合物，其次为月桂烯(12． 37%) ，因此其香气
风格以浓郁的柠檬香为主。80 ～ 95 ℃温度段馏分与对照相
比无论在组成成分还是成分的含量上都有很大差异，其由月
桂烯(70． 23%)、甲基庚烯酮(15． 79%)、桉树脑(7． 07%)、
β －罗勒烯(4． 15%)和芳樟醇(1． 15%)共 5 个成分构成;因
此，此温度段馏分的香气风格以青香、果香和甜香为主。95 ～
110 ℃温度段的馏分成分与对照相比在成分种类上没有差
异，但是其中组分的含量存在较大差异。此温度段馏分的主
要成分为柠檬醛(67． 03%) ，其次为芳樟醇(9． 63%)和甲基
庚烯酮(6． 14%) ，这 2 个成分的相对含量分别接近原油的 4
倍和 3 倍;此温度段的馏分香气风格与对照相似，但略带青香
和花香。110 ～ 115 ℃温度段和 115 ℃蒸余物 2 个温度段馏
分的成分组成基本一样，其主要成分都是柠檬醛，相对含量分
别为 84． 20%和 93． 36%;它们的香气风格都以强烈的柠檬香
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表 1 不同温度段馏分挥发性成分
序号
保留时间
(min) 名称 分子式 分子量
不同温度段馏分挥发性成分相对含量(%)
原油 80 ～ 95 ℃ 95 ～ 110℃ 110 ～ 115℃ 115℃蒸余物
1 9． 44 myrcene 月桂烯 C10H16 136 12． 37 70． 23 1． 23 — —
2 10． 53 6 － methyl － 5 － hepten － 2 － one 甲基庚烯酮 C8H14O 126 2． 31 15． 79 6． 14 — —
3 10． 61 β － ocimene β －罗勒烯 C10H16 136 1． 91 4． 15 1． 21 — —
4 10． 8 eucalyptol 桉树脑 C10H18O 154 1． 46 7． 07 0． 93 0． 17 —
5 12． 16 linalool 芳樟醇 C10H18O 154 2． 25 1． 15 9． 63 2． 48 0． 28
6 13． 35 3，7 － dimethyl － 6 － octenal 香茅醛 C10H18O 154 0． 62 — 2． 11 1． 00 0． 32
7 13． 65 c － verbenol c －马鞭烯醇 C10H16O 152 1． 23 — 3． 78 1． 81 0． 45
8 13． 97 t － verbenol t －马鞭烯醇 C10H16O 152 2． 05 — 4． 64 4． 46 0． 99
9 14． 97 geraniol 香叶醇 C10H18O 154 2． 21 — 1． 33 1． 70 1． 76
10 15． 16 (E)－ citral (E)－柠檬醛 C10H16O 152 30． 36 — 39． 69 41． 12 37． 03
11 15． 64 (Z)－ citral (Z)－柠檬醛 C10H16O 152 39． 26 — 27． 34 43． 08 56． 33
12 16． 72 nerol acetate 乙酸橙花酯 C12H20O2 196 0． 99 — 0． 14 0． 40 1． 49
总量 97． 02 98． 39 98． 17 96． 22 98． 65
注:“—”表示未检测到的成分。
为主，略刺鼻。
2． 3 卷烟加香感官评吸结果
按“1． 4”节的方法制备卷烟样品，然后由专业评吸人员
进行评吸，结果见表 3。从表 3 可以看出，柠檬草精油在精密
精馏处理前虽然对香气质和香气量方面有一定的积极作用，
但在协调性方面存在较大缺陷，这也是柠檬草精油直接应用
