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两种方法提取杨梅叶挥发油的成分与香味分析



全 文 :《食品工业》2015 年第36卷第 12 期 95
工艺技术
两种方法提取杨梅叶挥发油的成分与香味分析
尹洁1,吴俊清2, 3,朱丽云2, 3*,张春苗2, 3,杨君1,张拥军2, 3
1. 浙江中烟工业有限责任公司(杭州 310012);2. 中国计量学院海洋食品加工质量控制技术与仪器国家地方联合
工程实验室(杭州 310018);3. 中国计量学院浙江省海洋食品品质及危害物控制技术重点实验室(杭州 310018)
摘 要 采用水蒸气蒸馏 (SD) 和同时蒸馏萃取 (SDE) 提取杨梅叶挥发油, 运用GC-MS技术进行分离鉴定, 并比
较了各成分及香味差异。结果表明, SD和SDE挥发油的提取得率在0.12%~0.13%之间, 无显著差异; 通过GC-MS
技术分别鉴定SD和SDE挥发油化学成分22和25种, 共有成分15种, 石竹烯和葎草烯是两种挥发油的主要成分, 其含
量分别占SD和SDE挥发油的45.76%和76.56%, 差异显著; 低沸点成分包括葎草烯、α-蒎烯、β-蒎烯、脱氢异植物
醇、氢-顺-α-可巴烯-8-醇和δ-桉叶烯等, 是体现杨梅叶挥发油头香的成分, 在SD和SDE挥发油中各占26.93%和
35.41%; 高沸点部分包括石竹烯、氧化喇叭茶烯-(II)、γ-雪松烯、β-愈创木烯、芹子烯、γ-杜松烯、氧化石竹
烯、白菖烯、衣兰烯、α-荜澄茄油烯、香橙烯和1, 2-苯二甲酸二己酯等, 是体现杨梅叶挥发油的体香和基香的成
分, 在SD和SDE挥发油中各占73.17%和57.33%; SDE挥发油头香的成分含量较高, SD挥发油体香和基香的成分含量
较高。
关键词 杨梅叶挥发油; 水蒸气蒸馏; 同时蒸馏萃取; 化学成分; 香味
Comparison of Volatile Oils Compositions and Fragrance of Myrica rubra
Leaves Obtained by Two Extraction Methods
Yin Jie1, Wu Jun-qing2, 3, Zhu Li-yun2, 3*, Zhang Chun-miao2, 3, Yang Jun1, Zhang Yong-jun2, 3
1. China Tobacco Zhejiang Industrial Co., Ltd. (Hangzhou 310012); 2. National & Local United Engineering Lab
of Quality Controlling Technology and Instrumentation for Marine Food, China Jiliang University (Hangzhou
310018); 3. Key Laboratory of Marine Food Quality and Hazard Controlling Technology of Zhejiang Province,
China Jiliang University (Hangzhou 310018)
Abstract Volatile oils of Myrica rubra leaves (MVO) were obtained by steam distillation (SD) and simultaneous distillation-
extraction (SDE) methods. The oils were analyzed by GC-MS and identifi ed according to their mass spectra and computer
retrieval, its fragrance were analyzed too. The results showed that the yield of oils extraction by SD and SDE methods was in
the range of 0.12%~0.13%. 22 and 25 volatile compounds were identifi ed in SD and SDE volatile oils, respectively. Among
which, 15 mutual compounds were detected. β-caryophyllene and α-humulene predominated in MVO, Specifi cally. The
concentrations of β-caryophyllene and α-humulene in SD and SDE oils were 45.76% and 76.56%, respectively. The top
fragrance of MVO was due to low boiling compositions, which concentrations in SD and SDE oils were 26.93% and 35.41%,
including α-humulene, α-copaene, β-copaene, dehydroisophytol, dihydro-cis-α-copaene-8-ol and δ-selinene. The body and
basic fragrance of MVO was due to high boiling compositions, which concentrations in SD and SDE oils were 73.17% and
57.33%, including β-caryophyllene, ledene oxide-(II), γ-himachalene, β-guaiene, (-)-a-selinene, (-)-g-cadinene, caryophyllene
oxide, calarene, alloaromadendrene, ylangene, α-cubebene and 1, 2-benzenedicarboxylic acid, butyl 2-methylpropyl ester 1, 2-.
