免费文献传递   相关文献

提取方法对葡萄柚精油性质与组成的影响



全 文 :浙江农业学报 Acta Agriculturae Zhejiangensis,2012,24( 2) : 305 - 309 http: / /www. zjnyxb. cn
施迎春,杨颖,周锦云,等.提取方法对葡萄柚精油性质与组成的影响[J].浙江农业学报,2012,24( 2) : 305 - 309.
提取方法对葡萄柚精油性质与组成的影响
施迎春1,2,杨 颖1,周锦云1,陈剑兵1,陆胜民1,*
( 1 浙江省农业科学院 食品科学研究所,浙江 杭州 310021; 2南京农业大学 食品科技学院,江苏 南京 210095)
收稿日期: 2011 - 10 - 24
基金项目:浙江省面上科研项目《高倍浓缩柑桔精油提制关键技
术与工艺研究》( 2009C32106)
作者简介:施迎春( 1988 - ) ,女,安徽安庆人,硕士研究生,研究
方向为天然产物的提取,E-mail: shixx1202 @ 163. com; Tel:
13616717029
* 通讯作者,陆胜民,E-mail: lushengmin@ hotmail. com; Tel: 0571
- 86401198
摘 要:葡萄柚精油是柑橘精油的重要类别,具有清新、浓郁的特征果香,是一种广受欢迎的天然香精。为了
研究提取方法对葡萄柚精油表观特征、物理性质及化学组成的影响,文章分别以蒸馏法和冷榨法制备葡萄柚
精油,采用气质联用( GC-MS) 分析其化学组成。结果表明蒸馏法的精油得率远高于冷榨法,但冷榨法所得精
油的色泽和气味更接近天然葡萄柚,折光率和相对密度也更高;蒸馏法所得精油含有 39 种可检测化合物,其
中含氧化合物 18 种,相对含量为 14. 11 %,而冷榨法所得精油含 37 种可检测化合物,16 种为氧化物,相对含
量达 17. 18 %,尤其是芳樟醇、葵醛、柠檬醛等特征香气成分的含量明显高于前者,表明冷榨法比蒸馏法更适
宜制备高品质葡萄柚精油。
关键词: 葡萄柚;精油;提取;性质组成
中图分类号: TS201. 2 文献标志码: A 文章编号: 1004 - 1524( 2012) 02 - 0305 - 05
Effects of extraction methods on the properties and composition of grapefruits essential oil
SHI Ying-chun 1,2,YANG Ying1,ZHOU Jin-yun1,CHEN Jian-bing1,LU Sheng-min1,*
( 1 Institute of Food Science,Zhejiang Academy of Agricultural Sciences,Hangzhou 310021,China; 2College of Food
Science and Technology,Nanjing Agricultural University,Nanjing 210095,China)
Abstract: Essential oil from grapefruit is an important kind of citrus essential oil,which is popular in the world as a
natural fragrant agent with fresh and full-bodied characteristic fruity flavor. To investigate the effects of extraction
methods on apparent properties,physical characteristics and chemical compositions of grapefruit essential oil,the oil
was extracted from grapefruit peels through distillation and cold-press methods respectively,and compounds contained
were detected by gas chromatography-mass spectrometry ( GC-MS) . Yield of essential oil from distillation method was
much higher than that of cold-press. However,the color,luster and odor of oil from cold-press method were much
more close to those of fresh grapefruits,and its refractive index and relative density were higher,too. There were 39
detectable compounds in the oil from distillation,including 18 oxides with a total content of 14. 11 %,while 37 com-
pounds were found in the oil from cold-press,which contained 16 oxides with their total content of 17. 18 % . More
importantly,the concentrations of characteristic aroma substances,such as linalool,decanal and citral in cold
pressed oil,were all higher than those in distillated oil. The results indicated that cold-press method was more suit-
able to extract grapefruits essential oil with good quality than distillation method.