于卷烟加香的重要难题。然而，精密精馏处理后，80 ～ 95 ℃
和 110 ～ 115 ℃的馏分的卷烟加香效果要明显好于原油;80 ～
95 ℃馏分在卷烟中的加香效果主要体现在香气的丰富性和
余味上;110 ～ 115 ℃的馏分在卷烟中的加香效果与原油相比
与自然烟香更协调了。110 ～ 115 ℃馏分和115 ℃蒸余物在
表 2 柠檬草精油致香成分香味特征
化学成分 香味特征
柠檬醛 强烈的柠檬样香气
月桂烯 清淡的香脂气味
甲基庚烯酮 强烈的油脂青香，柑橘香，梨样的酸甜新鲜香
β －罗勒烯 甜的、草本植物的、松油的香味
桉树脑 像樟脑的香味
芳樟醇 典型的花香香气，淡弱的柑橘类果香
香叶醇 似玫瑰的香气
马鞭烯醇 马鞭草样香气
卷烟加香中都存在明显的缺陷。
表 3 卷烟加香感官评吸结果
馏分
用量
0． 001% 0． 01% 0． 1%
柠檬草原油 香气质较好，增加香气量协调性稍
差，余味舒适
香气质好，协调性差，舌面略有残留 增加香气量，提升香气质，舌面口腔
有残留
80 ～ 95 ℃馏分 香气质较好、增加香气量，丰富烟
香，余味回甜
香气质好，增加香气量，丰富烟香，
余味舒适
增加香气量，口腔舒适，改善烟气
状态
95 ～ 110 ℃馏分 香气质较好，增加香气量，协调烟
香，余味舒适
香气质好，协调烟香，舌面略有残留 增加香气量，提升香气质，舌面有
残留
110 ～ 115 ℃馏分 增加香气量，舌面口腔略有残留，余
味较涩
增加香气量，舌面口腔有残留，余味
酸涩
增加香气量，残留明显，余味酸涩
115 ℃蒸余物 香气量无改善，舌面口腔有残留，余
味较涩
增加香气量，舌面口腔明显残留，余
味酸涩
增加香气量、烟气口腔涂层感，余味
酸涩
每个温度段馏分在卷烟加香中的效果与其组成成分以及
成分含量存在密切关系。柠檬草原油的主要成分为柠檬醛
(69． 62%)和叶桂烯(12． 37%)。柠檬醛在烟用香精中是形
成烟气香味、香气的重要成分［9］。另外，已有研究证明，柠檬
醛还是柠檬草精油中的主要抗菌活性成分［10］;月桂烯，别称
香叶烯，是一种单萜，是烟气的重要香味成分之一;80 ～ 95 ℃
馏分主要由月桂烯(70． 23%)、甲基庚烯酮(15． 79%)、桉树
脑(7． 07%)和 β －罗勒烯(4． 15%)组成。甲基庚烯酮，化学
名为 6 －甲基 － 5 －庚烯 － 2 －酮，在烟草中具有修饰果香、增
加青香和烘托上等烟叶独具的风味的功效［11］。β －罗勒烯，
稀释后具有甜的、青的、萜类的和热带水果的香味，也是烟气
的重要香味成分之一［12］;桉树脑，又称桉树醇，是重要的烟草
天然味香成分，可以赋予卷烟新鲜、樟脑样的吸味［13］;95 ～
110 ℃温度段的馏分主要成分为柠檬醛(67． 03%) ，其次为芳
樟醇(9． 63%)和甲基庚烯酮(6． 14%) ，这 2 个成分的相对含
量分别接近原油的 4 倍和 3 倍。芳樟醇用于烟用香精中增加
花香、青香和提调辛香韵味，修饰和矫正自然风味，与烟香协
调，吸味柔和［11］。
3 结论
在本研究中，精密精馏技术用于处理柠檬草精油制备烟
用香料取得了较好的效果。通过精密精馏处理后柠檬草精油
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櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄
在品质提升和香气风格改善方面都有明显的提升。每个温度
段馏分的成分组成和含量与其香气风格特征和在卷烟中的吸
味有着密切联系。80 ～ 95 ℃馏分富集了一些具有青香、果香
和甜香的成分，在卷烟加香中增加了香气的丰富性;110 ～
115 ℃的馏分与原油在成分组成上一致，但通过内部成分含
量的调整后与自然烟香更协调了。另外，虽然 110 ～ 115 ℃馏
