用GC-MS分析微胶囊化对两种精油成分的影响

俞 莉，王春民

(1.苏州市职业大学 教育与人文学院，江苏 苏州 215104；2.苏州市疾病预防控制中心 检验科，江苏 苏州 215004)

用GC-MS分析微胶囊化对两种精油成分的影响

俞 莉1，王春民2

(1.苏州市职业大学 教育与人文学院，江苏 苏州 215104；2.苏州市疾病预防控制中心 检验科，江苏 苏州 215004)

用GC-MS分析比较了两种精油在微胶囊化前后主要成分的变化，发现微胶囊化之后，精油中低沸点的成分因损失而相对含量减小，高沸点成分含量相应增大，而这种变化对精油的香型没有明显影响，却使其香气品质变得更加柔和持久，可以认为这也是微胶囊化的优点之一.

GC-MS；微胶囊化；成分

柠檬、香柠檬均为芸香科柑桔属常绿植物.目前，美国和意大利是柠檬的著名产地，而我国的四川、台湾、广东、广西、福建等地也有栽培，其中四川省资阳市安岳县被称为“中国柠檬之都”，产量占全国的80%.香柠檬则主要产自意大利，用它们的果实或果皮以冷磨、冷榨的方法提取出来的挥发性精油即为柠檬油和香柠檬油，因其清新、灵动之感成为食品、化妆品等行业重要的香料物质，这些芳香精油具有一定的抑菌、抗氧化作用及镇静放松精神、提高工作效率等作用，据称香柠檬油还是芳香疗法中治疗忧郁症的成分之一，因此使用范围很广[1-3].

然而精油中所含的有机物大多是性质不稳定、容易挥发、氧化或分解的成分，在其使用及储藏期间极易受到外界的光照、温度、空气等因素的影响而挥发散失或者氧化变质，缩短使用期限或者改变原来的香气特征、影响使用价值.为保护香精香料物质免受外界因素影响，并延长其释香期限，将其微胶囊化不失为一种十分有效的手段[4-6].那么香精香料经微胶囊化以后其成分、香气特征会发生哪些变化呢？桂卉、李茜等[7-8]通过薄层色谱法验证了包合前后香精成分未发生变化.但香精或精油是许多芳香化合物的混合物，薄层色谱法只能粗略定性，而每种化合物的含量变化无法精确显示.本研究通过GC-MS对柠檬油和香柠檬油及其微囊化产品的成分种类及含量进行分析、对比，以期为微囊化香精的研究及应用提供一定实验数据.

1 材料及方法

1.1 试验材料及设备

1) 材料与试剂：柠檬油、香柠檬油，均来自供应商样品；β-环糊精，无水乙醇，乙酸乙酯，均为国药分析纯试剂；去离子水，自制.

2) 主要仪器：电子天平(梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司)；磁力加热搅拌器(河南爱博特科技发展有限公司)；TRACE GC ULTRA-ISQ GC/MS联用仪(赛默飞世尔科技公司)；真空泵(巩义予华仪器).

1.2 实验方法

1.2.1 微囊化精油的制备

根据现有实验条件及后期研究计划，分别以液态柠檬精油、香柠檬精油为芯材，β-环糊精为壁材，乙醇为分散剂，进行分子包埋，制得一定量的微囊化精油，为白色粉末状，平均粒径小于200目.

制备工艺：称取10 g的β-环糊精在40 ℃水浴条件下溶于10%乙醇溶液中制成饱和溶液，在1 000 r/min的速度搅拌下，将1 mL用少量无水乙醇溶解的精油，缓慢滴加到β-环糊精饱和溶液中(速度约为1 滴/s)，40 ℃保温搅拌3 h进行包埋.将包埋产物室温静置24 h，洗涤、抽滤、40 ℃烘干，即得到精油的微胶囊化产品.

1.2.2 香气强度及品质的比较

将制备好的微囊化精油与相当含量的液体精油同时分别放置于80 ℃烘箱中及室温环境中，一定时间后取出，采用成对比较检验法[9]比较不同环境下两种精油的香气变化.