Key words: grapefruit; essential oil; extraction; properties composition
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[1],葡萄柚
精油是柑橘精油的重要类别,存在于果皮、花及
叶子中,但以果皮中的含量最为丰富,占湿重的
1% ~3%[2],由萜烯类、醇类、醛类和酯类等物质
组成[3]。葡萄柚精油具有浓厚的特征果香,具有
镇静思绪、舒缓神经的作用[4],常常作为高档赋
香剂添加到食品、饮料、日化产品中,是一种广受
欢迎的天然香精[5]。另外,葡萄柚精油含有多
酚、香豆素以及胡萝卜素等多种生理活性物
质[6],具有分子量小、渗透性强、抗菌性好等优
点,外用能够深层净化暗疮及充血的肌肤,抗蜂
窝组织炎,紧实皮肤,对减肥瘦身有显著效果; 内
服可以排毒,解毒,利肝,利尿,利胆,促消化,并
可改善厌食或药瘾,因此葡萄柚精油在食品化
学、药理学、药剂学领域的应用前景良好。
柑橘精油的提取方法有多种,但以冷榨法和
蒸馏法最为普遍。冷榨法[7]是以强大压力压榨
果皮,使其细胞破裂,油分流出而获得香精油; 蒸
馏法[8]则是根据柑橘精油具有沸点低、密度小、
可随水蒸汽挥发等特点,利用水蒸汽带走易挥发
油的原理来制备香精油,但目前未见提取方法对
葡萄柚精油品质与组成影响的报道。本研究分
别采用水蒸汽蒸馏法和冷榨法提取葡萄柚果皮
精油,并通过 GC 和 GC-MS 技术对其进行定性定
量分析,比较提取方法对葡萄柚精油品质与特性
的影响,为工业化生产提供理论与技术基础。
1 材料与方法
1. 1 材料
红心葡萄柚: 购买于当地水果超市,产地为
美国。
1. 2 主要仪器与设备
气相色谱—质谱联用仪,美国 Varian 公司;
高速冷冻离心机,Thermo 公司; 2WE 全自动阿贝
折射仪,上海光学仪器五厂有限公司; 挥发油测
定器,杭州新辉仪器厂; 200S-WEI 电子天平,北
京赛多利斯仪器系统有限公司; TC-15 型恒温电
热套,海宁市华星仪器厂。
1. 3 方法
1. 3. 1 蒸馏法
参考《中华人民共和国药典》附录 XD 挥发
油测定法[9]: 准确称取新鲜葡萄柚皮 100. 00 g,
剪碎至一定粒度,装入蒸馏烧瓶,再加入适当蒸
馏水,连接挥发油测定器,加热回流至提取器中
的精油含量不再增加时,读取挥发油体积含量,
开启活塞取得油层,置于 5℃冰箱保存备用。
1. 3. 2 冷榨法
准确称取新鲜葡萄柚皮 1 000 g,漂净沥干,
然后将柚皮剪碎至 2. 5 ~ 5. 0 mm,置于压榨机中
压榨,同时淋水,所得油水混合物过滤后,12 000
r·min -1高速离心 20 min,吸取上层澄清透明的黄
色香精油,置于 5℃冰箱保存备用。
1. 3. 3 精油得率的测定
精油得率( % ) =香精油重量( g)果皮重量( g)
× 100
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[10]。
1. 3. 5 相对密度的测定
采用比重瓶法测定[11]。
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:起始温度为
40℃,保持 5 min,然后以 3℃·min -1的速率升温
至 250℃,保持 5 min; 载气为高纯氦气 ( 99. 999
% ) ,流速为 0. 8 mL·min -1 ; 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 - 1 ; 离子阱温度为
150℃,歧管温度为 40℃,传输线温度为 280℃。
2 结果与分析
2. 1 提取方法对葡萄柚精油理化性质的影响
分别以蒸馏法和冷榨法制备葡萄柚精油,观
测其颜色、质地等外观,评价所得精油香气风格,
然后测定精油得率、折光率、相对密度等物理性
质,结果如图 1 及表 1 所示。
由图 1 和表 1 可见,冷榨法和蒸馏法均能获
得澄清、透明的葡萄柚精油,但其精油得率和物
理性质有较大差别。蒸馏法的精油得率为
2. 13%,远高于冷榨法; 但冷榨法所得精油的色
泽为黄绿色,折光率和相对密度稍高,而蒸馏法
所得产品为浅黄色,折光率和相对密度略低。尤
为重要的是,冷榨法所得葡萄柚精油香味清新自
然、浓郁怡人,香气与新鲜葡萄柚接近,而蒸馏
法所得精油气味虽浓,但带有青涩味,香气不柔
·603· 浙江农业学报 第 24 卷 第 2 期( 2012 年 3 月)
图 1 提取方法对葡萄柚精油表观特征的影响( 左为蒸馏油,右
为冷榨油)