The top fragrance contention of SD oils was higher than SDE oils’, but the body and basic fragrance contention of SD oils was
lower than SDE oils’.
Keywords volatile oil of Myric rubra (MVO); steam distillation (SD); simultaneous distillation-extraction (SDE); chemical
composition; fragrance
*通讯作者;基金项目:国际合作项目(40-16)
植物挥发油又称精油,是植物体内的次生代谢物
质,由分子量相对较小的简单化合物组成,具有一定
的芳香气味,在常温下能挥发的油状液体,已经被广
泛应用于日常生活的食品添加剂、香料和药物等方
面[1-2]。植物挥发油的提取主要有水蒸气蒸馏、有机溶
剂浸提、同时蒸馏萃取和压榨、吸附等传统方法和微
波诱导、分子蒸馏、超临界水萃取、液体CO2萃取和
超临界CO2萃取等新型清洁方法[3-5]。水蒸气蒸馏法和
同时蒸馏萃取因设备简单、提取方便成为挥发油提取
生产最常用的两种技术[6]。杨梅(Myrica rubra)系杨
梅科(Myricaceae)多年生常绿乔木,杨梅果实具生
津止渴、利消化的作用,其根、茎、叶在民间广为药
用,用于治疗痢疾、腹泻、直肠出血、风湿痛、胃痛
及心血管疾病等症[7]。根据前期研究,杨梅叶挥发油
不仅具有抗菌、抗氧化和抗肿瘤活性[8-9],而且挥发油
以一定量添加于食品能增加其香味和柔和甜润度。因
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工艺技术
此研究采用两种最常用的挥发油提取技术,从东魁杨
梅叶中提取挥发油并进行成分及香味的比较分析,
以期为综合利用果树资源提供科学依据,对开发
新型精油应用于食品、化工和医药等行业具有重要
意义。
1 材料与方法
1.1 试验材料
1.1.1 原料与试剂
东魁杨梅叶:采自台州市平桥;试剂:二氯甲烷
(色谱纯),无水硫酸钠。
1.1.2 仪器与设备
气相色谱-质谱联用仪Agilent 6890/5973:美国安
捷伦;DKU-250B电热恒温油槽:浙江纳德科学仪器
有限公司;挥发油提取仪:天宫玻璃仪器厂;旋转蒸
发仪RE-52A:上海亚荣生化仪器厂;同时蒸馏萃取
仪:杭州米克化工有限公司;AB204-E型电子分析天
平:梅特勒托利多仪器有限公司。
1.2 试验方法
1.2.1 SD挥发油的制备
取200 g杨梅叶以1︰6的料水质量比混合于蒸馏瓶
中,160 ℃~170 ℃油浴加热蒸馏提取6 h,收集精油,
无水硫酸钠脱水,以100 g杨梅叶含精油的质量计算
得率。
1.2.2 SDE挥发油的制备
取200 g杨梅叶以料水质量比1︰5混合于蒸馏瓶
中,将蒸馏瓶接入到同时蒸馏萃取装置的轻相一端,
电热套加热,温度控制在120 ℃±2 ℃。装置另一端接
入装有50 mL二氯甲烷的蒸馏瓶,水浴加热,温度控制
在45 ℃±1 ℃,连续蒸馏萃取3 h,收集精油,无水硫
酸钠脱水,以100 g杨梅叶含精油的质量计算得率。
1.2.3 GC-MS分析条件
将挥发油用色谱纯二氯甲烷稀释1 000倍,过膜处
理,用于GC-MS分析。
色谱条件:HP-5色谱柱(30 m×0.25 mm×0.25
μm)。载气:氦气,流速1 mL/min;柱温从50 ℃维
持1 min,以5 ℃/min升温至250 ℃,维持2 min,汽化
室温度为220 ℃;进样量1 μL,分流比40︰1。
质谱条件:离子源为EI源, 离子源温度为200
℃;溶剂延迟2 min,质量范围为50~500 u。采用美国
NIST´98数据库和挥发性成分的GC-MS定性谱库对其
进行定性分析,以面积归一化法计算挥发油成分相对
含量。
2 结果与分析
2.1 SD和SDE挥发油的感官特性与得率
SD和SDE挥发油均为淡黄色,澄清透明,无刺激
性,具浓郁的杨梅叶特有味道,呈现类似中药的芳
香,沾手留香时间较长。SD和SDE挥发油的得率分别
为0.12%和0.13%,SDE法获得的挥发油得率略高于SD
法,两者无显著差异。
2.2 SD和SDE挥发油的化学成分分析
SD和SDE挥发油的GC-MS测定总离子流图见图
1。各成分出峰时间主要在15~20 min之间,通过对各
