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        不同種類柑橘精油香氣成分分析

        2018-10-24 03:13:36鐘煉軍任文彬任玉婷白衛(wèi)東
        農(nóng)產(chǎn)品加工 2018年19期

        鐘煉軍,錢 敏,任文彬 ,任玉婷,白衛(wèi)東

        (1. 廣州百花香精香料公司,廣東廣州 510370;2. 仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院輕工食品學(xué)院,廣東省嶺南特色食品工程技術(shù)研究中心,廣東廣州 510225)

        柑橘精油是天然香料精油中的一大類,無色透明,具有誘人的橘香味,還具有祛痰、止咳、平喘、促進(jìn)胃腸蠕動、促進(jìn)消化液分泌、鎮(zhèn)痛、溶解膽結(jié)石、抗菌消炎和去除自由基等作用[1-2],在食品和化妝品行業(yè)具有廣泛的應(yīng)用價值[3-5]。

        黃遠(yuǎn)征等人[6]研究出不同品種的柑橘果皮精油主要化學(xué)成分都是檸檬烯,但品種不同含量有所差異。除了檸檬烯以外,不同植物精油中還含有不同的特征成分。例如,甜橙油中的δ-3-蒈烯和甜橙醛、酸橙油中乙酸芳樟醋、柚子油中的圓柚酮、檸檬油中的檸檬醛(橙花醛和香葉醛之和)、寬皮柑橘油中的百里香酚等。這些特征成分含量雖少,但對精油的質(zhì)量有較大的影響,同時還對精油摻假的檢出和植物種的鑒定有重要作用。

        我國是僅次于美國和巴西的第三大柑橘生產(chǎn)國,生產(chǎn)柑橘油的原料充足,但在品種和質(zhì)量上與外國先進(jìn)水平尚有較大差距。研究用GC-MS(Gas Chromatography-Mass Spectrometer) 法分析不同柑橘類精油香氣成分,并對試驗(yàn)條件進(jìn)行優(yōu)化。以期通過研究國外生產(chǎn)的不同品種的柑橘精油的香氣成分,為我國柑橘精油的進(jìn)步提供參考。

        1 材料與方法

        檸檬精油:A公司阿根廷檸檬油、A公司意大利檸檬油、A公司加州檸檬油、E公司Lemon Italian、E公司Lemon Californian、E公司Lemon Arg;橙油:E 公司 Orange Valencia Type、E公司 Orange 5 Fold Brazil;青檸精油:E公司Lime Distilled Single Mexic Standard、E公司Lime Expressed Mexican;其他柑橘類精油:A公司墨西哥白檸檬油、E公司Grapefruit White Florida。

        以上精油均為廣東省嶺南特色食品工程技術(shù)研究中心香精香料實(shí)驗(yàn)室提供。

        6890-5973型氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀,美國安捷倫科技有限公司產(chǎn)品;CAR/PDMS SPME SAAB-57318型萃取頭,美國Supelco公司產(chǎn)品。

        1.3.1 柑橘精油樣品預(yù)處理

        用1 000 μL的移液槍吸取1 mL的精油樣品于15 mL透明頂空瓶中,再加入9 mL的超純水,將放入轉(zhuǎn)子,備用。

        1.3.2 精油揮發(fā)性成分的萃取

        恒溫磁力攪拌器設(shè)定40 ℃并預(yù)熱,再將預(yù)處理好的樣品放在恒溫磁力攪拌器上10 min左右預(yù)熱,最后插入氣相進(jìn)樣針萃取15 min。

        1.3.3 GC-MS分析條件

        (1) 氣相色譜條件。色譜柱為HP-5(30 m×0.32 mm,0.5 μm),載氣為高純度氦氣,流速1.8 mL/min,色譜柱起始柱溫為45 ℃,以10 ℃/min升到100 ℃,保持1 min,然后以 2 ℃/min升到150 ℃,保持1 min,再以10 ℃/min升到250 ℃。進(jìn)樣口溫度250 ℃,無分流進(jìn)樣,檢測器溫度為230 ℃。

        (2) 質(zhì)譜條件。電離方式為EV,電子能量70 eV,燈絲發(fā)射電流為0.25 mA,離子源溫度為230 ℃,接口溫度為280 ℃,掃描質(zhì)量范圍為50~550 m/z。

        (3) 揮發(fā)性化合物的定性。將樣品揮發(fā)性化合物的氣相色譜(GC) 譜圖中洗脫峰的質(zhì)譜與NIST(National Institute of Standards and Technology)Library數(shù)據(jù)庫中已知化合物的質(zhì)譜數(shù)據(jù)進(jìn)行比較和匹配,選取化合物的鑒定原則為匹配度高于80(最大值為100)。

        2 結(jié)果與分析

        以E公司Orange 5 Fold Brazil為優(yōu)化對象,優(yōu)化試驗(yàn)方法的變量為樣品萃取溫度,萃取溫度分別選取30,40, 50 ℃。

