全 文 :香料香精化妆品 2014年2月第1期
FLAVOUR FRAGRANCE COSMETICS February,2014,NO.1
研究报告
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芫荽子超临界CO2萃取及其成分分析
1.武汉黄鹤楼香精香料有限公司,湖北武汉 430040;
2.湖北中烟工业有限责任公司技术研发中心,湖北武汉
430040
李 列1 熊国玺1,2 喻世涛1,2………………………………
王 娜1,2 张 辉1 朱 巍1,2………………………………
作 者 简 介
李列(1984—),男,本科学历,主要从事
天然烟用香精香料提取技术的研究。
联系电话:13971421182
E-mail:573728163@qq.com
采用正交试验法优化芫荽子的萃取工艺条件,确定了超临界CO2萃取芫荽子的最佳条件:萃取压力26 MPa,萃取温度
50℃,选择无水乙醇为夹带剂,夹带剂用量(体积比)为10%,萃取时间为60 min,解析压力为5 MPa,解析温度为40℃,获得
萃取率为23.78%。利用GC-MS法对提取物成分进行分析,共检测出α-乙酸松油酯、油酸乙酯、石竹烯氧化物等25种主要化
合物,总质量比约为89.02%。与传统提取方法相比,该法简便、快速,得到的膏状萃取物香气纯正。
芫荽子 超临界CO2萃取 成分分析
Extraction of Coriander Seed by Supercritical CO2Fluid and Analysis of the Extract
LI Lie1 XIONG Guoxi1,2 YU Shitao1,2 WANG Na1,2 ZHANG Hui1 ZHU Wei1,2
(1.Wuhan Huanghelou Flavors &Fragrances Co.,Ltd.,Wuhan 430040,Hubei,China;2.Technolo-
gy Center of China Tobacco Hubei Industrial Co.,Ltd.,Wuhan 430040,Hubei,China)
Abstract: Orthogonal experimental design was used to optimize the process of extraction of coriander seed by supercritical
CO2fluid.The optimal conditions obtained were as folows:extraction pressure 26 MPa and temperature 50℃for 60 min,the
volume dosage of absolute ethyl alcohol as entrainer 10%,the separate temperature 40℃and pressure 5 MPa,under which the
extraction rate was 23.78%.The components of extract were analyzed by GC-MS,and 27 kinds of component were identified,
which amounted to 89.02%of total extract,the main components wereα-terpinyl acetate,ethyl oleate,caryophylene oxide,
etc.The method is simple,rapid,and the extract obtained was in paste form with pure odor.
Key words: coriander seed supercritical CO2fluid extraction components analysis
收稿日期:2013-01-18;修回日期:2013-07-24
芫荽子,别名胡荽子,为伞形科植物芫荽Cor-
iandrum sativumL.的干燥成熟果实,始载于《嘉祐
本草》,具有发表、透疹、开胃之功。《本草纲目》曰
其“消谷能食”,具有健脾胃、驱风祛痰之效[1],其
主要的挥发油成分可用于各种香精的调配[2],油
中所含的芳樟醇具有杀菌、消炎、镇静的作用[3]。
对于超临界 CO2萃取技术在芫荽子提取中的应
用,也有一些文献[4-5]进行了探讨。本文研究芫荽
子的超临界CO2萃取的最佳工艺,并分析其萃取
物的主要化学成分。
1 试验部分
1.1 主要材料与设备
芫荽子粗粉,购自安徽亳州中药材市场,粉碎
至粒度0.850 mm,经鉴定为伞形科植物芫荽的成
熟干燥果实;95%乙醇(分析纯),国药集团化学试
剂有限公司。
HL-(10+3)L/50MPa-ⅡA型超临界CO2萃取
仪;Thermo TRACE GC Ultra-DSQⅡ气质联用仪,
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美国 Thermo Fisher Scientific公司;CP323S-OCE
型电子天平,德国赛多利斯科学仪器有限公司。
1.2 超临界CO2萃取条件的正交设计
选择萃取压力、萃取温度、萃取时间、夹带剂用
