精油提取研究进展论文

茉莉花香气研究 茉莉的香气非常独特，且因品种而异，具清丽、淡雅、新鲜的花香。一般常用来配制茉莉香精的天然香料有：小花茉莉浸膏和净油、大花茉莉浸膏和净油、树兰浸膏、依兰依兰油、卡南加油、白兰花油和白兰叶油、玳玳花油和玳玳叶油等，合成香料有乙酸苄酯、苯乙醇、芳樟醇、乙酸芳樟酯、松油醇、甲位戊基桂醛、甲位己基桂醛、邻氨基苯甲酸甲酯、乙位萘甲醚、乙位萘乙醚、苄醇、苯甲酸苄酯、吲哚、乙酸对甲酚酯、苯乙酸对甲酚酯等，这些单体香料有的是天然茉莉花香的成分，有的则完全是人工合成的。小花茉莉净油和大花茉莉净油都含有不少的吲哚，这也是茉莉花和它的浸膏、净油容易变色的一个原因，配制茉莉花香精不用、少用或大量使用吲哚取决于该香精的用途：不怕变色的可以多用，否则就少用或不用。 木樨科茉莉属植物大约有100种，其中的大花茉莉和小茉莉香气优雅、馥郁，被作为重要的香料植物广泛栽种，所提制的茉莉香精油是香料工业重要原料，它与其它花的香质调和，给众多类型的香料提供优雅而润泽的品质，因此有“没有茉莉就没有香料”之说。我国和印度尼西亚还用茉莉花与茶叶拼和加工成茉莉花茶，深受消费者喜爱。 在香料工业中，目前已形成较完善的茉莉香精油分析方法，分离鉴定的组分约100种，而且许多重要的香气组分已被相继合成出来，作为香料单体广泛用于调配各种高级香料；在茉莉花茶加工领域，由于直接采用茉莉鲜花作香源，对茉莉花的开花吐香习性，香气形成挥发的环境影响因素进行了探讨。以下从五个方面对茉莉花香气研究作系统介绍。 1 香精油的制备方法 工业上提取茉莉香精油最早采取的是冷脂吸法(enfleurage)”，目前，该方法已被“溶剂直接提取法”代替，即用一挥发性的溶剂来直接萃取茉莉花香精油，这一原理公布于1835年，所用有机溶剂主要是低沸点的石油醚、已烷和戊烷，用石油醚(或已烷)提取茉莉花能得到～的茉莉浸膏，然后在－15℃～－20℃的低温下，用乙醇处理，除去类脂化合物和蜡质，得到52～63%的茉莉净油，该方法经济简便，目前被香料工业广泛采用。 茉莉花香气分析中，除采用“溶剂直接提取法”制备样品外，还有“同时蒸馏一萃取法”(SDE)、多孔树脂吸附法和吹气冷冻法等。“同时蒸馏一萃取法”是由Likens和Nickerson在1966年发展起来的，该法突出特点是将样品的水蒸汽蒸馏和馏分的溶剂(乙醚)萃取两个步骤合二为一，此外，它可以把10-9级浓度的挥发性有机物从脂质或水介质中浓缩数千倍，对微量成分提取效率高，而且在10-6级浓度范围内对大多数有机化合物仍有定量的提取率，该方法是一种全组分香精油制备方法。孔守威、马娅萍等采用“SDE”法研究了茉莉花的香气组成。多孔树脂吸附法和吹气冷冻法主要用于茉莉花头香制备，前者利用多孔吸附树脂对极性较小的有机分子的强吸附作用，在较温和条件下真空抽吸，使香气分子吸附于树脂上，再经溶剂洗脱、浓缩制得头香，或采用热脱附法直接进样分析，目前采取的吸附树脂主要有XAD、Porapak QS和Tenex GC系列。吹气冷冻法未见详细说明。 张镜澄 (1985)发明了一种鲜花头香制备的专利技术，该专利采用活性炭或大孔吸附树脂吸附鲜花开放过程中散发出来的香气，即香花顶空挥发物或头香，然后用超临界(或液体)二氧化碳抽提被吸附剂吸附的香精油。