黃東業(yè) 李志華 劉鴻 農(nóng)李政 白家峰 寧振興 宋凌勇 劉紹華 龍章德 吳彥

摘要：【目的】優(yōu)化蓽澄茄揮發(fā)油提取工藝，并研究其對(duì)卷煙吸食品質(zhì)的影響，為天然植物在卷煙中的進(jìn)一步應(yīng)用提供新方向及思路?！痉椒ā坎捎盟魵庹麴s法提取蓽澄茄揮發(fā)油，利用響應(yīng)面法優(yōu)化其提取工藝，并通過評(píng)吸法評(píng)價(jià)其對(duì)卷煙吸食品質(zhì)的影響。【結(jié)果】蓽澄茄揮發(fā)油最佳提取工藝條件：液料比2.5∶1、浸泡時(shí)間18 h、蒸餾時(shí)間1 h，將在此條件下提取的揮發(fā)油添加至卷煙中進(jìn)行評(píng)吸，評(píng)吸得分為90.5分，略高于預(yù)測值（90.0分）。蓽澄茄揮發(fā)油能起到提升卷煙香氣質(zhì)、降低煙氣刺激性、改善余味、掩蓋雜氣等作用，對(duì)卷煙吸食品質(zhì)有較好的促進(jìn)作用。【結(jié)論】優(yōu)化條件下提取的蓽澄茄揮發(fā)油對(duì)提升卷煙的吸食品質(zhì)效果最佳，可用于卷煙加香和品質(zhì)的提升。

關(guān)鍵詞： 蓽澄茄；揮發(fā)油；工藝優(yōu)化；卷煙；吸食品質(zhì)；加香

中圖分類號(hào)： TS264.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-1191（2016）10-1761-05

0 引言

【研究意義】蓽澄茄（Fructus Litseae）為樟科植物山雞椒[Litsea cubeba（Lour.） Pers.]的干燥成熟果實(shí)，主要分布于我國廣西、四川、浙江等地。中醫(yī)記載蓽澄茄為溫里藥，性溫，昧辛，能行氣、溫中散寒、止痛，可用于治療脘腹冷痛、寒濕、寒疝、胃寒呃逆、腹痛等（國家藥典委員會(huì)，2005）。已有研究表明，蓽澄茄揮發(fā)油具有降低膽固醇、促進(jìn)消化、抗心血管疾病等作用（閆佳旭等，2013），在我國煙草行業(yè)大力發(fā)展中式特色卷煙的背景下，若能將蓽澄茄揮發(fā)油應(yīng)用于卷煙中以提高其吸食品質(zhì)，對(duì)于天然植物的有效利用及中式特色卷煙的發(fā)展將具有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】近年來，已有不少學(xué)者對(duì)蓽澄茄揮發(fā)油進(jìn)行了研究，主要集中在其成分（張婭南和王飛，2009；程煥等，2013）、藥理（湯杰等，2011；張明發(fā)和沈雅琴，2011；張小麗等，2015）及養(yǎng)生保健價(jià)值（閆佳旭等，2013）等方面。作為各種研究的基礎(chǔ)，蓽澄茄揮發(fā)油成分的提取工藝研究相對(duì)較早，相關(guān)研究報(bào)道也不少，如湯杰等（2008）采用超臨界二氧化碳萃取技術(shù)對(duì)蓽澄茄揮發(fā)油進(jìn)行萃取，通過正交試驗(yàn)優(yōu)化其工藝，隨后研究其在鎮(zhèn)痛方面的活性；王姿媛等（2008）通過正交試驗(yàn)優(yōu)化蓽澄茄揮發(fā)油的超臨界二氧化碳萃取工藝，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究其藥效；程軒軒和黃鏗（2012）則采用水蒸氣蒸餾技術(shù)制備蓽澄茄揮發(fā)油，通過正交試驗(yàn)得到其最佳提取工藝，建立了提取過程動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)模型?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】目前，已有較多關(guān)于天然植物揮發(fā)油應(yīng)用于卷煙的研究報(bào)道（孟祥東，2014；邱婷和黃正虹，2015；吳恒等，2015），但尚未見蓽澄茄揮發(fā)油的應(yīng)用研究報(bào)道。【擬解決的關(guān)鍵問題】從廣西特色植物蓽澄茄中提取揮發(fā)油添加至卷煙中，優(yōu)化其提取工藝，并通過評(píng)吸法評(píng)價(jià)蓽澄茄揮發(fā)油對(duì)卷煙吸食品質(zhì)的影響，為天然植物在卷煙中的進(jìn)一步應(yīng)用提供新方向及思路。