        萃取溫度30 ℃時總離子流圖見圖1,萃取溫度40 ℃時總離子流圖見圖2,萃取溫度50 ℃時總離子流圖見圖3,3個萃取溫度峰個數(shù)對比見圖4。

        圖1 萃取溫度30 ℃時總離子流圖

        圖2 萃取溫度40 ℃時總離子流圖

        圖3 萃取溫度50 ℃時總離子流圖

        圖4 3個萃取溫度峰個數(shù)對比

        由以上3個萃取溫度下GC-MS圖對比可知,30 ℃時GC-MS圖的出峰很少,50 ℃時GC-MS圖12 min以后的出峰減弱。故選擇40 ℃為樣品萃取溫度。

        以E公司Orange 5 Fold Brazil為優(yōu)化對象,優(yōu)化試驗(yàn)方法的變量為樣品萃取頭,萃取頭分別選取65, 75, 100 μm。

        萃取頭65 μm時總離子流圖見圖5,萃取頭75 μm時總離子流圖見圖6,萃取頭100 μm時總離子流圖見圖7,3個萃取頭峰個數(shù)對比見圖8。

        圖5 萃取頭65 μm時總離子流圖

        圖6 萃取頭75 μm時總離子流圖

        圖7 萃取頭100 μm時總離子流圖

        圖8 3個萃取頭峰個數(shù)對比

        由以上3個型號的萃取頭所得的GC-MS圖對比可知,萃取頭為65 μm與100 μm時的GC-MS圖的出峰不如萃取頭75 μm時豐滿,故使用75 μm的萃取頭。

        采用GC-MS法分析檢測12種柑橘精油中香氣成分,經(jīng)計(jì)算機(jī)質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫檢索與標(biāo)準(zhǔn)譜圖解析并對照參考文獻(xiàn)。

        12種柑橘精油香氣成分種類及含量比較見表1。

        表1 12種柑橘精油香氣成分種類及含量比較

        (續(xù)表1)

        從12種中分別鑒定出化合物102種揮發(fā)性成分,其中萜烯類43種、酯類11 種、醛類13 種、酮類12種、醇類23 種,化合物總體數(shù)目上差異不大,但不同品種精油中化合物具體含量差異較大。阿根廷檸檬簡稱阿根廷、意大利檸檬簡稱意大利、墨西哥白檸檬簡稱墨西哥、加州檸檬簡稱加州、Lemon Italian簡稱LI、Lemon Californian簡稱LC、Lemon Arg簡稱LARG、Lime Distilled Single Mexic Standard簡稱LDSMS、Lime Expressed Mexican簡稱LEM、Grapefruit White Florida簡稱 GWF、Orange Valencia Type簡稱OVT、恩格樂Orange 5 Fold Brazil簡稱O5FB。

        12種精油中揮發(fā)性含量差異最大的為萜烯類,分別為75.02%,77.26%,79.44%,66.10%,76.99%,59.78%,43.24%,62.98%,58.10%,76.82%,66.66%,79.00%。萜烯類物質(zhì)對精油的香氣具有重要貢獻(xiàn)。檸檬、橘子品種中化合物種類最多,含量也最高。對個體香氣成分而言,相對含量較高的化合物有蒎烯、右旋萜二烯、雙戊烯、蒈烯、萜品烯、沒藥烯。一些化合物在12個品種中含量差異甚大,有的甚至未檢出,如香橙烯在Lime Expressed Mexican品種中含量為0.03%,而在其他11個品種中未檢出,這些萜烯類化合物主要表現(xiàn)為柑橘精油的萜氣。

        酯類是12種精油中揮發(fā)性含量差異也較大,醇類是具有芳香的化合物,主要體現(xiàn)出香氣如酒香、木香、清香等香氣。加州檸檬中酯類含量最高,為2.11%,Orange Valencia Type中酯類含量最低(0.02%)。

        醇類化合物是具有甘甜與助香劑的主要來源物質(zhì),醇類帶來的芳香氣味會使整個感官更加豐滿,醇類化合物也是酯類化合物的前驅(qū)物質(zhì)。醇類化合物的含量差別也較大,墨西哥白檸檬含量達(dá)9.59%,Lemon Arg含量最少為0.42%。

        3 結(jié)論

        采用固相微萃取、GC-MS聯(lián)用法分析不同柑橘類精油香氣成分,對樣品處理方法進(jìn)行了摸索,得出萃取溫度40 ℃,萃取頭為75 μm時萃取香氣成分較好。采用上述方法,對12種柑橘精油中香氣成分進(jìn)行分析,共得出102種揮發(fā)性成分,其中萜烯類43種、酯類11 種、醛類13 種、酮類12種、醇類23 種,化合物總體數(shù)目上差異不大,但不同品種精油中化合物具體含量差異較大,12種精油中揮發(fā)性含量差異最大的為萜烯類,說明萜烯類物質(zhì)對精油的香氣具有重要貢獻(xiàn)。檸檬、橘子品種中化合物種類最多,含量也最高。對個體香氣成分而言,相對含量較高的化合物有蒎烯、右旋萜二烯、雙戊烯、蒈烯、萜品烯、沒藥烯。一些化合物在12個品種中含量差異甚大,有的甚至未檢出,如香橙烯在Lime Expressed Mexican品種中含量為0.03%,而在其他11個品種中未檢出,這些萜烯類化合物主要表現(xiàn)為柑橘精油的萜氣。醇類是具有芳香的化合物,主要體現(xiàn)出如酒香、木香、清香等香氣。加州檸檬中酯類含量最高,為2.11%,Orange Valencia Type中酯類含量最低(0.02%)。

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