据称该专利可以生产出具有鲜花特有香气的头香精油，并可降低成本，增加鲜花精油产量。 2 茉莉花香气分析方法 分离鉴定方法 随气相色谱柱分离效能的不断提高，茉莉花香气分离技术得到不断发展，目前主要采用OV－101和PEG－20M两种石英毛细管色谱柱对茉莉花香精油组分进行分析，其中又以OV－101柱的分离效果较好，分析时所采用柱温一般为70～200℃，检测器为FID型检测器。用上述方法可使茉莉花香精油中的各组分得到较好分离，在一个样品中分离出近100种香气组分。气—质联用技术的应用，使分离出的香气组分可得到快速鉴定，同时结合核磁共振、红外、紫外多种鉴定方法及kovats指数、程升指数等辅助定性方法，使鉴定的结果更为准确。 定量方法 对茉莉香精油的大多数研究中，主要侧重于对其香气组分进行定性鉴定，通常采用归一法对各组分含量粗略定量。为增强各样品间的可比性，郭友嘉等〔21～22、27〕在茉莉花花源季节稳定性研究中，将每一个样品中一定数量的峰进行归一化定量，在茉莉花头香变化规律研究中，采用归一法与校正因子相结合进行定量，定义其中的6号样总峰面积为100%，用归一法分别求出各组分的含量，再用含量与峰面积之比求出校正因子，用该校正因子再求出其它样品中香气成分的含量。 茉莉花开放释香过程中，因香气组分数变化显著，不宜采用归一法定量，否则会导致结果的重现性差，主要香气组分变化规律不明显。内标法定量是目前香气分析中广泛采用的一种定量方法，它具有减小实验误差、结果可比性强且简便易行的特点。茉莉花香气分析中可采用癸酸乙酯作为内标物〔32〕，该化合物在茉莉花香气中不存在，出峰时间基本处于茉莉花香气气相色谱图中间位置，且与茉莉花香气组分不重叠。 3 茉莉香精油香气组分 1899年，Verley、Hesse和Muller首次分别报道了从茉莉香精油中鉴定的几种主要组分，包括乙酸苯甲酯、芳樟醇、苯甲醇、吲哚、邻氨基苯甲酸甲酯和茉莉酮，到本世纪60年代中期，香料工业生产的精油、净油中的大部分香气组分得到鉴定，70年代初鉴定的香气组分已达30种左右，80年代鉴定的香气组分增至97种；其中烃类化合物33种、醇类化合物27种、醛类化合物2种、酯类化合物27种、酮类化合物10种、其它化合物2种。 茉莉精油中含量较高的组分有：苯甲酸顺－3－乙烯酯、芳梓醇、石竹烯、乙酸本甲酯、苯甲醇、11－二十三烯、吲哚、乙酸顺－3－乙烯酯、苯甲酸甲酯〔〕。具有茉莉型香气特征的主要组分有：乙酸苯甲酯、茉莉酮和茉莉内酯，具有茉莉清香的组分有：乙酸顺－3－乙烯酯、顺－3－已烯醇、苯甲醇、苯甲酸顺－3－乙烯酯。α－萜品醇对香型有较大的影响。 不同来源的茉莉香精油，其香气组成存在差异。吴承顺等 (1987)对大花茉莉和小花茉莉的香清油组分进行比较研究，认为：小花茉莉主要香气成分是苯甲酸顺－3－已烯酯，大花茉莉中则是苯甲酸甲酯，且在大花茉莉香气中存在对香气起主要作用的茉莉酮，但在小花茉莉香气中没有检测到。郭友嘉 (1994)首次在小花茉莉精油中检测到了茉莉酮，其含量为～，而大花茉莉香精油中茉莉酮的含量为～。 