全 文 ：分子蒸馏精制对葡萄柚精油理化性质及赋香性能的影响
杨 颖 1 施迎春 1，2 陈剑兵 1 邢建荣 1 陆胜民 1*
（1浙江省农业科学院食品科学研究所 杭州 310021 2南京农业大学食品科技学院 南京 210095）
摘要 目的：明确分子蒸馏精制对葡萄柚精油理化性质及赋香性能的影响。 方法：以分子蒸馏技术对葡萄柚精
油进行脱萜精制，以常规分析结合气-质联用测定精油的理化性质，以人工嗅觉结合电子嗅觉分析其赋香性能。
结果：分子蒸馏能够将葡萄柚精油中的萜烯类物质部分分离出来，所得浓缩精油呈棕红色，质地粘稠，气味浓
郁、醇厚，相对密度与折光率高于原油。 馏出物中萜烯类物质含量达 98%，在浓缩精油中萜烯类物质含量则从
95.82%下降到 69.69%，而含氧化合物的含量从 3.41%上升至 29.31%，浓缩倍数为 8.6。 原油与浓缩精油均能有
效改善葡萄柚果汁的风味。 原油组样品的香型为清香型，随着添加量的增大，冲鼻感增强，且果汁色泽向黄色调
变化。浓缩精油组样品的香气醇厚、甜润、柔和，能够以较少的添加量达到理想的赋香效果。结论：分子蒸馏对葡
萄柚精油具有良好的脱萜效果，所得浓缩精油中氧化合物含量增加 8.6 倍，赋香性能大大增强，可明显改善葡萄
柚果汁的香型。
关键词 葡萄柚精油； 分子蒸馏； 精制浓缩； 理化性质； 赋香性能
文章编号 1009-7848（2013）03-0208-06
葡萄柚（Citrus paradisi）又名西柚，为芸香科
常绿乔木，是世界四大柑橘类群之一。葡萄柚精油
是重要的天然香料精油 [1]，其气味清甜舒爽，具有
抗菌消炎，舒缓神经和镇静的作用，对减肥瘦身有
显著效果，被广泛应用于食品、日化产品及医疗保
健品中[2-3]。 葡萄柚精油主要包含萜烯类氧化物和
萜烯类化合物两大类成分， 前者仅占总量的 1%～
15%，是其香味的主要来源；后者占总量的 85%～
99%，但对香气的贡献较小，以柠檬烯为典型代
表[4-5]。柠檬烯对光和热均不稳定，易被氧化成具有
异味的香芹酮，从而导致精油质量下降[6-8]。从精油
中去除部分萜烯类物质， 能够提高精油的香味价
值，降低赋香时的添加量，减少对底物的影响与储
运成本，延长储藏时间。 分离出的柠檬烯，可研制
电子洗涤剂和环保降解剂等[9-11]。
分子蒸馏技术是一种新型的液-液分离技
术 [12]，其原理是根据轻重分子间运动自由程的不
同而实现分离。该过程在高真空下进行，受热时间
短，分离程度高，是目前分离天然产物最温和的方
法 [13-15]，尤其适合热敏性天然物料的分离提纯 [16]。
本研究应用分子蒸馏技术对葡萄柚精油进行精制
浓缩， 明确分子蒸馏对精油中含氧化合物与萜烯
类化合物的分离效果， 确定原油与精制浓缩油的
物理性质以及化学组成的区别。 同时利用人工嗅
觉辅助电子嗅觉系统， 确定原油与浓缩精油的香
型与赋香性能的差异， 明确分子蒸馏对葡萄柚精
油的精制浓缩效果。
1 材料与方法
1.1 试验材料
红心葡萄柚：购买于杭州当地水果超市，产地
为美国。
1.2 主要仪器
POPE 刮膜式 2 英寸分子蒸馏设备 （配 ED-
WARDS RV3 型旋片式真空泵），美国 POPE 科学
公司；GC3800/MS Saturn 2000 气质联用仪， 美国
Varian 公司；电子味觉系统，中国农业大学信息与
电气工程学院；2WE 全自动阿贝折射仪， 上海光
学仪器五厂有限公司；离心机，辽阳中联制药有限
收稿日期： 2012-03-05
基金项目： 国家现代柑橘产业技术体系岗位科学家项目；
浙江省面上科研项目（2009C32106）
作者简介： 杨颖，女，1978 年出生，博士，助理研究员
通讯作者： 陆胜民
Vol． 13 No． 3
Mar． 2 0 1 3Journal of Chinese Institute of Food Science and Technology
中 国 食 品 学 报第 13 卷 第 3 期
2 0 1 3 年 3 月
第 13 卷 第 3 期
公司；螺旋压榨机，江苏靖江食品机械制造公司。
1.3 试验方法
1.3.1 葡萄柚果汁及原油的制备 新鲜葡萄柚去
皮，果肉以螺旋压榨机制汁；果皮通过压榨机，同
时喷淋高压水， 得到油、 水及颗粒状碎屑的混合
物， 静置去除碎屑， 所得油水混合物以 12 000 r/
min 离心，取上层油层于-18 ℃静置，待蜡质沉淀
后过滤，滤液即为葡萄柚原油。
