桂花(Osmanthus fragrants Lour)別稱木樨、丹桂、巖桂,屬木樨科常綠灌木或喬木,在我國南方廣西、貴州、福建、湖南、浙江、江蘇等各省(自治區(qū))均有栽培。桂花品種繁多,具有代表性的有金桂、銀桂、丹桂、月桂等 4 種。桂花不僅具有較高的觀賞價值,而且具有極高的食用、藥用價值,我國自古就有食用桂花糕、釀制桂花酒的習(xí)俗;以桂花為原料制作的桂花茶對于舒緩喉嚨痛、改善多痰與咳嗽癥狀、開胃醒神、健脾補(bǔ)虛、防治十二指腸潰瘍具有很好的保健功能。桂花因香氣清新、高雅而深受大眾喜愛,是一種高檔的天然香料,被廣泛應(yīng)用于化工、制藥、食品等行業(yè)。
桂花精油是天然金桂的提取物,是目前一種不能人工合成的高檔花香香料,也是我國的特有產(chǎn)品。桂花精油的香味成分主要包括紫羅蘭酮類、醇類、氧化芳樟醇類、六羥基紫杉烯等芳香物質(zhì)。從桂花中提取、濃縮精油不僅很好地解決了桂花難以貯藏的問題,而且便于運(yùn)輸、加工。目前,桂花精油的提取方法很多,主要有水蒸氣蒸餾法、壓榨法(擠壓法)、脂吸法(脂肪冷吸法)、浸泡法(溶劑溫浸法)、浸提法(索氏抽提法)、超聲波萃取法等 。不同提取方法各有優(yōu)、缺點,以有機(jī)溶劑法操作最為簡單易行,且生產(chǎn)成本低。本研究借助超聲波萃取技術(shù) ,使用乙醇、石油醚、二氯甲烷、正己烷 4 種不同溶劑對桂花進(jìn)行浸提,以精油提取率和主要芳香物質(zhì)相對含量為標(biāo)準(zhǔn),尋找提取溶劑,以期為桂花精油的綜合開發(fā)利用提供一定的理論依據(jù)。
1 、材料與方法
1、 1 材料與試劑
鮮桂花,采自江蘇農(nóng)牧科技職業(yè)學(xué)院;乙醇(95%)、石油醚(沸程 60 ~90 ℃)、二氯甲烷、正己烷、無水硫酸鈉,均為分析純;試驗所用水均為蒸餾水。
1、 2 試驗方法
1、2、 1 原料前處理
敲落新鮮桂花,清除雜物,整理干凈,放置于室內(nèi)陰干后備用 。
1、2、 2 不同溶劑提取桂花精油的比較
用電子天平稱取含水量一致的 50 g 干桂花于 500 mL 燒杯中,按 1 g ∶ 9 mL 的料液比,分別以乙醇、石油醚、二氯甲烷、正己烷為溶劑,用超聲波輔助法提取桂花精油。超聲頻率選擇 45 kHz,超聲功率為100 W,超聲時間為45 min,超聲溫度為60 ℃。收集桂花精油的乙醇萃取液,用無水硫酸鈉干燥,密封保存于 - 18 ℃ 冰箱中,用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(將轉(zhuǎn)速調(diào)至100 r/min,溫度設(shè)為 50 ℃,待溫度穩(wěn)定后再調(diào)至 60 ℃)小心濃縮除去全部乙醇,稱量后置于冰箱中凍藏,待用于氣相色譜 - 質(zhì)譜(GC - MS)分析。提取試驗每組做 3 個平行,取平均值。
1、3.、3 桂花精油提取率的計算
對濃縮干燥后的精油稱質(zhì)量,并按下式計算精油提取率:精油提取率 = (精油質(zhì)量/干桂花質(zhì)量) ×100%。
1、 3、 4 桂花精油的感官評定
按照 GB 1886. 24—2015《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品添加劑 桂花浸膏》分別對提取精油的顏色、狀態(tài)、氣味進(jìn)行感官評定。
1、3、 5 桂花精油的定性和定量分析
桂花精油的 GC - MS測定 條 件。HP - 5Ms 毛 細(xì) 管 色 譜 柱 (30 m × 25 mm ×0. 25 μm):載氣為高純氮氣(純度為 99. 999%),進(jìn)樣口溫度為 250 ℃,進(jìn)樣量為 1 μL,分流比為 50 ∶ 1。程序升溫:初始柱溫為 50 ℃,按 5 ℃ /min 升至 200 ℃,再按 10 ℃ /min 升至280 ℃。電離方式:電子電離(EI),電子能量為70 eV,離子源
溫度為 230 ℃,四級桿溫度為 150 ℃,掃描質(zhì)量范圍為 30 ~550 amu。