Fig. 1 Effects of extraction methods on the apparent properties of
grapefruit essential oil ( left was distillated oil, right was cold
pressed oil)
表 1 提取方法对葡萄柚精油物理性质的影响
Table 1 Effects of extraction methods on the physical prop-
erties of grapefruit essential oil
性质 提取方法
冷榨法 蒸馏法
得率 / % 1. 14 2. 13
折光率 1. 4766 1. 4709
相对密度 0. 8560 0. 8497
颜色 黄绿色 浅黄色
质地 澄清透明 澄清透明
气味 清新、浓郁的果香味,特
征香气突出
气味较涩,香气略冲,特
征香气不突出
和,特征香气不明显。其原因是蒸馏法操作温度
较高,葡萄柚精油中热敏性化合物发生热分解,
易水解成分发生水解,从而降低了精油的品质;
而冷榨法操作温度较低,精油中的香气成分能够
较完整地保留下来。这与余珍等 [12]认为通常情
况下蒸馏油的新鲜感和天然感都不如冷榨油的
观点相近。
2. 2 提取方法对葡萄柚精油化学组成的影响
利用 GC-MS分析了蒸馏法和冷榨法所得葡
萄柚精油的化学组成,通过 NIST08 标准谱库和
相关文献[13 - 17],对两种葡萄柚精油中的化学物
质进行了定性和定量分析,定量采用面积归一
法。两种精油的总离子色谱图见图 2 和图 3,其
化学组成及相对百分含量见表 2。
从表 2 可以看出,蒸馏法所得葡萄柚精油共
鉴定出 39 种化合物,而冷榨法所得葡萄柚精油
共鉴定出 37 种化合物,其中顺式芳樟醇氧化物、
月桂烯醇仅存在于蒸馏精油中,其余 37 种化合
物为两种精油所共有,包括 13 种萜烯类化合物、
7 种烷烃类化合物、11 种醇类物质、2 种醛类物质
及其他少量酮类、醚类化合物。萜烯类化合物是
两种精油中的主要成分,分别占总相对含量的
77. 26%和 73. 52%,其中最主要的是柠檬烯,与
黄远征等[18]的研究结果一致,但冷榨精油中的柠
檬烯含量低于蒸馏精油。烷烃类物质种类较多,
含量也比较高,在蒸馏精油中相对含量为
8. 45%,在冷榨法精油中相对含量为 8. 97%,但
萜烯类、烷烃类化合物对柑橘类精油的香气贡献
不大。
柑橘类精油的浓郁果香味主要是由含氧化
·703·施迎春,等.提取方法对葡萄柚精油性质与组成的影响
表 2 蒸馏法和冷榨法所得葡萄柚精油的组分分析
Table 2 Components analysis of grapefruit oil extracted by distillation and cold press
编号 保留时间 保留指数 化合物 英文 相对含量 /%
蒸馏精油 冷榨精油
1 13. 59 940 α-蒎烯 α-Pinene 0. 59 0. 59
2 15. 76 980 桧烯 Sabinen 1. 14 0. 68
3 15. 98 980 β-蒎烯 β-Pinene 0. 51 0. 21
4 16. 77 996 α-月桂烯 α-Myrcene 2. 40 2. 50
5 18. 08 1022 α-松油烯 α-Terpinen 0. 13 0. 17
6 19. 07 1042 D-柠檬烯 D-Limonene 67. 53 62. 95
7 20. 26 1064 松油烯 Terpinen 0. 35 0. 47
8 20. 54 1070 2-甲基-癸烷 2-methyl-Decane 0. 26 0. 36
9 21. 03 1078 顺式芳樟醇氧化物 cis-Linalool Oxide 0. 31 nd
10 21. 86 1093 月桂烯醇 Myrcenol 0. 15 nd
11 22. 59 1103 芳樟醇 Linalool 0. 80 1. 40
12 25. 39 1169 α-甲基苯丙酮 α-Methylpropiophenone 0. 23 0. 32
13 27. 65 1202 松油醇 Terpineol 0. 35 0. 40
14 27. 91 1216 葵醛 Decanal 0. 37 0. 41
15 28. 23 1223 2,6,7-三甲基癸烷 2,6,7-trimethyl-Decane 0. 24 0. 30
16 28. 65 1232 2-丁基-1-辛醇 2-Butyl-1-octanol 0. 23 0. 31
17 29. 53 1251 2-丙基-1-庚醇 1-Heptanol,2-propyl- 0. 28 0. 36