分和 115 ℃蒸余物在卷烟加香中都存在明显的缺陷，但是这
2组馏分的柠檬醛相对含量分别高达 84． 20%和 93． 36%，可
进一步加工获得高纯度的柠檬醛或者直接用作调配柠檬香味
的香料。本研究在用精密精馏技术处理柠檬草精油提高其在
烟草中的适用性的同时，也为柠檬草的充分开发和利用提供
了一定的理论依据。
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廖春丽，王 衡，李亚平，等． L －半胱氨酸及金属离子对马铃薯、苹果、甘薯多酚氧化酶活性的影响［J］． 江苏农业科学，2015，43(11):375 －377．
doi:10． 15889 / j． issn． 1002 － 1302． 2015． 11． 118
L －半胱氨酸及金属离子对马铃薯、苹果、甘薯
多酚氧化酶活性的影响
廖春丽1，王 衡1，李亚平1，胡继勇2，赵安芳1
(1．河南城建学院生命科学与工程学院，河南平顶山 467036;2．河南城建学院化学与材料工程学院，河南平顶山 467036)
摘要:以马铃薯、苹果和甘薯为研究对象，研究 L －半胱氨酸和金属离子对上述 3 种作物多酚氧化酶(PPO)活性
的影响。结果表明，L －半胱氨酸对马铃薯、苹果和甘薯 PPO活性抑制作用明显，随着 L －半胱氨酸浓度增大，酶活性
降低幅度越大，作用于马铃薯、苹果的 IC50 (导致酶活性下降 50% 的抑制剂浓度)为 0． 05 mmol /L，甘薯为
0． 10 mmol /L。0． 20 mmol /L L －半胱氨酸，使马铃薯、苹果和甘薯中 PPO活性抑制率在 90%以上，随着时间的延长，最
大抑制率变化不大。无论是马铃薯、苹果还是甘薯，Mn2 +和 Fe3 +对它们的 PPO活性有不同程度的激活作用，而 Ca2 +、
Na +和 Cu2 +对 PPO活性有一定的抑制作用。抑制作用最强的是 Cu2 +，3． 0 mmoL /L Cu2 +对马铃薯 PPO活性抑制率为
49． 1%，对苹果 PPO活性抑制率为 60． 8%，对甘薯 PPO活性抑制率为 69． 7%。
关键词:马铃薯;苹果;甘薯;多酚氧化酶;L －半胱氨酸;金属离子
中图分类号:TS201． 2 + 5 文献标志码:A 文章编号:1002 － 1302(2015)11 － 0375 － 03
收稿日期:2014 － 11 － 12
基金项目:河南省教育厅项目(编号:12B180002)。
作者简介:廖春丽(1980—) ，女，河南信阳人，硕士，讲师，从事微生物
发酵研究。Tel:(0375)2089072;E － mail:liao20130427@ 163． com。
多酚氧化酶(PPO)是广泛存在于生物体内的含铜氧化
还原酶，它包括单酚氧化酶、双酚氧化酶和漆酶［1］。它在动
植物体酶促褐变、体内色素合成的过程中起了关键作用［2］，
更是果蔬酶促褐变过程中起重要作用的一种酶［3 － 4］。它能将
酪氨酸羟化，产生 3，4 －二羟基苯丙氨酸(L －多巴) ，然后再
将多巴氧化成多巴醌，多巴醌自发集合且和细胞内蛋白质的
一些氨基酸基团发生反应，产生黑色和褐色的物质，导致组织
酶促褐变［5］，因此 PPO 是引起褐变的关键酶。褐变问题一直
是很多果蔬收获后保藏、加工等过程中导致质量下降，经济价
值降低的一个非常重要的问题，因此研究防止褐变的 PPO 抑
制剂是农产品加工需要解决的主要问题。L －半胱氨酸(L －
半胱氨酸)作为一种高效安全的 PPO 抑制剂，在食品保鲜中
的应用已有研究［6］。本研究以马铃薯、苹果和甘薯为研究对
象，探讨 L －半胱氨酸和金属离子对马铃薯、苹果和甘薯 PPO
活性的调控，为防止果蔬贮运加工过程中褐变提供理论基础。
—573—江苏农业科学 2015 年第 43 卷第 11 期