橘皮香精油不同提取方法的比较

赵仁亮，朱 旗，李银花，陈涛林，龙桂友

（湖南农业大学，国家植物功能成分利用工程技术研究中心，湖南 长沙 410128）

湖南是我国柑橘产业发展的优势区域，柑橘已成为湖南栽培最广泛的果树，其面积、产量分别占全省果树总面积、总产量的70%和80%[1]。目前已栽培宽皮柑橘类、甜橙类、柚类、金柑类和杂柑类。近年来，湖南省提出建设一批高标准、高效益、无公害、规模化的鲜食柑橘和加工柑橘示范基地，并在提高品质的基础上，加大精深加工力度，提高柑橘产品的综合利用率[2]。橘皮香精油是一种从柑橘果皮中提取的香料油，具有天然环保、香气宜人等特点，被广泛应用于食品、化妆品等行业。虽然，生产上橘皮香精油的提取分离方法主要有：直接压榨法、石灰浸泡压榨法和水蒸汽蒸镏法3种[3]。但在实践中，快速有效地评价橘皮中的香精油，特别是珍稀资源香精油的品质评价，依然是需要探讨的问题[4-7]。试验采用SDE法、压榨法、溶剂萃取法分离小样品橘皮中的橘皮香精油，并对这3种香精油提取方法进行了比较，旨在为快速有效地提取、分析橘皮香精油提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

供试材料为温州蜜柑，2009年11月从湖南洪江采集。

1.2 仪器药品

日本岛津气-质谱联用仪、NIST08谱库；改进SDE 装置[8]；CaCl2、NaCl、正己烷、无水乙醚均为国产药品，分析纯。

1.3 香精油提取

1.3.1 SDE法 SDE法是英文Simultaneous distillation and solvent Extraction的缩写，即同时蒸馏萃取法，是Lkens S T和Nikerson G B在1962发明的一种香精油研究装置[9]，有一些改进。将果实洗净，剥皮，橘皮切碎约2～4mm，准确称取25.0 g，置入1 000 mL圆底烧瓶，加入蒸馏水400 mL，加入CaCl21.5 g，加入50 mg/L葵酸乙酯2.0 mL作内标，与SDE装置连接；用50 mL重蒸馏乙醚进行香气萃取，30min；将萃取乙醚放入低温冰箱（－70℃），2 h后迅速倒出乙醚层,氮吹浓缩至0.5 mL，进GC-MS检测。

1.3.2 压榨法 与1.3.1同样处理的25.0 g橘皮中加入CaCl21.5 g，加入50 mg/L葵酸乙酯2.0 mL作内标，蒸馏水40 mL，碾磨成浆，低温离心8 000 r/min，15min；取油层，进行 GC-MS 检测。

1.3.3 溶剂萃取法 与1.3.1同样处理的25.0 g橘皮中加入CaCl21.5 g，加入50 mg/L葵酸乙酯2.0 mL作内标，加入蒸馏水40 mL，加入正己烷20 mL，碾磨成浆，低温离心8 000 r/min，15min；取有机层，低温（－70℃）冷冻 2 h，迅速倒出有机层,氮吹浓缩至0.5 mL，进GC-MS检测。

1.4 GC条件

岛津GC-2010，色谱柱DB-5MS毛细管柱（30 m×0.25mm×0.25 μm），程序升温，初始温度 50℃ ，保持2min，以10℃/min升温到220℃；20℃/min升温到280℃，保持2min。载气高纯氦气，流速54.0 mL/min；进样口温度250℃ ，进样量l μL，分流比50∶1。

1.5 MS条件

岛津GCMS-QP 2010，离子源为EI，电子能量70 Ev，离子源温度230℃，接口温度280℃。根据NIST08标准谱库检索定性，以香气成分峰面积与内标峰面积之比值定量。

1.6 含水量测定

精确称取5.000 0 g切碎橘皮，103℃±2℃ 6 h烘干至恒重，计算含水量。

1.7 香精油含量计算

2 结果与分析

2.1 不同提取方法对橘皮香精油的获取量的影响

柑橘皮中香精油位于外果皮表层的油囊中，油囊的直径一般可达0.3～0.7mm，周围由退化的细胞堆积包围而成。通过压榨使油囊破裂，香精油与皮汁一起射出，通过离心分离而得到精油。该方法获得的香精油接近鲜橘果香，颜色浅黄色，质量较好。橘皮约占柑橘鲜重的20%～30%，一般为30 g左右，大约为一个鲜果的橘皮重量，考虑试验在样品较少的情况下进行香精油的提取分离，即一个鲜果就能开展香精油的评价，试验只采用了25.0 g鲜橘皮。据研究压榨从温州蜜柑鲜皮能得到0.3%左右的香精油[4]。由于橘皮中香精油的含量较少，试验中没有获取足够量的香精油供GC-MS分析，虽然采取了液液萃取的方法进行补救，但基于试验的目的，认为该方法不能满足试验要求。