桂花精 油 的 GC - MS 分 析: 取 試 驗 所 得 桂 花 精 油0. 1 mL,用正己烷稀釋并定容至 10 mL。取一定量的稀釋液,利用氣相色譜 - 質(zhì)譜聯(lián)用儀進(jìn)行分析,根據(jù)總離子流圖,用峰面積歸一法計算各組分的相對百分含量 。用 Wiley275. L、NIST98. L 2 個譜庫對采集到的質(zhì)譜圖中的香氣成分進(jìn)行串聯(lián)檢索,以確定桂花精油的香氣成分。
2、 結(jié)果與分析
2、 1 用不同溶劑提取桂花精油的提取率比較
取含水量一致的干桂花,在相同的提取條件下,分別用乙醇、石油醚、二氯甲烷和正己烷作為溶劑,經(jīng)超聲波提取,測定其精油提取率。由圖 1 可以看出,用乙醇、石油醚、二氯甲烷、正己烷 4 種溶劑提取桂花精油的提取率分別為(2. 73 ±0. 11)%、(3. 80 ± 0. 16)%、(3. 12 ± 0. 12)%、(2. 46 ±0. 08)%,其中以石油醚為溶劑時所得桂花精油的提取率高。
2、 2 用不同溶劑提取桂花精油的 GC - MS 分析結(jié)果
2、 2、 1 用乙醇提取桂花精油的 GC - MS 分析結(jié)果
將以乙醇為提取液、經(jīng)超聲波提取得到的桂花精油按照“1. 3. 5”節(jié)的操作進(jìn)行各組分的定性和定量分析 。由表 1 可知:以乙醇為溶劑所提取的桂花精油中酮類物質(zhì)主要包括四氫化紫羅蘭酮、紫羅蘭酮和 α - 紫羅蘭酮,總含量為(2. 373 5 ±0. 015 6)%;酯類物質(zhì)主要包括二丙烯酸二甲酯、氰基乙酸 -2 - 乙基己酯和氯乙酸四硝基苯酯,相對含量為(8. 449 4 ±0. 053 6)%,酯類相對含量遠(yuǎn)高于紫羅蘭酮;此外,還含有少量的四乙基苯甲酸環(huán)乙烷[(0. 231 8 ±0. 002 4)%]和葉綠醇乙酸鹽[(0. 335 2 ±0. 007 2)%]。
2、 2、 2 用石油醚提取桂花精油的 GC - MS 分析結(jié)果
以石油醚為提 取液,將 經(jīng)超聲波提取得到 的 桂 花 精 油 按 照
“1. 3. 5”節(jié)的操作進(jìn)行各組分的定性、定量分析。由表 2 可以看出:與以乙醇為提取溶劑相比,以石油醚為溶劑所提取的桂花精油化學(xué)組分種類多、構(gòu)成復(fù)雜,主要包括醇類(芳樟醇、甲基 -5,11,14,17 - 二十烷脂鯉烯醇)、紫羅蘭酮、棕櫚
酸、亞麻酸酯和烯類(六羥基紫杉烯、反式十九烯)等。其中,紫羅蘭酮的相對含量為(40. 349 8 ±1. 402 7)%,芳樟醇含量為(25. 461 0 ±1. 289 9)%,甲基 -5,11,14,17 - 二十烷脂鯉烯醇含量為 (10. 563 7 ± 0. 556 6)%,亞麻酸酯含量 為(2. 287 2 ± 0. 086 5 )%,棕 櫚 酸 含 量 為 ( 4. 186 6 ±0. 165 5)%,六羥基紫杉烯含量為(5. 278 3 ± 0. 076 3)%,反式十九烯含量為(1. 454 0 ±0. 033 2)%。
2. 2. 3 用二氯甲烷提取桂花精油的 GC - MS 分析結(jié)果
以二氯甲烷為提取液,經(jīng)超聲波提取得到的桂花精油按照“1. 3. 5”節(jié)的操作進(jìn)行各組分定性和定量分析。由表 3 可知:以二氯甲烷為溶劑所提取的桂花精油中含有較多的酸類物質(zhì),主要包括肉豆蔻酸、棕櫚酸、十八碳二烯酸、亞油酸,相對含量為(6. 924 9 ± 0. 294 0)%;芳樟醇含量為(4. 969 9 ±0. 147 9)%;紫羅蘭酮的相對含量較低,僅為(0. 687 0 ±0. 035 6)%;酯類包括棕櫚酸乙酯、亞麻油乙酯,總含量為(5. 432 0 ±0. 221 2)%;此外,還含有少量的烯類物質(zhì)[茨烯,含量為(0. 272 4 ±0. 008 8)%]。
2.2.4 用正己烷提取桂花精油的 GC -MS 分析結(jié)果