1.2.3 GC-MS分析

定义 5[9] 一个覆盖决策系统是一个二元组(U, A∪D), A∩D=Ø,其中(U,A)是一个覆盖信息系统,A称为条件属性集,D={d}称为决策属性集,d是名义值或符号值的属性,成立一个映射U→Vd,且Vd={d(x)U}称为决策属性d的值域。

将微囊化精油及相当含量的液态柠檬油、香柠檬油作为样品，分别用无水乙醇提取及溶解，制成含精油1%的乙醇溶液，经高速离心后取上清液直接进样.使用赛默飞世尔科技公司的TRACE GC ULTRA-ISQ GC/MS联用仪进行分析.

气相色谱条件：进样口温度240 ℃，进样量1 µL，载气为高纯氦气，流速1.0 mL/min(恒流模式)；分流比50∶1；色谱柱，TRACE TR-5MS(30 m×0.25 mm×0.25 um)低流失毛细管柱，程序升温，初始温度35 ℃，保持1 min，以每分钟3 ℃的速度升至220 ℃保持25 min，再以每分钟20 ℃的速度升至280 ℃保持1 min.

质谱条件：离子源为EI，离子源温度230 ℃；电子能量70 eV；四极杆温度150 ℃；接口温度250 ℃；扫描范围30～500 amu；扫描周期0.2 s[10].

2 结果与分析

2.1 两种精油的香气特征

在80 ℃烘箱中加热2 h后，液体精油几乎完全挥发散失，而微囊化精油仍保持较强的香气.在室温条件下放置的液体精油，经三四个月也挥发殆尽，而微囊化香精的香气可保持1～2年甚至更长时间.通过辨香对比发现，微囊化精油初闻香味很淡，通过手指轻轻碾压后香气才释放出来.在香气品质方面，微胶囊化对精油的香型几乎没有改变，但液态精油的香味浓郁，给感官以强烈冲激，而微囊化精油的香气更加淡雅、柔和.

4种精油样品经GC-MS分析共得到71～166个不等的峰值，其总离子流见图1—图4，根据NIST谱库检索结果结合相关文献[3]对其中含量超过1%的主要特征组分进行人工比对确定各组分的化学成分并按面积归一化法计算相对含量(见表1、表2).在柠檬油及其微胶囊中主要分离出了柠檬烯、γ-松油烯、柠檬醛、芳樟醇等组分，香柠檬油及其微胶囊中主要分离出了柠檬烯、芳樟醇、乙酸芳樟酯、γ-松油烯、苯甲酸苄酯等组分，这些组分在多数文献中出现，但各组分的含量在不同的样品中各有不同[3].

图1 柠檬油的总离子流图

图2 柠檬油微胶囊的总离子流图

图3 香柠檬油的总离子流图

图4 香柠檬油微胶囊的总离子流图

表1 柠檬油及其微胶囊的主要组分及相对含量

表2 香柠檬油及其微胶囊的主要组分及相对含量

根据GC-MS分析的结果可以看出，柠檬油和香柠檬油经微胶囊化以后，其主要组分特别是特征香气组分的种类没有发生变化，但相对含量有所改变.由表1可见，柠檬油中含量最高的是柠檬烯，该成分使精油带有新鲜、甜美同时稍带辛凉的头香，相对含量由73.57%明显下降为59.03%，使原来的辛凉刺激感降低而变得更加柔和，而其甜美的果香变得更突出明显.而其特征柠檬样香气成分柠檬醛含量由3.05%降为2.23%，变化不大，使微囊香精的体香仍保持了悠然绵长的特性.

香柠檬油中柠檬烯(使其产生清灵、新鲜头香)的含量也是最多的，经微胶囊化以后含量也从39.13%明显降为13.42%，使其原有的清甜果香和橙花香更加清纯和柔美.而其特征性香气成分乙酸芳樟酯，含量由31.05%升高为55.18%，芳樟醇含量由11.18%上升为13.90%，使香柠檬油特有的木香、草香味更加明显.以上变化可能是由于精油中低沸点的萜烯类、醛类化合物在包埋过程中由于加热、搅拌等过程挥发散失较多使相对含量下降，而高沸点醇、酯类物质散失少相对含量相应升高.

另外，微胶囊化的柠檬油和香柠檬油的总离子流图上都出现了一个新的峰值，根据保留时间和扫描结果判断应该是油酸甲酯，而这个组分在不同文献中均未查到，可能是微囊香精在用乙醇提取时或在色谱扫描时其中β-环糊精发生化学分解产生的产物，需要后期进一步通过空白对照品加以研究.