组分的质谱碎片解离规律及美国NIST´98数据库比对
分析,确定了两种杨梅叶挥发油主要组分的化学结构
与相对含量,结果见表1。由表1可知,通过GC-MS分
别鉴定SD和SDE挥发油化学成分22种和25种,含量占
挥发油总量的96.32%和96.82%,共有成分15种。两种
挥发油主要成分均为β-石竹烯和α-葎草烯,两种成分
在SD和SDE挥发油中分别占45.76%和76.56%,差异显
著。SD挥发油中氧化喇叭茶烯-(II)(16.37%)和γ-雪
松烯(7.70%)含量也很高,这两者在SDE挥发油中
仅分别占0.74%和2.52%,结合β-石竹烯和氧化喇叭茶
烯-(II)的结构及提取的工艺差异分析,石竹烯可能在
水蒸气蒸馏法的长时间提取过程中转变为氧化喇叭茶
烯-(II),从而使SD挥发油中石竹烯含量显著降低而氧
化喇叭茶烯-(II)显著升高。除石竹烯、葎草烯、氧化
喇叭茶烯-(II)和γ-雪松烯等四种成分外,两种挥发油
中还含有γ-杜松烯、蛇床烯、β-愈创木烯、γ-衣兰油
烯和α-衣兰油烯等成分,这些成分在两种挥发油中含
量均在1.75~4.76之间,无显著差异,另外含有微量的
醇、醛、酮和酯类成分。
A水蒸气蒸馏提取
B同时蒸馏萃取
图1 SD和SDE挥发油测定总离子流图
2.3 杨梅叶挥发油成分的香味解析
杨梅叶挥发油主要由高沸点和低沸点两类物质组
成,使杨梅叶挥发油作为香原料能体现特有的头香、
体香和基香作用,杨梅叶挥发油的化学组成成分是构
成其特有香味的物质基础,现简单介绍。
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工艺技术
表1 杨梅叶挥发油成分GC-MS鉴定结果
试验

保留时
间/min 化合物 分子式 结构式
相对含量/%
SDE挥
发油
SD挥
发油
1 14.41 顺-衣兰油-3, 5-二烯
Cis-muurola-3, 5-diene
C15H24 0.01
2 14.809 衣兰烯Ylangene C15H24 0.02
3 14.882 α-荜澄茄油烯
α-Cubebene
C15H24 0.028
4 14.887 α-可巴烯, α-蒎烯
α-Copaene
C15H24 0.23
5 15.468 二氢-顺-α-可巴烯-8-醇
Dihydro-cis-α-copaene-8-ol
C15H26O 0.01
6 15.681 β-石竹烯
β-Caryophyllene
C15H24 43.30 19.739
7 15.951 香橙烯
Alloaromadendrene
C15H24 0.64 0.56
8 16.216 α-葎草烯
α-Humulene
C15H24 33.26 26.029
9 16.299 白菖烯
Calarene
C15H24 0.176
10 16.418 1, 2, 4, 5, 6, 8a-六氢-4, 7 -二甲基-1-(1-甲基乙基)-萘
Naphthalene, 1, 2, 4a, 5, 6, 8a-hexahydro-4, 7-dimethyl-1-(1-methylethyl)-
C15H24 0.02
11 16.501 γ-衣兰油烯
γ-Muurolene
C15H24 1.92 1.649
12 16.703 芹子烯,蛇床子油烯,蛇床烯(-)-a-Selinene C15H24 0.72 3.683
13 16.792 β-可巴烯, β-蒎烯
β-copaene
C15H24 0.71 0.13
14 16.957 二环降倍半萜醇
Rishitin
C14H22O2 0.06
15 17.092 γ-杜松烯
(-)-g-Cadinene
C15H24 2.84 4.716
16 17.259 辛伐他汀
Simvastatin
C25H38O5 0.18 1.07
17 17.44 α-衣兰油烯
α-Muurolene
C15H24 1.75 0.336
18 17.788 顺-(-)-2, 4A5, 6, 9a-六氢-3, 5, 5, 9-四甲基 (1H) 苯并环庚烯
Cis-(-)-2, 4a, 5, 6, 9a-Hexahydro-
3, 5, 5, 9-tetramethyl(1H)benzocycloheptene
C15H24 1.43
19 17.84 咔达三烯
Cadala-1(10), 3, 8-triene
C15H22 0.01
20 17.99 δ-桉叶烯