不同制备方法得到的茉莉香精油，香气组成亦存在差异，吴承顺等 (1987)对小花茉莉净油、精油和头香组分进行了比较认为：净油中沸点较高的组分较多，主要是苯甲酸顺－3－乙烯酯，还有榧烯醇、油酸甲酯等；精油和净油组分相近，但精油中吲哚和邻氨基苯甲酸含量较高；头香中乙酸顺－3－乙烯酯、芳樟醇和乙酸苯甲酯的含量较高，并含有一些低沸点的烃和酯。郭友嘉等 (1994)分别采用SDE、溶剂直接提取法和Porapak QS树脂吸附法对福建茉莉花的精油、净油和头香进行了系统研究，分别分离出176、145和86个峰，鉴定出峰面积/总峰面积≥的组分分别为81、96和46个，但未对三种香精油之间组分的差异进行详细的比较。张丽霞等对同一样品采用吸附—溶剂洗脱方法、同时蒸馏—萃取方法和有机溶剂浸提法三种香精油制备方法，对茉莉头香、精油和净油的香气组成差异进行了系统比较，三者除了在香气组分数上存在明显差别外，香气组分在气相色谱图上的分布位置也存在差异。如将茉莉花香气的气相色谱图分成三个区段，即芳樟醇之前的化合物属第Ⅰ区，芳樟醇与邻氨基苯甲酸甲酯之间的化合物属第Ⅱ区，邻氨基苯甲酸之后的化合物属第Ⅲ区。茉莉花头香与精油、净油组成之间的差异主要在于：头香中第Ⅲ区的化合物极少，仅有1～2个组分，而净油和精油该区段的化合物多达12～18个。 此外，马崇德等 (1983)采用吹气—冷冻法得到茉莉花头香样品(含油相和水相两部分)，首次报道头香水相样中具浓郁的茉莉花香，水相样经过XAD－2树脂富集、洗脱、浓缩处理进行分析，鉴定出12种油相中未曾检测到的香气组分，主要是一些低级醇类化合物，如：甲醇、异丁醇、1－戊烯－3－醇、正已醇和环已醇等。 4 茉莉花释香过程中香气组分变化 探明茉莉花释香过程中香气组分含量和组成变化，对香料生产投料时间和花茶加工付窨时间具指导作用。 陆生椿等（1985)对离体茉莉花存放不同的时间后净油、头香进行了研究，认为：茉莉花离体后当晚23:00～次日3:00香气组分最多，净油的香气品质最好，主要赋香成分苯甲醇、芳樟醇、乙酸苯甲酯、苯甲酸顺－3－乙烯酯等含量较高，乙酸顺－3－已烯酯在释香前期含量较高，随后逐渐减少，而吲哚、邻氨基苯甲酸甲酯等含氮化合物在释香后期却增加；头香组分中，乙酸顺－3－乙烯酯和吲哚的变化情况与净油相同，但邻氨基苯甲酸甲酯含量却不断减少。 郭友嘉等 (1994)采用吸附－热脱捕集进样法，对茉莉花采后7～46小时之间的头香进行了研究，将茉莉花香气的释放过程分成三个阶段：未成熟期、成熟期和枯萎期，刚采摘的花蕾在未成熟期香味甚微，香气组分少，放置11小时后进入成熟期，酯类和醇类的数量增加，在枯萎期酯类含量明显下降，醇类含量却略有增加。张丽霞等研究表明：刚采摘的成熟茉莉花蕾香气组分少，香精油总量低，基本上不存在茉莉花香气的特征成分，当茉莉花开始释香时，香气组分数急剧增加，香精油、酯和醇的总量也相应增加，并出现一个高峰期，随后逐渐降低；此外，在茉莉花释香前期和末期，醇类香气组分所占比例较大，在旺盛释香过程中，则酯类香气组分所占比例较大；采用统计分析方法对茉莉花主要香气组分含量与感官审评的香气浓度进行了相关分析，其中萜品醇、乙酸苯甲酯、α－法呢烯、丁子香烯、苯甲酸顺－3－乙烯酯的含量与香气浓度呈显著或极显著相关，在此基础上建立了4种香气组分与香气浓度之间的回归模型。 