量4个因素,各取3个水平,以芫荽子油的萃取得率
为考察指标,以无水乙醇为夹带剂,进行L9(34)正
交试验,试验因素与水平见表1。解析压力选择为
5 MPa,解析温度为40℃。
表1 正交试验因素水平表
水平
因素
A萃取压力/MPa B萃取温度/℃ C萃取时间/min D夹带剂用量(体积比)/%
1 20 45 60 10
2 23 50 80 15
3 26 55 100 20
1.3 挥发性成分的GC-MS分析
1.3.1 色谱条件[6]
色谱柱:VF-5MS(30 m×0.25 mm×0.25μm);
载气:氦气;流速:1 mL/min;进样口温度:250℃;
升温程序:40 ℃保持1 min,以5 ℃/min升温至
250℃,保持10 min;进样量:1μL;分流进样,分流
比:10∶1;EI离子源,电离能量:70 eV;离子源温
度:280℃;传输线温度:280 ℃;扫描范围:50 ~
450 u;使用 WILEY和 MAINLIB谱库检索。
1.3.2 定性方法
采用GC-MS分析芫荽子油中挥发性成分,通
过 WILEY和 MAINLIB谱库自动检索,结合保留
指数(可接受误差为±1%)共同确定,相对含量采
用峰面积归一化法计算。
1.3.3 样品处理
准确称取提取物5.00g,置于锥形瓶中,依次加
入20.00g无水乙醇和10.00g无水Na2SO4,摇匀,
静置过夜,过滤,取续滤液用于GC-MS分析。
2 结果与分析
2.1 正交试验结果
在如表1所确定的因素和水平的基础上,按正
交表L9(34)进行试验,试验结果如表2,方差分析见
表3。
正交试验及方差分析结果表明,各因素对结果
影响由大到小的次序是A>B>C>D,即萃取压
力对萃取率影响最大,其次是萃取温度,萃取时间
和夹带剂用量对结果影响无显著性。从节约能源
和节省提取时间角度考虑,优化工艺为A3B2C1D1。
由于在正交试验安排中没有该组试验,故按优化工
艺条件A3B2C1D1进行三次验证试验,三次试验所
得芫荽子油的平均得率为23.78%,所得芫荽子油
香气纯正,说明该工艺稳定、可行。
表2 L9(34)四因素三水平正交试验结果
试验号 萃取压力 萃取温度 萃取时间
夹带剂
用量
得率/%
1 A1 B1 C1 D1 8.79
2 A1 B2 C2 D2 11.23
3 A1 B3 C3 D3 10.27
4 A2 B1 C2 D3 13.58
5 A2 B2 C3 D1 15.16
6 A2 B3 C1 D2 16.33
7 A3 B1 C3 D2 19.72
8 A3 B2 C1 D3 22.35
9 A3 B3 C2 D1 23.67
K1 10.097 14.030 15.790 15.873 —
K2 14.990 16.247 16.160 15.727 —
K3 21.913 16.723 15.050 15.400 —
R 11.816 2.693 1.110 0.473 —
表3 方差分析
方差来源 偏差平方和 自由度 F 显著性
A 211.511 2 600.884 *
B 12.395 2 35.213 *
C 1.917 2 5.446 —
D 0.352 2 1.000 —
误差 0.352 2 — —
F0.05(2,2)=19.000;“*”为有显著意义
2.2 提取物GC-MS分析结果
对按上述最优工艺条件萃取出的芫荽子油进
行GC-MS分析,挥发性成分分析结果见表4,总离
子流图见图1。
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表4 GC-MS法对芫荽子油挥发性成分定性分析结果
序号 化合物名称 相似度 保留时间/min CAS登记号 峰面积比/%
1 α-蒎烯(α-Pinene) 9.46 5.61 80-56-8 1.24
2 γ-松油烯(γ-Terpinene) 15.54 7.42 99-85-4 2.47
3 3-蒈烯(3-Carene) 14.33 7.63 13466-78-9 2.13
4 1-乙基-2,3-二甲基苯 (1-Ethyl-2,3-dimethyl-benzene) 16.78 7.72 933-98-2 1.33
5 1-甲基-3-(1-甲基乙基)-苯[1-Methyl-3-(1-methylethyl)-benzene] 10.36 7.84 535-77-3 2.13
6 α-乙酸松油酯(α-Terpinyl acetate) 13.44 7.95 10198-23-9 27.24
7
1-甲基4-(1-甲基乙基)-1,4-环己二烯[1,4-Cyclohexadiene,1-methyl-4-
(1-methylethyl)]
12.66 8.73 99-85-4 0.89
8 α-异松油烯(α-Terpinolene) 30.53 9.91 586-62-9 4.74
9 右旋樟脑(Camphor) 45.94 11.20 76-22-2 0.72
10 反式茴香脑(trans-Anethole) 34.38 15.18 4180-23-8 5.13
11 ε-榄烯(ε-Elemene) 10.81 16.32 20307-84-0 0.97
12 α-荜澄茄油萜(α-Cubebene) 20.58 17.37 17699-14-8 0.99
13 反式石竹烯(trans-Caryophylene) 10.15 18.51 87-44-5 4.40