18 30. 54 1278 柠檬醛 Citral 0. 62 0. 83
19 31. 12 1283 4,6-二甲基十二烷 4,6-Dimethyldodecane 1. 79 2. 24
20 33. 24 1331 2-己基-1-辛醇 2-Hexyl-1-octanol 0. 44 0. 56
21 35. 58 1384 衣兰烯 Ylangene 0. 15 0. 49
22 36. 12 1395 α-雪松烯 α-Cedrene 0. 23 0. 24
23 37. 19 1421 2-甲基-1-癸醇 2-methyl-1-Decanol 0. 87 1. 08
24 37. 37 1425 2-己基-1-癸醇 2-hexyl-1-Decanol 0. 49 0. 63
25 37. 46 1428 β-雪松烯 β-Himachalene 0. 69 0. 86
26 37. 62 1438 榄香烯 Elemene 0. 27 0. 35
27 38. 83 1463 石竹烯 Caryophyllene 0. 40 0. 51
28 39. 05 1466 己基辛基醚 Hexyl octyl ether 0. 49 0. 63
29 39. 37 1474 2-乙基-1-十二醇 2-Ethyl-1-dodecanol 0. 67 0. 85
30 40. 03 1489 N,N-二丁苯胺 Dibutylaniline 0. 22 0. 32
31 40. 21 1492 2-己基-癸醇 2-hexyl-1-Decanol 0. 94 1. 16
32 40. 37 1496 绿化白千层烯 Viridiflorene 2. 87 3. 50
33 40. 93 1511 N-( 2-甲基-5-三甲硅烷基苯基)乙酰胺 N-( 2-Methyl-5-trimethylsilylphenyl) acetamide 3. 18 3. 83
34 48. 38 1700 十七烷 Heptadecane 1. 33 1. 60
35 48. 51 1709 2-己烷-1-葵醇 2-Hexyl-1-decanol 2. 83 3. 39
36 48. 71 1714 3,7,11-三甲基-1-十二醇 3,7,11-trimethyl-1-Dodecanol 0. 86 1. 02
37 50. 09 1754 植烷 Phytane 2. 83 1. 08
38 52. 29 1800 十八烷 Octadecane 0. 30 0. 87
39 55. 79 1900 十九烷 Nonadecane 1. 70 2. 52
注:“nd”表示未检查出
·803· 浙江农业学报 第 24 卷 第 2 期( 2012 年 3 月)
合物如醇类和醛类等物质贡献的,蒸馏法所得精
油中包含 18 种氧化物,相对含量为 14. 11%,而
冷榨精油中氧化物种类为 16,相对含量为
17. 18%。两种葡萄柚精油中均含有较多种类醇
类物质,包括顺式芳樟醇氧化物、月桂烯醇、芳樟
醇、松油醇、2-丁基-1-辛醇、2-丙基-1-庚醇、2-己
基-1-辛醇、2-甲基-1-癸醇、2-己基-1-癸醇等重要
的香气物质。蒸馏精油中醇类化合物有 13 种,
总含量为 9. 22%,而在冷榨精油中共有 11 种,其
总相对含量达 11. 16%,其中是芳樟醇的相对含
量高达 1. 4%,接近蒸馏精油的 2 倍。
虽然两种精油中的醛类物质种类较少,含量
较低,但是由于葵醛、柠檬醛是葡萄柚精油的重
要香气成分,其含量的差别对于成品精油的品质
具有重要意义。由表 2 可见,蒸馏葡萄柚精油中
葵醛、柠檬醛的相对含量分别为 0. 37%,0. 62%,
而冷榨精油中相应的相对含量则分别为 0. 41%,
0. 83%,明显高于蒸馏法。这些主要的赋香成分
与其他化合物共同作用,呈现出葡萄柚精油的特
征香气。这一现象进一步解释了冷榨精油比蒸
馏精油的香气更浓郁,更接近果香。
3 小结
本试验以蒸馏法与冷榨法分别制备葡萄柚
精油,发现蒸馏法的精油得率明显高于冷榨法,
但冷榨法所得产品特征香气明显。两种精油的
化学组成在种类上差别不大,但是含氧化合物的
含量差别较大:蒸馏精油中含有 18 种氧化物,总
相对含量为 14. 11%,而冷榨法精油包含 16 种氧
化物,相对含量达 17. 18%,尤其是芳樟醇、葵醛、
柠檬醛等特征香气成分的含量明显高于蒸馏精
油。冷榨法较蒸馏法更适宜制备高品质葡萄柚
精油。
参考文献:
[1] 郭林榕,陈文光,熊月明. 葡萄柚的品种特性及栽培技术
[J]. 福建农业科技,2001,( 5) : 62 - 63.