1 材料與方法

1. 1 試驗(yàn)材料

蓽澄茄購自南寧市景昌中藥材有限公司，無水乙醇、無水硫酸鈉購自國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。主要儀器設(shè)備：常規(guī)水蒸氣蒸餾揮發(fā)油裝置（肥城金塔機(jī)械有限公司）、HH-6型電熱恒溫水浴鍋（常州澳華儀器有限公司）、KDM型調(diào)溫電熱套（山東省鄄城新華電熱儀器廠）、N-1100型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（東京理化器械株式會(huì)社）、BINDER恒溫恒濕箱（德國Binder公司）、AB204-S型電子分析天平（瑞士梅特勒—托利多公司）。

1. 2 試驗(yàn)方法

1. 2. 1 蓽澄茄揮發(fā)油提取 將洗凈的蓽澄茄粉碎，過40目篩后，取一定量樣品置于2000 mL圓底燒瓶中，加入一定量蒸餾水，浸泡一定時(shí)間；再接到水蒸氣蒸餾裝置上，蒸餾一段時(shí)間得到蓽澄茄揮發(fā)油，然后用無水乙醇稀釋100倍并以無水硫酸鈉干燥過夜。

1. 2. 2 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì) 分別考察液料比（1∶1、2∶1、3∶1、4∶1和5∶1）、浸泡時(shí)間（12、24、26、48和60 h）、蒸餾時(shí)間（1、2、3、4和5 h）對(duì)添加蓽澄茄揮發(fā)油卷煙評(píng)吸得分的影響。

1. 2. 3 響應(yīng)面法優(yōu)化蓽澄茄揮發(fā)油提取工藝 在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選擇液料比、浸泡時(shí)間、蒸餾時(shí)間為自變量，以評(píng)吸得分為評(píng)價(jià)指標(biāo)，根據(jù)Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)原理采用3因素3水平的響應(yīng)面分析法，確定蓽澄茄揮發(fā)油提取的最佳工藝參數(shù)。響應(yīng)面試驗(yàn)因素水平如表1所示。

1. 2. 4 加香評(píng)吸 在溫度（22±1）℃、相對(duì)濕度（60±2）%的條件下，將一定量未加香加料的煙絲進(jìn)行平衡，之后對(duì)其進(jìn)行蓽澄茄揮發(fā)油加香評(píng)吸試驗(yàn)。加香條件為：蓽澄茄揮發(fā)油添加量0.1 μg/mL，稀釋溶劑為70%乙醇溶液。加香后的煙絲在溫度（22±1）℃、相對(duì)濕度（60±2）%的恒溫恒濕箱中平衡48 h，之后卷成卷煙，由10名廣西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)中心評(píng)吸評(píng)委進(jìn)行評(píng)吸。具體評(píng)吸方法參考GB 5606.4-2005《卷煙 第4部分：感官技術(shù)要求》，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。

1. 3 統(tǒng)計(jì)分析

利用SPSS 17.0對(duì)單因素試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析，Design-Expert V 8.0.6.1對(duì)響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2. 1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2. 1. 1 液料比對(duì)添加蓽澄茄揮發(fā)油卷煙評(píng)吸得分的影響 由圖1可知，在固定浸泡時(shí)間24 h、蒸餾時(shí)間2 h的條件下，隨著液料比的增大，添加蓽澄茄揮發(fā)油卷煙評(píng)吸得分呈先升高后降低的變化趨勢。當(dāng)液料比為3∶1時(shí)，評(píng)吸得分最高（90.0分），顯著高于其他液料比（P<0.05，下同）；之后隨著液料比的繼續(xù)增大，卷煙評(píng)吸得分不斷下降。液料比為1∶1、2∶1和3∶1的評(píng)吸得分相對(duì)較高，故選擇這3個(gè)水平進(jìn)行響應(yīng)面試驗(yàn)。

2. 1. 2 浸泡時(shí)間對(duì)添加蓽澄茄揮發(fā)油卷煙評(píng)吸得分的影響 由圖2可知，在固定液料比3∶1、蒸餾時(shí)間2 h的條件下，隨著浸泡時(shí)間的延長，添加蓽澄茄揮發(fā)油卷煙的評(píng)吸得分呈緩慢升高后緩慢降低的變化趨勢，總體變化幅度較小。當(dāng)浸泡時(shí)間為24 h時(shí)，評(píng)吸得分最高（80.0分），顯著高于浸泡時(shí)間為12、48和60 h的評(píng)吸得分；之后隨著浸泡時(shí)間的繼續(xù)延長，評(píng)吸得分緩慢降低。浸泡時(shí)間為12、24和36 h時(shí)，卷煙的評(píng)吸得分相對(duì)較高，故選擇這3個(gè)水平進(jìn)行響應(yīng)面試驗(yàn)。