SDE法将水蒸气蒸馏和馏出液的溶剂萃取两步合二为一，提高了萃取效率，减少了溶剂用量；由于该方法得到的香精油不需复杂的预处理，可直接进行GC-MS分析，免去了其他操作损失，节省了萃取时间，能把mg/g级挥发性有机成分从脂质或水质介质中浓缩数千倍，在风味化学的研究中应用较广。试验从25.0 g鲜橘皮中获得了足量的香精油物质，其香精油色泽淡黄，具较强的柑橘芳香。

萃取是有机化学实验中用来提纯和纯化化合物的手段之一，实验中采用了溶剂萃取的方法，参照现有的研究[10]，选用正己烷为溶剂萃取橘皮中的香精油，通过碾磨使橘皮与溶剂充分混合和密切接触，使香气组分通过相际界面进入溶剂中，经过离心分离形成两层液体，分离有机层，经浓缩后得香精油。该方法可在常温操作，节省能源，操作方便、快速。所获香精油呈黄色，香气浓郁，满足试验需求。

2.2 不同提取方法对橘皮香精油组分的影响

SDE法和溶剂萃取法都是风味化学研究中香精油收集应用较广的方法，通过比较分析（见图1、图2），可以看出：（1）两种方法均能有效地进行柑橘小样品（25.0 g鲜橘皮）的香精油分析，结果能较好的反应橘皮香精油的特征；（2）两种方法所获香精油GC-MS图谱主要成分基本相似，但溶剂萃取法比SDE法所获得香气物质的量稍多，其图谱峰形特别是高沸点物质的图谱峰形较清晰；3）两种方法所获香精油的组分和含量上稍有差异，SDE法获得了45种香气成分，其香气总量（面积比值和）为：1 246.320 4，香精油占干物重为：0.87%。其中前8个含量最高的香气化合物及相对百分含量为：D-柠檬烯（81.86%）、γ-萜品烯（6.11%）、β-月桂烯（2.34%）、3-甲氧基-1,2-丙二醇（1.55%）、芳樟醇（1.34%）、4-三甲基-3-环己烷-1-甲醇（0.86%）、α-蒎烯（0.66%）、α-法呢烯（0.61%）；而溶剂萃取法获得了51种香气成分，其香气总量（面积比值和）为：1 299.086 0，香精油占干物重为：0.91%，其中8个含量最高的香气化合物及相对百分含量为：D-柠檬烯（80.83%）、γ-萜品烯（6.13%）、β-月桂烯（2.35%）、芳樟醇（1.86%）、α-法呢烯（1.03%）、4-三甲基-3-环己烷-1-甲醇（0.96%）、α-蒎烯（0.75%）、1-乙烯基-1-甲基-2,4-双（1-甲乙烯基）环己胺（0.57%）；两种方法中含量较高的8种香气化合物有6种相同；SDE法中7种化合物含量微量或没有被检查到，溶剂萃取法中3种化合物没有被检查出来，其中1号化合物3-甲氧基-1,2-丙二醇含量较高；（4）两种方法都能有效地检测出柑橘香精油的特征性产物，如D-柠檬烯。

图1 SDE法温州蜜柑香精油总离子流色谱图

图2 溶剂萃取法温州蜜柑香精油总离子流色谱图

2.3 不同提取方法对橘皮香精油香气类型的影响

将所分离鉴定的香气组分根据其性质归类，可以看出（表1）。SDE法和溶剂萃取法香精油的组分中主要是烃类物质，其次是醇类、醛类、酯类和杂环类物质，并且含量和相对百分数比较接近。如：SDE法烃类、醇类、醛类、酯类和杂环类所占百分比分别为：94.25%、4.57%、0.52%、0.28%和0.39%；溶剂萃取 法 分 别 为 ：94.18%、4.11%、0.66%、0.49% 和0.57%。表明两种方法在橘皮香精油分离鉴定上差异不大。但两种方法中没有检测到酮类和酸类香气物质，这些成分在已有研究中虽然含量较低，但尚有检出[10-11]。

表1 不同分析方法对香气类型的影响 （%）

3 结论与讨论

采用小样品和快速检测鉴定橘皮中香精油，3种方法中，除压榨法因样品（25.0 g鲜样）较少没有获得足量的橘皮香精油供检测分析用，其余两种方法均能获得足量香精油供检测分析；两种方法在香精油组成、总量和类型上稍有差异，但都能有效地反映橘皮香精油的主要组成和风味特征；此次检测中，两种方法都没有检测出蜜柑中的酮类和酸类香气物质；综合各方法的特点，考虑操作方便、快速、有效、可行等因素，认为溶剂萃取法完全能达到试验的目的。

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