1.3.2 浓缩葡萄柚精油的制备 将原油装入分子
蒸馏设备的进料瓶中，启动冷凝系统，设定真空度
为 500 pa，蒸发面温度为 45 ℃，待料液表面无气
泡冒出， 真空度和温度均达设定值后， 打开进料
阀，调节进料速度为 2 mL/min，转速为 150 r/min，
进行分子蒸馏，收集馏出物和馏余浓缩精油。
1.3.3 浓缩倍数的计算
浓缩倍数=浓缩精油中含氧化合物百分含量
原油中含氧化合物百分含量
本论文所指含量若无特殊说明， 均指相对含
量。
1.3.4 折光率的测定 采用阿贝折射仪测定，具
体参见 GB/T 14455.4-2008[17]。
1.3.5 相对密度的测定 采用比重瓶法测定[18]。
1.3.6 GC-MS 分析 GC 条件：J&W DB-5 石英
毛细管色谱柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；升温程
序：起始柱温为 40 ℃，保持 5 min，再以 3 ℃/min
升温至 250 ℃， 保持 5 min； 载气为高纯氦气
（99.999%），流速为 0.8 mL/min；进样温度为 250℃；
进样量为 1 μL。
MS 条件：离子源为 EI，电离能量为 70 eV，质
量扫描范围 40～650 m/z；离子阱温度为 150 ℃，歧
管温度为 40℃，传输线温度为 280℃。
1.3.7 精油赋香试验 将不同浓度的原油与浓缩
精油分别添加到葡萄柚果汁中， 采用人工嗅觉判
断香气类型，以电子嗅觉系统（进样量 10 mL、检
测温度 25 ℃，检测时间 500 s）对其进行指纹图谱
分析与主成分分析， 研究两种精油赋香性能的差
异。
2 结果与分析
2.1 分子蒸馏浓缩对葡萄柚精油的物理性质的
影响
分子蒸馏将葡萄柚原油分成了馏出物和馏余
浓缩物两个组分，馏出物为轻组分，馏余浓缩物即
为浓缩精油。 原油、馏出物、馏余浓缩精油的表观
性状见图 1，物理性质见表 1。
性质 原油 馏出物 浓缩精油
质地 澄清透明 清亮透明 浓稠，不透明
色泽 淡黄绿色 无色 棕红色
气味 清爽，略刺鼻 较刺鼻的淡香 浓郁，醇厚
相对密度 0.8464 0．8393 0.907
折光率 1.4752 1.4687 1.4873
分子蒸馏精制对葡萄柚精油理化性质及赋香性能的影响
表 1 葡萄柚原油、馏出物及浓缩精油物理性质比较
Table 1 Physical properties of raw oil， distillated fraction and residual concentrated oil
209
中 国 食 品 学 报 2013 年第 3 期
由图 1 及表 1 可见， 葡萄柚原油色泽接近葡
萄柚果皮的颜色，为淡黄绿色，澄清透明，具有清
爽、 略冲的气味， 而分子蒸馏所得馏出物无色透
明，具有微刺鼻的气味相对密度与折光率最低，而
馏余浓缩精油的颜色则为棕红色， 较原油与馏出
物粘稠，气味浓郁、醇厚，其相对密度、折光率最
高，与原油差别较大。
2.2 分子蒸馏对葡萄柚精油化学组成的影响
由表 2 可见，3 个样品中共鉴定出 29 种化合
物，原油中种类最多。馏出物中检测出 20种物质，
其中未知物 2 种， 含量为 0.13%； 含氧化合物 8
种，含量仅占 1.06%；萜烯类物质 10 种，总含量高
达 98.91%，其中柠檬烯的含量高达 93.86%，其他
萜烯类物质如 β-月桂烯、1R-α-蒎烯、β-伞花烃、
桧烯、β-蒎烯、α-水芹烯、α-萜品烯、3-蒈烯、β-
顺-罗勒烯、α-萜品油烯、γ-萜品烯等，含量从 0.
07%到 1.7%不等。
浓缩精油中检测出 18 种化合物，其中萜烯类
物质 5 种 ， 含量从原油中的 95.82%下降到
69 . 69%， 其中柠檬烯的含量从 87.22%下降到
63.33%。 含氧化合物 12种，代表物质芳樟醇物质
从痕量增加到 1.82%，α-松油醇从 0.09%上升到
1.20%，葵醛则从 1.15%上升到 4.14%，其他含氧
化合物的含量均有了较大增加， 总含量从 3.41%
提高到 29.31%，浓缩倍数达到 8.6。 可见分子蒸馏
技术能够将原油中的部分萜烯类化合物分离出
去，大部分含氧化合物则保留在浓缩精油中，分子
蒸馏适用于葡萄柚精油的浓缩精制。
1 12.86 925 1R-α-蒎烯 1R-α-Pinene 0.67 / 0.73