2. 1. 3 蒸餾時(shí)間對(duì)添加蓽澄茄揮發(fā)油卷煙評(píng)吸得分的影響 由圖3可知，在固定液料比3∶1、浸泡時(shí)間24 h的條件下，隨著蒸餾時(shí)間的延長，添加蓽澄茄揮發(fā)油卷煙的評(píng)吸得分呈先升高后快速降低的變化趨勢。當(dāng)蒸餾時(shí)間為3 h時(shí)，評(píng)吸得分最高（90.0分），顯著高于其他蒸餾時(shí)間的評(píng)吸得分；之后隨著蒸餾時(shí)間的延長，評(píng)吸得分迅速降低。表明蒸餾時(shí)間過長，提取出的蓽澄茄揮發(fā)油對(duì)卷煙吸食品質(zhì)的負(fù)面影響越大。蒸餾時(shí)間為1、2和3 h時(shí)，卷煙的評(píng)吸得分相對(duì)較高，故選擇這3個(gè)水平進(jìn)行響應(yīng)面試驗(yàn)。

2. 2 響應(yīng)面法對(duì)蓽澄茄揮發(fā)油提取工藝的優(yōu)化

2. 2. 1 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果 蓽澄茄揮發(fā)油提取工藝的響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果見表3。利用Design-Expert V 8.0.6.1對(duì)表3數(shù)據(jù)進(jìn)行二次多元回歸擬合，得到模型的二次多項(xiàng)回歸方程：Y=83.60+6.88A-6.31B-4.56C-

1.25AB+4.00AC-0.88BC-5.36A2-5.49B2+0.26C2。

為了檢驗(yàn)方程的有效性，對(duì)評(píng)吸得分的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行方差分析，結(jié)果見表4。在模型中P<0.05，表明回歸模型達(dá)顯著水平，而失擬項(xiàng)P=0.2231，大于0.05，表明失擬項(xiàng)不顯著。該模型一次項(xiàng)A極顯著（P<0.01，下同），B和C顯著，說明液料比（A）對(duì)卷煙評(píng)吸得分有極顯著影響，浸泡時(shí)間（B）和蒸餾時(shí)間（C）對(duì)卷煙評(píng)吸得分有顯著影響。在所選取的因素水平范圍內(nèi)，對(duì)評(píng)吸得分的影響程度為：液料比>浸泡時(shí)間>蒸餾時(shí)間。交互項(xiàng)AB、AC和AB的P分別為0.6565、0.1809和0.7546，均大于0.05，對(duì)響應(yīng)值無顯著影響（P>0.05，下同）；二次項(xiàng)A2、B2和C2的P依次為0.0803、0.0748和0.9231，均大于0.05，對(duì)響應(yīng)值也無顯著影響。

2. 2. 2 蓽澄茄揮發(fā)油提取工藝參數(shù)的確定 利用Design-Expert V 8.0.6.1對(duì)所得的回歸方程求解，在本研究選取范圍內(nèi)獲得蓽澄茄揮發(fā)油最佳提取工藝條件為：液料比2.53∶1、浸泡時(shí)間18.03 h、蒸餾時(shí)間1.03 h，在此預(yù)測最佳條件下，卷煙的評(píng)吸得分為90.0分。通過實(shí)際試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，將工藝條件微調(diào)為：液料比2.5∶1、浸泡時(shí)間18 h、蒸餾時(shí)間1 h，實(shí)際卷煙評(píng)吸得分為90.5分，略高于預(yù)測值。

3 討論

目前，我國煙草行業(yè)正大力發(fā)展中式特色卷煙，已有不少學(xué)者研究將天然植物揮發(fā)油應(yīng)用于卷煙中，以改善卷煙吸食品質(zhì)、提升香氣質(zhì)、減少刺激性，如孟祥東（2014）將金銀花揮發(fā)油添加至卷煙中，發(fā)現(xiàn)其可改善卷煙的香氣質(zhì)；吳恒等（2015）將檸檬葉揮發(fā)油添加至卷煙中，發(fā)現(xiàn)檸檬葉揮發(fā)油能起到改善余味的作用；但至今尚未見蓽澄茄揮發(fā)油應(yīng)用于卷煙的研究報(bào)道。本研究將蓽澄茄揮發(fā)油添加至卷煙中，以考察其對(duì)卷煙吸食品質(zhì)的影響，結(jié)果表明，蓽澄茄揮發(fā)油能起到提升卷煙香氣質(zhì)、降低煙氣刺激性、改善余味、掩蓋雜氣等作用，對(duì)卷煙吸食品質(zhì)有較好的影響，卷煙評(píng)吸得分達(dá)90.5分。許多植物提取物具有濃郁的植物特征香，與卷煙中的煙草本香難以諧調(diào)，甚至?xí)档途頍熛銡赓|(zhì)（李志華等，2014），而蓽澄茄揮發(fā)油中的藥香能較好地與煙草本香諧調(diào)并可提升香氣質(zhì)，具有應(yīng)用潛力。