δ-Selinene
C15H24 0.02
21 18.41 氧化石竹烯
Caryophyllene oxide
C15H24O 1.64
22 18.566 氧化喇叭茶烯-(II)
Ledene oxide-(II)
C15H24O 0.74 16.37
23 18.794 1, 2, 3, 4, 4A, 7-六氢-1, 6-二甲基-4-(1-甲基乙基)-萘1, 2, 3, 4, 4a,
7-Hexahydro-1, 6-dimethyl-4-(1-methylethyl)-Naphthalene
C15H24 0.37 0.09
24 18.94 4, 4-二甲基-3-(3-甲基丁基-3-亚乙基), 2-亚甲基双环[4.1.0]庚烷4, 4-
Dimethyl-3-(3-methylbut-3-enylidene)-2-methylenebicyclo[4.1.0]heptane
C15H22 6.848
25 19.033 γ-雪松烯
γ-Himachalene
C15H24 2.52 7.70
《食品工业》2015 年第36卷第 12 期 98
工艺技术
低沸点部分包括氢-顺-α-可巴烯-8-醇、脱氢
异植物醇、α-可巴烯(α-蒎烯)、β-可巴烯(β-蒎
烯)、壬醛、葎草烯和δ-桉叶烯等,这类物质沸点
较低,在SD和SDE挥发油中各占26.93%和35.41%,
是体现杨梅叶挥发油的头香成分。α-蒎烯和β-蒎烯
是松节油的最主要和次要成分,无色透明液体,两者
均具有松萜特有的气味,由于天然精油中或多或少均
含有α-蒎烯和β-蒎烯,因此常用与仿配某种天然精
油,在调香中起重要作用[10];葎草烯是头香成分中的
主要物质,具有辛香、木香、柑橘香、樟脑香,温和
的丁香香气[11];蒎烯对人有镇静、降血压、祛痰、利
尿、抗肿瘤抗风湿抗炎抗菌止泻驱虫杀虫等功效[12];
蒎烯在SDE挥发油中含量(0.95%)超过SD挥发油
(0.13%)。δ-桉叶烯具有很好的杀菌防腐作用,是万
金油、清凉油、风油精、白花油等的主要成分之一。
高沸点部分包括石竹烯、衣兰烯、α-荜澄茄油
烯、香橙烯、白菖烯、芹子烯、γ-杜松烯、氧化石
竹烯、氧化喇叭茶烯-(II)、γ-雪松烯、β-愈创木烯和
1, 2-苯二甲酸二己酯等,这一类物质沸点较高,留
香时间较长,是体现杨梅叶挥发油的体香和基香的成
分,在SD和SDE挥发油中各占73.17%和57.33%。石竹
烯存在于60多种植物精油中,其香气介于松节油与丁
香油之间,天然品存在于丁香油、丁香茎油、锡兰桂
皮油、肉桂叶油、薰衣草油、百里香油、胡椒油、甘
椒油等精油中[13];β-愈创木烯具有优雅的木香;γ-雪
松烯具有木脂香,清新的气味,且存在抗炎活性[14];
氧化石竹烯未见有香味报道,但具有防癌、解痉、抗
疟、抑菌活性[15];γ-杜松烯具有木香、壤香香气和味
道,具有紫丁香味;β-芹子烯具有令人愉快的气息[16];
α-荜澄茄油烯辛辣刺鼻,有些微苦味,但气味令人愉
快[17];衣兰烯为淡黄色液体,具有特征性清鲜花香。
3 结论
水蒸气蒸馏和同时蒸馏萃取的方法对杨梅叶挥发
油的提取得率在0.12%~0.13%之间,无显著差异,但
两者的组成成分差异显著,石竹烯和葎草烯是杨梅叶
挥发油的两种主要成分,同时蒸馏萃取获得的含量远
高于水蒸气蒸馏法。通过查阅资料分析杨梅叶挥发油
中的成分与香味关系,发现SDE挥发油中低沸点成分
含量高于SD挥发油,呈现较强的头香特性,而SD挥
发油高沸点成分含量高于SDE挥发油,呈现较强的体
香和基香特性,挥发油的成分是其特有香味的物质基
础,大部分萜烯和倍半萜类物质,在香精调制中已得
到广泛应用。
参考文献:
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试验

保留时
间/min 化合物 分子式 结构式
相对含量/%
SDE挥
发油
SD挥
发油
26 19.204 β-愈创木烯
β-Guaiene
C15H24 3.86 2.31
27 19.272 维生素A醋酸酯
Retinol, acetate
C22H32O2 0.25
28 19.396 β-朱栾
β-Vatirenene
C15H22 0.76
29 19.458 4-异丙-1, 6-二甲萘
Cadalin
C15H18 0.73
30 21.56 6, 10, 14-三甲基-2-十五烷酮2-Pentadecanone, 6, 10, 14-trimethyl- C18H36O 0.07 1.44