2 14.98 966 桧烯 Sabinene 0.17 / 0.26
3 15.18 970 β-蒎烯 β-Pinene 1.27 / 0.25
4 15.98 984 β-月桂烯 β-Myrcene / / 1.7
5 16.76 996 α-水芹烯 α-Phellandrene 0.48 / 0.28
6 16.87 998 3-蒈烯 3-Carene 0.43 / 0.55
7 17.79 1 017 β-伞花烃 β-Cymene 2.13 1.21 0.72
8 18.23 1 026 D-柠檬烯 D-Limonene 87.22 63.33 93.86
9 19.42 1 049 4-甲基癸烷 Decane，4-methyl- 3.02 / /
10 19.54 1 051 γ-萜品烯 γ-Terpinen 1.10 / 0.18
11 20.92 1 076 α- 萜品油烯 α- Terpinolen 0.33 / 0.38
12 21.76 1 091 芳樟醇 Linalool / 1.82 0.32
13 22.79 1 111 马鞭烯醇 2-Pinen-4-ol / 1.14 0.07
14 23.33 1 123 顺-柠檬烯氧化物 Limonene oxide， cis- 0.24 0.73 0.15
15 23.54 1 127 反-柠檬烯氧化物 Limonene oxide， trans- / 2.42 0.17
16 26.44 1 186 α-松油醇 α-Terpineol 0.09 1.20 /
17 27.06 1 198 葵醛 Decanal 1.15 4.14 0.10
18 27.3 1 202 3，4-二甲基苯甲醛 3，4-Dimethylbenzaldehyde 1.65 2.89 /
29 27.57 1 208 顺-苇醇 cis-Carveol 0.08 2.93 0.07
20 28.2 1 222 反-苇醇 trans-Carveol 0.06 2.05 /
21 28.72 1 234 1-香芹酮 1-Carvone 0.08 2.88 0.11
中文名称 英文名称 原油 浓缩精油 馏出物
编
号
保留
时间
tR/min
保留
指数
RI
化合物 含量/%
表 2 葡萄柚原油、馏出物及浓缩精油的化学组成
Table 2 Chemical composition of raw oils， distillated fraction and concentrated oil
210
第 13 卷 第 3 期
23 33.37 1 334 2， 2， 1-庚烷-2，5-二醇 2，2，1- heptane-2，5-diol / 2.41 /
24 34.67 1 363 古巴烯 Copaene / 1.55 /
25 35.28 1 377 α-古芸烯 α-Gurjunene / 2.88 /
26 36.24 1 398 月桂醛 Dodecanal / 3.29 /
27 36.97 1 416 β-新丁香烯 β- Neoclovene / 0.99 /
28 48.08 1 696 未知物 Unknown 0.28 / 0.08
29 48.5 1 707 未知物 Unknown / / 0.05
22 29.89 1 259 香叶醛 Geranial 0.06 1.41 0.07
编
号
保留
时间
tR/min
保留
指数
RI
化合物 含量/%
中文名称 英文名称 原油 浓缩精油 馏出物
（续表 2）
注：/ 表示痕量。
2.3 分子蒸馏工艺对葡萄柚精油赋香性能的影
响
2.3.1 对果汁主要物料性质的影响 添加两种精
油均能够显著改善葡萄柚原汁的生涩气味， 但是
随着添加量的增加， 添加原油组样品的气味刺鼻
感增加， 而添加浓缩精油能使果汁具有柔和圆润
的花香，气息甜蜜柔和，且在添加量为 0.00625%
时就能获得较好的效果。此外，随着原油添加量的
增加，葡萄柚果汁的色泽向黄色调变化，而浓缩精
油组则无此现象， 说明浓缩精油对果汁的物理性
质影响很小，具体原因有待进一步研究。
添加物 编号 添加量/% 香气形容 颜色
原汁 1 0 生涩气味 西瓜红
浓缩精油 2 0.00625 柔润果香，甜香 西瓜红
3 0.0125 柔润果香，甜香 西瓜红
4 0.01875 浓郁果香，甜香 西瓜红
5 0.025 浓郁果香，甜香 西瓜红