本研究還發(fā)現(xiàn)，不同工藝條件下提取的蓽澄茄揮發(fā)油對(duì)卷煙吸食品質(zhì)影響也有所不同。當(dāng)液料比例過大、浸泡時(shí)間過久、蒸餾時(shí)間過長時(shí)，所獲得揮發(fā)油對(duì)卷煙香氣質(zhì)提升無明顯效果甚至具有降低作用；而當(dāng)液料比小于3∶1、浸泡時(shí)間在36 h以內(nèi)、蒸餾時(shí)間不超過1 h時(shí)，所獲得揮發(fā)油能夠提升卷煙吸食品質(zhì)，與孟祥東（2014）的研究結(jié)果相似，即適量的植物揮發(fā)油添加到卷煙中能提升卷煙香氣質(zhì)、掩蓋雜氣，而當(dāng)添加量過大或添加濃度過高時(shí)會(huì)使香氣與煙香不協(xié)調(diào)，甚至掩蓋卷煙本身香氣。本研究優(yōu)化的蓽澄茄揮發(fā)油提取工藝可為其在卷煙中的進(jìn)一步應(yīng)用提供技術(shù)參考。

本研究優(yōu)化了蓽澄茄揮發(fā)油提取工藝，并評(píng)價(jià)了其對(duì)卷煙吸食品質(zhì)的總體影響，但蓽澄茄揮發(fā)油中哪些成分對(duì)卷煙吸食品質(zhì)的各項(xiàng)指標(biāo)有積極的影響，哪些成分有消極的影響，均有待進(jìn)一步探究。

4 結(jié)論

本研究結(jié)果表明，在液料比2.5∶1、浸泡時(shí)間18 h、水蒸氣蒸餾時(shí)間1 h的條件下提取得到的蓽澄茄揮發(fā)油對(duì)提升卷煙的吸食品質(zhì)效果最佳，可應(yīng)用于卷煙加香和品質(zhì)提升。

參考文獻(xiàn)：

程煥，曹玉敏，黃海智，章宏慧，陳榮榮，葉興乾. 2013. SPME及SDE/GC-MS聯(lián)用測定蓽澄茄中揮發(fā)性成分[J]. 中國食品學(xué)報(bào)，13（10）：239-245.

Cheng H，Cao Y M，Huang H Z，Zhang H H，Chen R R，Ye X Q. 2013. Characterisation of volatile composition of Fructus Litseae by HS-SPME and SDE coupled to GC-MS[J]. Journal of Chinese Institute of Food Science and Technology，13（10）：239-245.

程軒軒，黃鏗. 2012. 蓽澄茄揮發(fā)油的成分分析及提取過程動(dòng)力學(xué)研究[J]. 廣東藥學(xué)院學(xué)報(bào)，28（1）：33-36.

Cheng X X，Huang K. 2012. Study on chemical constituents and kinetic models of volatile oil from Litsea cubeba[J]. Journal of Guangdong Pharmaceutical University，28（1）：33-36.

國家藥典委員會(huì). 2005. 中華人民共和國藥典（一部）[K]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社：163.

Chinese Pharmacopoeia Commission. 2005. Pharmacopoeia of China（The 1st Section）[K]. Beijing：Chemistry Industry Press：163.

李志華，吳彥，楊凱，陳義昌，黃善松，宋凌勇，胡超，班強(qiáng)，王艷偉，杜樹山，黃東業(yè). 2014. 大果木姜子莖揮發(fā)油化學(xué)成分分析及在卷煙中的應(yīng)用[J]. 香料香精化妝品，（5）：25-28.

Li Z H，Wu Y，Yang K，Chen Y C，Huang S S，Song L Y，Hu C，Ban Q，Wang Y W，Du S S，Huang D Y. 2014. Analysis of essential oil from stem of Cinnamomum migao H. W. Li and its application in cigarette flavoring[J]. Flavour Fragrance Cosmetics，（5）：25-28.

孟祥東. 2014. 金銀花揮發(fā)油復(fù)合酶輔助超聲波法提取工藝及在卷煙中的應(yīng)用研究[J]. 科技成果管理與研究，（5）：36-39.