天然精油的成分非常复杂，不同产地、不同品种、不同提取方法都会使组分变化.本实验分离鉴定出的精油组分与相关文献相比还有很多不同，不排除那些因色谱分离条件不够完善或含量极微而无法分离鉴定出的组分.本实验只对两种精油中含量较高的成分进行了比较分析，而芳香成分对香气的贡献不完全依赖含量还要考查其香气阈值.因此在后期研究中还需进一步优化色谱条件并结合芳香物质的香气阈值做更深入的研究.

3 结论

挥发性精油等香精香料物质微胶囊化，可防止挥发、抵抗紫外线、热、氧等的分解作用，增强稳定性，延长释香期限.而β-环糊精本身安全无毒、吸湿性极低而且可生物降解，因此用β-环糊精制成的香精微胶囊可以在食品、服装、纺织业广泛使用.由于微胶囊化对香精香型无影响，而使香气更加缓慢持久释放，香味柔和淡雅清新，更适合用于贴身衣物、床上用品、毛绒玩具的加香整理.

[1] 赵燕琳.基于嗅吸法的香柠檬精油对人体脑电波的影响[D].上海：上海交通大学，2012.

[2] 金紫霖，张启翔，潘会堂，等.芳香植物的特性及对人体健康的作用[J].湖北农业科学，2009，48(5)：1245-1247.

[3] 章斌，侯小桢，秦轶，等.柠檬果皮精油的化学组成、抗氧化及抑菌活性研究[J].食品工业科技，2015，36(5)：126-131.

[4] 肖作兵，吕翠翠，冯涛.β-环糊精/香精包合物研究进展[J].粮食与油脂，2010(3)：12-17.

[5] 吴酉芝，李保国，冯琼.香精微胶囊壁材及微胶囊控制释放[J].中国食品添加剂，2008(6)：75-80.

[6] 丁立忠，杨剑，董文.食用香精微胶囊化研究进展[J].食品添加剂，2009，34(2)：90-94.

[7] 桂卉，刘东文，邹龙，等.白术、木香混合挥发油β-环糊精包合物制备工艺的研究[J].时珍国医国药，2009，20(7)：1682-1684.

[8] 李茜，赵生俊，蒋宇宁，等.降香挥发油包合工艺研究[J].新疆医科大学学报，2010，33(7)：793-796.

[9] 中国轻工业联合会.GB/T 14454.2-2008 香料 香气评定法[S].北京：中国标准出版社，2008：16-19.

[10] 中国轻工业联合会.GB/T 11538-2006/ISO 7609：1985 精油-毛细管柱气相色谱分析-通用法[S].北京：中国标准出版社，2006.

[11] 董丽，郭红云，王翔.柠檬油化学成分的GC-MS分析[J].河南职业技术师范学院学报，2004，32(1)：48-50.

[12] 朱春华，李进学，高俊燕，等.GC-MS分析柠檬不同品种果皮精油成分[J].现代食品科技，2012，28(9)：1223-1227.

[13] 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.

(责任编辑：李 华)

Study on the Effects of Microencapsulation on the Components of Two Kinds of Essential Oil by GC-MS

YU Li1，WANG Chun-min2
(1.School of Education and Humanities，Suzhou Vocational University，Suzhou 215104，China；2.Clinical Laboratory，Suzhou Center for Disease Control and Prevention，Suzhou 215004，China)

The components and relative contents before and after the microencapsulation of two kinds of essential oil are analyzed and compared. It is found that after microencapsulation the relative contents of lowboiling components of the essential oil decrease because of losses，but the contents of high-boiling components increase accordingly， and these changes do not signifcantly affect the favor of the oil， but the aroma quality of the oil has become more gentle and lasting. It is believed that is one of the advantages of microencapsulation.

GC-MS；microencapsulation；components

TQ654

A

1008-5475(2016)04-0035-04

2016-08-05；

2016-09-01

江苏省丝绸织绣产品功能检测试验基地建设项目；苏州市职业大学大学生科技创新项目(2010SZDX22)

俞 莉(1971-)，女，江苏苏州人，讲师，主要从事食品、纺织品等产品开发及检测研究.

俞莉，王春民.用GC-MS分析微胶囊化对两种精油成分的影响[J].苏州市职业大学学报，2016，27(4)：35-38.