原油 6 0.05 柚子清香，略冲 红中略带黄色
7 0.10 柚子清香，略冲 红黄色
8 0.15 柚子清香，略刺鼻 红黄色
9 0.20 柚子清香，较冲 红黄色
表 3 两种精油对葡萄柚果汁物性的影响
Table 3 Effect of two essential oil on the physical properties of grapefruit juice
2.3.2 对电子嗅觉系统指纹图谱的影响 电子鼻
也称人工嗅觉系统， 是 20 世纪 80 年代发展起来
的电子仿生系统， 主要是对样品中的特征挥发物
质进行检测。 该系统可以根据不同的气味测到不
同的信号，并将这些信号加以比较与识别判断，从
而得到关于样品中挥发成分的整体信息，也称“指
纹”数据[19]。 电子鼻以其客观性、可靠性和重现性
等优点在食品分析中得到广泛应用[20]。
由图 2 可见， 添加原油与浓缩精油样品的气
味在各个传感器上具有同源性， 添加浓度对赋香
性能具有明显影响，总体而言，浓缩精油的赋香性
能比原油高，验证了人工嗅觉的判断。
由图 3 可见， 无添加的原果汁与添加精油的
果汁香气主成分有较大的区别，原汁、原油组样品
及浓缩精油组样品分别属于不同的区域， 三者的
区分效果比较好， 而原油组与浓缩精油组的主成
分的累积贡献率达到了 69.6%。 浓缩精油组的样
品相对比较集中，说明添加量对其影响较原油小，
将葡萄柚精油进行分子蒸馏浓缩后， 能够以较少
的添加量获得较理想的赋香效果。
分子蒸馏精制对葡萄柚精油理化性质及赋香性能的影响 211
中 国 食 品 学 报 2013 年第 3 期
3 结论
本论文以分子蒸馏技术对葡萄柚精油进行精
制浓缩，研究了精制前后葡萄柚精油表观性质、物
理性质及化学组成的变化， 同时利用人工嗅觉结
合电子嗅觉技术研究精油浓缩前后对葡萄柚果汁
的赋香性能变化，得到如下结论：
1） 分子蒸馏将葡萄柚原油分为馏出轻组分
与馏余浓缩精油两部分， 原油为黄绿色， 澄清透
明，具有清爽但略冲的气息；而浓缩精油则呈现棕
红色，质地更加粘稠，气味更加浓郁、醇厚，相对密
度、折光率也更高。
2） 葡萄柚原油及其馏出物、馏余浓缩精油的
化合物种类与含量均有较大区别。 原油中化合物
种类最多，馏出物中萜烯类物质的含量占 98.91%，
含氧化合物种类与含量极少； 浓缩精油中萜烯类
物质的含量从原油中 95.82%下降到 69.69%，其中
柠檬烯含量从 87.22%下降到 63.33%，含氧化合物
含量从 3.41%提高到 29.31%，浓缩倍数达 8.6。
3） 原油与浓缩精油均能有效地改善葡萄柚
果汁的风味，但随着原油添加量的增加，葡萄柚果
汁的色泽逐渐向黄色调变化， 而浓缩精油组样品
的色泽基本没有变化； 原油组样品的香型为清爽
型，随着添加量的增加柠檬烯特有的刺鼻感增强；
浓缩精油组样品的香气醇厚、甜润、柔和，能够以
较少的添加量达到理想的赋香效果。
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Effects of Molecular Distillation Refining on Physical and Chemical Characteristics and Aroma-
giving Capability of Grapefruit Essential Oil
Yang Ying1 Shi Yingchun1，2 Chen Jianbing1 Xing Jianrong1 Lu Shengmin1*
（1Institute of Food Science， Zhejiang Academy of Agricultural Sciences， Hangzhou 310021
2Nanjing Agricultural University， Nanjing 210095）
Abstract Objective：To confirm effects of refining and concentration through molecular distillation on the physical
and chemical characteristics and aroma-giving capability of grapefruit essential oil. Methods： Grapefruit essential oil was