Meng X D. 2014. Extraction process of volatile oil from Flos lonicerae by the method of ultrasonic assisted with complex enzyme and its application in cigarette[J]. Management and Research of Scientific & Technological Achievements，（5）：36-39.

邱婷，黃正虹. 2015. 同時(shí)蒸餾萃取法提取葡萄干揮發(fā)油及其在卷煙中的應(yīng)用研究[J]. 安徽農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，43（34）：97-98.

Qiu T，Huang Z H. 2015. Study on simultaneous distillation extraction of essential oil in rasins and its application in cigarettes[J]. Journal of Anhui Agricultural Sciences，43（34）：97-98.

湯杰，萬進(jìn)，施春陽，方建國，王文清. 2008. 蓽澄茄超臨界二氧化碳提取工藝及其鎮(zhèn)痛活性評(píng)價(jià)[J]. 中南藥學(xué)，6（3）：301-303.

Tang J，Wan J，Shi C Y，F(xiàn)ang J G，Wang W Q. 2008. Technology of supercritical CO2 extraction from Fructus Litseae and its analgesic activity[J]. Central South Pharmacy，6（3）：301-303.

湯杰，萬進(jìn)，施春陽. 2011. 蓽澄茄超臨界二氧化碳萃取提取物的藥效學(xué)研究[J]. 醫(yī)藥導(dǎo)報(bào)，30（2）：193-196.

Tang J，Wan J，Shi C Y. 2011. Pharmacodynamic study on supercritical CO2 extract from Fructus Litseae[J]. Herald of Medicine，30（2）：193-196.

王姿媛，何澤民，姜笑寒. 2008. 蓽澄茄超臨界萃取物工藝篩選及藥效學(xué)研究[J]. 時(shí)珍國醫(yī)國藥，19（7）：1722-1724.

Wang Z Y，He Z M，Jiang X H. 2008. Optimization on the craft of SFE-CO2 extraction for Litsea cubeba（Lour.） Pres. and its pharmacodynamic research[J]. Lishizhen Medicine and Materia Medica Research，19（7）：1722-1724.

吳恒，陰耕云，黃靜，殷沛沛， 蔣卓芳，韓智強(qiáng). 2015. 尤力克檸檬葉揮發(fā)油成分分析及其在卷煙加香中的應(yīng)用[J]. 江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，27（8）：80-83.

Wu H，Yin G Y，Huang J，Yin P P，Jiang Z F，Han Z Q. 2015. Analysis of volatile oil components of Eureka lemon leaves and their application in cigarette perfuming[J]. Acta Agriculturae Jiangxi，27（8）：80-83.

閆佳旭，劉慧，杜漠，張歡，熊本濤，王衛(wèi)衛(wèi)，鞏江，倪士峰. 2013. 蓽澄茄藥學(xué)研究概況[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，41（18）：7765-7767.

Yan J X，Liu H，Du M，Zhang H，Xiong B T，Wang W W，Gong J，Ni S F. 2013. Overview of pharmaceutical research on Fructus Litseae[J]. Journal of Anhui Agricultural Sciences，41（18）：7765-7767.

張明發(fā)，沈雅琴. 2011. 蓽澄茄及其有效成分檸檬醛的抗病原體作用[J]. 上海醫(yī)藥，32（10）：495-497.

Zhang M F，Shen Y Q. 2011. Antiviral function of Fructus Litseae and its effective components lemon aldehyde[J]. Shanghai Medical and Pharmaceutical Journal，32（10）：495-497.

張小麗，張濤，陳瑞明，張亞紅，姜姍姍，李芳，柴焱，張?zhí)? 2015. 蓽澄茄不同極性提取物對(duì)豚鼠膽結(jié)石形成及其生化指標(biāo)的影響[J]. 西北藥學(xué)雜志，30（4）：376-378.

Zhang X L，Zhang T，Chen R M，Zhang Y H，Jiang S S，Li F，Chai Y，Zhang T. 2015. Effect of various Litseae fructus extracts on experimental gallstone and biochemical index in guinea pigs[J]. Northwest Pharmaceutical Journal，30（4）：376-378.

張婭南，王飛. 2009. 蓽澄茄果實(shí)的化學(xué)成分研究[J]. 吉林醫(yī)藥學(xué)院學(xué)報(bào)，30（2）：84-85.

Zhang Y N，Wang F. 2009. Chemical constituents of Fructus Litseae[J]. Journal of Jilin Medical College，30（2）：84-85.

（責(zé)任編輯 羅 麗）