[2] 段琼芬,罗金岳,陈思多,等. 我国柑橘精油提取技术研究
现状[J]. 安徽农业科学,2008,36( 26) : 174 - 176.
[3] Danielski L,Brunner G,et al. Deterpenation of mandarin
( Citrus reticulata) peel oils by means of countercurrent multi-
stage extraction and adsorption /desorption with supercritical
CO2[J]. Supercritical Fluids,2008,44: 315 - 324.
[4] 李悦,侯滨滨,静宝元. 葡萄柚精油抑菌活性的研究[J].
食品研究与开发,2010,31( 11) : 237 - 240.
[5] 孙宝国. 香精概论[M]. 北京:化学工业出版社,1996.
[6] Tepe B,Daferera D,Sokmen A,et al. Antimicrobial and an-
tioxidant activities of the essential oils and various extracts of
Salvia tomentosa Miller ( Lamiaceae) [J]. Food Chemistry,
2005,90: 333 - 340.
[7] 刘涛,谢功昀. 柑橘类精油的提取及应用现状[J]. 包装与
食品机械,2009,27 ( 1) : 44 - 48.
[8] 赵华,张金生,李丽华. 植物精油提取技术的研究进展
[J]. 辽宁石油化工大学学报,2006,26( 4) : 137 - 140.
[9] 中华人民共和国药典编委会.中华人民共和国药典( 一部
附录 V) [M]. 北京:中国医药科技出版社,2005.
[10] GB /T 14455. 4—2008,香料折光指数的测定[S].
[11] 大连轻工业学院等八大院. 食品分析[M]. 北京:中国轻
工业出版社,1994: 10.
[12] 余珍,丁靖垲. 几种芸香科柑桔类精油的化学成分与香气
的研究[J]. 云南植物研究,1996,18 ( 4) : 465 - 470.
[13] 付复华,李忠海,单杨,等. GC-MS 法分析三种柑橘皮精
油成分[J]. 食品与机械,2010,26( 3) : 30 - 34.
[14] 胡孔峰,胡肄珍,陈利军,等. 桔皮挥发油化学成分 GC-
MS分析[J]. 安徽农业科学,2007,35( 13) : 87 - 88.
[15] 赵磊,籍保平,周峰,等. 十二种金华佛手挥发油成分的比
较研究[J]. 食品科学,2006,27( 6) : 179 - 183.
[16] Mostafa K,Yadollah Y,Fatemeh S,et al. Comparison of es-
sential oil composition of Carum copticum obtained by super-
critical carbon dioxide extraction and hydrodistillation meth-
ods[J]. Food Chemistry,2004,86: 587 - 591.
[17] Karim H,Nesrine Z,Raouf C,et. al. Composition of peel
essential oils from four selected Tunisian Citrus species: Evi-
dence for the genotypic in uence [J]. Food Chemistry,
2010,123: 1098 - 1104.
[18] 黄远征,吴云伦. 25 个种和品种的柑桔果皮精油的化学
成分[J]. 天然产物研究与开发,1997,10( 1) : 48 - 53.
( 责任编辑 张 韵)
·903·施迎春,等.提取方法对葡萄柚精油性质与组成的影响