refined and concentrated by molecular distillation technology， physical characteristics and chemical composition of raw oil
and concentrated oil obtained were measured through regular analysis and GC-MS， their aroma type and aroma-giving
capability were determined by human nose and electric nose system together. Results： Grapefruit essential oil was sepa-
rated to distilled fraction and residual concentrated oil fraction， part of those terpene compounds were distilled out. The
color of obtained concentrated oil was dark brown， which was much deeper than the yellow one of raw oil， its texture
was thicker， relative density and refractive index were also higher than those of raw oil. Content of terpene substance in
distillation fraction reached to 98% and decreased from 95.82% to 69.69% in concentrated oil. However， content of total
oxygen compounds increased from 3.41% to 29.31%， and concentration folds reached to 8.6. Both raw oil and concen-
trated oil could improve the flavor of grapefruit juice obviously. The odor type of samples adding concentrated oil was
light fragrance， and the sharp odor of limonene increased with the increase of additive amount. While the flavor of sam-
ples adding concentrated oil was sweet， soft， and full-bodied， a better flavor could be obtained under a lower additive
amount. On the other hand， addition of raw oil would make juice color change to yellow hue while concentrated oil
would not. Conclusion： Molecular distillation could separate part of terpenes out， content of oxygen compounds in con-
centrated oil increased in 8.6 folds， the physical characteristics and chemical composition changed a lot and aroma-giv-
ing capability improved obviously.
Key words grapefruit essential oil； molecular distillation； refining and concentration； physical and chemical prop-
erties； aroma-giving capability
分子蒸馏精制对葡萄柚精油理化性质及赋香性能的影响 213