以正己烷為提取液,經(jīng)超聲波提取得到的桂花精油按照“1. 3. 5”節(jié)的操作進(jìn)行各組分定性和定量分析。由表 4 可知:以正己烷為溶劑提取的桂花精油中紫羅蘭酮包括 3 - 氧 - α - 紫羅蘭酮、3 - 氧 - β - 紫羅蘭酮、3 - 氧 -7,8 - 二氫 - α - 紫羅蘭酮,總含量為(0. 930 0 ± 0. 024 7)%;芳樟醇含量為(1.473 1 ±0. 077 3)%;羥基對二苯代乙烯含量為(2.317 0 ±0.063 3)%;十八醛含量為(2. 656 0 ±0. 084 7)%;硬脂酸含量為(1. 044 4 ±0. 027 8)%;3 - 乙基 - 3 - 甲基庚烷含量為(0. 411 6 ±0. 084 2)%。可以看出,紫羅蘭酮和芳樟醇含量均不高。
2、 3 用不同溶劑提取桂花精油的感官評價及組分分析
對不同溶劑提取的桂花精油進(jìn)行感官分析和組分比較。
由表 5 可以看出:用乙醇、石油醚、二氯甲烷、正己烷 4 種不同溶劑提取桂花精油,主要香味成分紫羅蘭酮相對含量排序為石油醚 > 乙醇 > 正己烷 > 二氯甲烷,石油醚與其他 3 種溶劑之間存在極顯著差異(P < 0. 01),正己烷和二氯甲烷之間差異較小;石油醚、二氯甲烷、正己烷 3 種溶劑提取桂花精油中醇類物質(zhì)相對含量排序為石油醚 > 二氯甲烷 > 正己烷,3 種溶劑之間存在極顯著差異;乙醇、石油醚、二氯甲烷 3 種溶劑提取桂花精油中酯類物質(zhì)相對含量排序為乙醇 > 二氯甲烷 >石油醚,3 種溶劑之間存在極顯著差異;4 種不同溶劑提取桂花精油中其他芳香物質(zhì)相對含量排序為石油醚 > 二氯甲烷 >正己烷 > 乙醇,溶劑之間同樣存在極顯著差異。以乙醇為溶劑,桂 花 精 油 中 含 有 少 量 紫 羅 蘭 酮 類 [( 2. 373 5 ±0. 015 6)%],酯 類 的 相 對 含 量 較 高 [( 8. 450 4 ±0. 053 6)%];以石油醚作為溶劑,桂花精油中紫羅蘭酮相對含量 為 (40. 349 8 ± 1. 402 7)%,醇 類 的 相 對 含 量 為(36. 024 7 ± 1. 846 5)%,其 中 芳 樟醇 含量 為 (25. 461 ±1. 289 9)%,甲基 - 5,11,14,17 - 二十烷脂鯉烯醇含量為(10. 563 7 ± 0. 556 6)%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他 3 種溶劑所得提取物,此外還含有少量亞麻酸酯、棕櫚酸、六羥基紫杉烯、反式十九烯等香味物質(zhì)。以二氯甲烷和正己烷為溶劑,紫羅蘭酮和醇類物質(zhì)相對含量遠(yuǎn)不及以石油醚作溶劑所提取桂花精油中的相對含量。同時采用乙醇、石油醚、二氯甲烷和正己烷 4 種不同的溶劑提取桂花精油,在狀態(tài)、氣味和顏色上有所區(qū)別,以石油醚作為溶劑提取的精油,呈橙黃色浸膏狀,具有濃郁的桂花香味,品質(zhì)好。
3 、結(jié)論
本研究采用超聲波輔助法從桂花中提取精油,考察乙醇、石油醚、二氯甲烷、正己烷 4 種不同溶劑所得精油的提取率。結(jié)果表明,4 種不同溶劑桂花精油的提取率分別為(2. 73 ± 0. 11)% 、(3. 80 ± 0. 16)% 、(3. 12 ± 0. 12)% 、(2. 46 ±0. 08)% ,其中以石油醚為溶劑所得桂花精油的提取率高。GC - MS 分析表明,桂花精油的主要香氣成分為紫羅蘭酮、芳樟醇、酯類等物質(zhì),相對含量較高的為紫羅蘭酮和醇類。以石油醚作為溶劑,所得精油中有較高含量的紫羅蘭酮[(40. 349 8 ± 1. 402 7)% ]、醇類[(36. 024 7 ±1. 846 5)%]等芳香物質(zhì),且感官品質(zhì)較好。因此可以看出,將石油醚用于桂花精油的提取有利于提高精油的得率和質(zhì)量。
文章原作:江蘇農(nóng)牧科技職業(yè)學(xué)院
鄭 義,賈紀(jì)萍,邵鳳玲,張煥新
文章摘自:桂花精油的提取及芳香物質(zhì)分析