31 21.913 苯二甲酸二己酯1, 2-Benzenedicarboxylic acid, butyl 2-methylpropyl ester 1, 2- C16H22O4 0.024
32 24.808 脱氢异植物醇
Dehydroisophytol
C20H40O 1.19 0.77
接表1
《食品工业》2015 年第36卷第 12 期 99
工艺技术
不同蔬菜组合发酵泡菜中亚硝酸盐含量的动态分析
闫亚梅,吕嘉枥*,彭松,王笋
陕西科技大学生命科学与工程学院(西安 710021)
摘 要 采用不同蔬菜组合进行自然发酵泡菜, 添加棉籽糖、水苏糖和菊粉等益生元自然发酵泡菜, 以及选用4株
乳酸菌组合接种发酵泡菜, 研究泡菜发酵过程中亚硝酸盐含量的动态变化。结果表明, 自然发酵泡菜中亚硝峰的变
化范围在12~60 mg/kg之间, 蔬菜组合越多, 亚硝峰越低; 添加益生元后亚硝峰变化范围在8~20 mg/kg之间, 与自然发
酵相比有所降低; 接种发酵泡菜中亚硝峰的变化范围在2~9 mg/kg之间, 明显低于自然发酵, 多菌组合使亚硝峰消失,
发酵6 d后亚硝酸盐含量为0.24 mg/kg。
关键词 蔬菜; 自然发酵; 益生元; 接种发酵; 泡菜; 亚硝酸盐
Dynamic Analysis of Nitrite Contents in Different Vegetables
Combination Fermented-pickles
Yan Ya-mei, Lü Jia-li*, Peng Song, Wang Sun
College of Life Science and Engineering, Shaanxi University of Science and Technology (Xi’an 710021)
Abstract Discuss the dynamic change of nitrite contents in the process of natural fermented-pickles with the method of
full-factorial design of different vegetables combination, besides, on the basis of which, the following methods including
probiotics tests (raffi nose, stachyose and inulin) and L9(3
3) orthogonal design, fi nally, the combination fermentation with four
strains were used. The result shows that the nitrite peak during the natural fermentation ranges 12 to 60 mg/kg, and the more
vegetable combinations, the lower nitrite peak. When adding probiotics or inoculating fermentation, the nitrite peaks was
reduced to 8~20 mg/kg and 2~9 mg/kg, and both of them are lower than natural fermentation, especially the inoculated
fermentation. Multi-strain combination makes nitrite peak almost disappear, and the nitrite contents is 0.24 mg/kg after 6 d.
Keywords vegetables; natural fermentation; probiotics; inoculated fermentation; pickles; nitrite
泡菜是一种具有悠久历史的传统发酵蔬菜制品。
其营养丰富、健康作用显著,深受消费者青睐。但是
泡菜中亚硝酸盐的存在使人们对泡菜的食用安全性产
生了忧虑,泡菜中亚硝酸盐安全性问题也成了国内外
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