14
1,2,2-三甲基-1-(甲苯基)-环戊烷[1,2,2-Trimethyl-1-(p-tolyl)-cyclo-
pentane]
55.41 20.73 16982-00-6 1.23
15 石竹烯氧化物(Caryophylene oxide) 68.83 22.50 1139-30-6 3.79
16 十六烷酸乙酯(Hexadecanoic acid,ethyl ester) 68.43 31.27 628-97-7 0.89
17 油酸二十烷基酯(Oleic acid,eicosyl ester) 43.88 33.78 22393-88-0 0.67
18 油酸(Oleic acid) 21.74 34.01 112-80-1 1.39
19 十八烯酸(Octadecenoic acid) 11.77 34.22 112-79-8 2.24
20 亚油酸乙酯(Ethyl linoleate) 11.52 34.34 544-35-4 1.78
21 8,11 -十八碳二烯酸甲酯(8,11-Octadecadienoic acid,methyl ester) 7.06 34.46 56599-58-7 1.78
22 油酸乙酯(Ethyl oleate) 45.98 34.59 111-62-6 16.20
23 乙酰氧基硬脂酸甲酯(Methyl acetoxyoctadecanoate) 3.26 35.32 2380-15-6 0.51
24 阿拉伯糖醇五乙酸酯(Arabinitol,pentaacetate) 5.46 36.11 26674-23-7 0.55
25 鲸蜡醇9-十八烯酸酯[9-Octadecenoic acid(Z)-,hexadecyl ester] 7.10 40.75 22393-86-8 0.62
图1 芫荽子超临界CO2 萃取物GC-MS总离子流色谱图
结果表明,对于超临界CO2萃取到的芫荽子油,
共分析出27种主要物质,其主要成分是α-乙酸松油
酯、油酸乙酯、石竹烯氧化物等,总质量比约为89.02%。
其中α-乙酸松油酯具有典型的柠檬和薰衣草的香
气,可用于食品和烟用香精中,油酸乙酯、石竹烯氧
(下转第11页)
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表2 菊花精油加香评吸结果 分
添加量
色泽
(最高4分)
刺激性
(最高25分)
灼烧感
(最高14分)
香气
(最高21分)
木质气
(最高16分)
杂气
(最高14分)
残留感
(最高6分)
总分
无 3.4 18.9 11.0 17.1 12.2 10.8 4.6 77.9
0.5‰ 3.5 18.3 10.9 17.5 12.2 10.8 4.4 77.6
1.0‰ 3.4 18.4 11.2 17.3 12.0 10.9 4.6 77.8
1.5‰ 3.5 19.7 11.3 17.5 12.4 11.1 4.7 80.2
2.0‰ 3.6 19.6 11.6 18.2 12.8 11.4 4.8 81.9
2.5‰ 3.6 18.2 10.9 17.3 11.9 10.6 4.4 76.9
3.0‰ 3.6 17.5 10.4 17.5 12.3 10.7 4.5 76.3
注:从再造烟叶色泽可一定程度上判断其涂布率,颜色越深涂布率越高,反之涂布率越低。涂布率会影响再造烟叶的吸味,故应控制评吸样
品间涂布率接近,即色泽接近的样品之间才具可比性
由表2可知,菊花精油的加入量控制在2‰(质
量分数,下同)时,再造烟叶的抽吸效果最佳,刺激
性、灼烧感明显减小,香气明显变好,杂气木质气
轻,最大程度提高了再造烟叶的品质。当加入量<
1‰时,再造烟叶的刺激性、灼烧感、木质气、杂气等
感官质量无明显改善;而加入量>2‰时,再造烟叶
的刺激性、灼烧感反而加大,舒适感降低。故确定
菊花精油在此再造烟叶中的最佳添加量为2‰。由
此可见,菊花精油用于改善再造烟叶品质时应该适
量,不同牌号的再造烟叶由于原料来源不同,其化
学成分会存在差异,抽吸时刺激性、灼烧感等感官
品质均会不同程度改变,所以用量也应相应调整。
3 结论
菊花精油在再造烟叶浓缩液中的添加量为
1.5‰ ~2‰时具有增强香气、降低刺激性和灼烧
感、改善吸味的作用,当加入量为2‰时效果最明
显。菊花精油是一种应用效果较好的烟用香料,其
含有烯、醛、酮、有机酸、酯类等致香成分,具有较好
的物质基础,适合在造纸法再造烟叶中进行添加。
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(上接第7页)
化物等也是食品、日化香精调配中常用的原料。
3 结论
(1)以芫荽子油萃取得率为考察指标,得到超
临界CO2萃取芫荽子中挥发油的最佳条件为:萃取
压力26 MPa,萃取温度50℃,选择无水乙醇为夹带
剂,夹带剂用量(体积比)为 10%,萃取时间为
60 min,解析压力为5 MPa,解析温度为40℃,得率
为23.78%。
(2)从芫荽子超临界CO2萃取物中共分析出
25种主要物质,约占挥发油总质量的89.02%,其
主要成分是α-乙酸松油酯、油酸乙酯、石竹烯氧化
物等。
参考文献
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