此外，郭友嘉等(1993)对茉莉全花期(包括八个节气)的花源稳定性进行了研究，认为：不同季节的气候特征对茉莉花朵的色泽、大小、重量、含蜡量及香精油总量有较大影响，但对香精油的组成影响不显著，说明茉莉花在全花期内花源质量基本稳定。 5 茉莉花开放释香与环境的关系 环境条件对茉莉花，尤其是离体茉莉花的开放吐香影响较大，在温度、湿度和含氧量三个环境因子中，以温度的作用最大，当温度低于20℃时，离体茉莉花蕾难于开放，温度高于36℃时，茉莉花蕾在下午7：00左右就可开放。福建宁德茶厂 (1987)认为茉莉花释香最佳环境条件：室温30℃～33℃，堆温35℃～38℃，相对湿度80%左右，空气流速5～6ml/min，鲜花养护时堆高10～15cm，花堆内部氧气含量17～20%。 茉莉花产花量在整个花期中出现波浪式高峰期，产花高峰期供过于求，花少时又供不应求，影响了花茶生产，因此许维建 (1982)和丁清厚 (1990)分别探讨低温贮藏控制茉莉花开放吐香的问题，许维建认为12℃～18℃低温贮藏花蕾较好，不宜低于12℃，升高温度后茉莉花基本上可以开放吐香。丁清厚则认为在8℃～15℃的低温和90%的相对湿度环境条件下，可使茉莉花蕾处于休眠状态，从而达到抑制花蕾开放的目的，并以此为依据设计了一种茉莉花低温冷藏的方法：将鲜花分层贮藏于冷藏室中，每层间距15cm，层间花堆厚度10～15cm，冷藏室的温度控制在10～13℃、湿度控制在85～90%范围内，据称采用这种方法贮藏的茉莉花蕾，解除低温后鲜花依然洁白有光泽，无干缩现象，香气浓郁清香。 参考文献 1 山西贞.向亚太技术开发委员会报告的在印尼指导茶叶研究的工作报告.1986. 2 罗龙新.印度尼西亚的茉莉花茶.茶叶，1990(4)，30～31. 3 刘晓华.介绍印度尼西亚的茉莉花茶生产.广西茶叶，1991(1)，64. 4 孔守威，马娅萍，吴承顺.“同时蒸馏—萃取”分析茉莉花香成分.植物学报1985(26)，186－191. 5 卜欣，黄爱今，孙亦梁等.茉莉鲜花香气成分分析.北京大学学报(自然版)1987(6)，53－60. 6 马崇德，赵明，张世怿等.XAD树脂在茉莉头香水样分析中的应用.化学通报1984(2)，20－21. 7 朱亮锋，陆碧瑶，罗友娇.茉莉花头香化学成分的初步研究，植物学报，(2)，189－193. 8 陆生椿，黄秀丽，卢剑飞.茉莉花不同存放时间所制备样品的得率和主要成分对比.广州轻工.1985(3)，1－7. 9 范成有主编.香料及其应用.化学工业出版社，1991. 10 郭友嘉，戴亮，杨兰萍等.福州小花茉莉全花期中的花源质量稳定性研究Ⅱ.净油和头香化学成分〔GC/MS〕分析.色谱，1994，12(1)，11－19. 11 郭友嘉，戴亮，任清等.用吸附—热脱捕集进样法研究茉莉花香释放过程中化学成分.色谱，1994，12(2)，110－113 12 马崇德，黄爱今，林祖铭.茉莉花头香的成分研究.化学通报，1983(3)，15－17. 13 王天公，孙亦梁.香花顶空挥发物的分析.化学通报，1986(2)，19～22. 14 吴承顺，赵德修，孙守威.茉莉花净油的成分研究.植物学报，1981,23(6)，459～63. 15 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