不同提取方法对丹桂挥发油成分的影响

夏雪娟 李冠楠 罗东升 夏 季 郑 炯 阚建全

（西南大学食品科学学院1，重庆 400715）

（西南大学生物技术学院2，重庆 400715）

不同提取方法对丹桂挥发油成分的影响

夏雪娟1李冠楠2罗东升1夏 季1郑 炯1阚建全1

（西南大学食品科学学院1，重庆 400715）

（西南大学生物技术学院2，重庆 400715）

为探究不同提取方法对丹桂挥发油成分的影响，同时采用水蒸气蒸馏（SD）、同时蒸馏萃取（SDE）、超临界CO2萃取（SFE-CO2）和顶空固相微萃取（HS-SPME）技术对丹桂挥发油进行提取和GC-MS分析。结果表明：SD和SDE方法提取得到的化合物种类较多，且主要化合物均为酮类和醇类及其氧化物，含量最高的化合物分别为β-紫罗兰酮和植酮。SFE-CO2和HS-SPME得到的化合物种类较少，但主要化合物明显，均为醇类及其氧化物，含量最高的化合物分别为顺-α，α-5-三甲基-5-乙烯基四氢化呋喃-2-甲醇和（E）-呋喃芳樟醇氧化物。此外，SD和SDE方法提取得到的丹桂挥发油颜色变化较大（浅黄），且香味失真。SFE-CO2得到的挥发油颜色鲜艳（橙红），香味浓郁。因此，SFE-CO2和HS-SPME更适于丹桂挥发油的提取或分析。

丹桂 超临界CO2萃取 顶空固相微萃取 GC-MS 挥发性成分 差异

目前，常用的桂花挥发油的提取方法有水蒸气蒸馏（SD）、溶剂提取（SE）、同时蒸馏萃取（SDE）、超临界CO2萃取（SFE-CO2）和顶空固相微萃取（HSSPME）等。SD法操作简单、成本低、提取量大，是批量提取精油的主要方法［1］。SE法萃取快速，回收率高，操作简便，但萃取物中常混有残留溶剂，有时需进一步纯化，会增加提取步骤和成本［2］。与SD相比，SDE法简化了试验步骤，节约了大量溶剂，同时也减少了样品转移过程中的损失。但是SD和SDE均为高温过程，因此一些热敏性或不稳定性的物质可能被水解或破坏［3］。SFE-CO2是一种近年来发展最快、使用最广的萃取分离技术。与传统方法相比，萃取在低温条件下进行，可较好地保存有效成分不被破坏，已被用于开发高附加值的脂溶性挥发油、芳香性物质等［4］。HS-SPME技术是一种不与样品接触，在气相中富集目标分析物的SPME技术［5］。该方法所需样品量少、灵敏度高且操作简便、方便快捷且无需其他溶剂［6］。

由于不同提取方法得到的挥发油成分不同，因此有必要采用不同提取方法对桂花挥发油成分进行研究。目前，仅有少数学者采用不同提取方法对桂花挥发油进行分析，如张坚等［7］采用SDE、SFE-CO2和HS-SPME技术对银桂挥发油进行提取和成分分析。刘虹等［8］采用SFE-CO2和SE技术对桂花挥发油化学成分进行分析。李发芳等［9］采用SFE-CO2、可食用石油醚和酒精抽提蒸馏对银桂精油的挥发性成分进行分析。但采用不同提取方法对丹桂挥发油成分进行分析鉴定的研究鲜见报道。因此本研究同时采用SD、SDE、SFE-CO2和HS-SPME技术对重庆地区朱砂丹桂挥发油进行提取和GC-MS分析，研究不同提取方法对其挥发油成分的影响，以期为丹桂挥发油的提取和成分鉴定提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料、仪器与设备

朱砂丹桂（O．fragrans‘Zhushadan’），干花，采于重庆铜梁精品桂花园，由重庆万美农业发展有限公司提供；CO2（纯度＞99.5%）：重庆市兴业气体有限责任公司。

HA121-50-01超临界CO2流体萃取装置：江苏华安超临界萃取有限公司；50／30 μm DVB／CAR／PDMS萃取纤维头、SPME手动进样器：美国SUPELCO公司；GC-MS-QP2010／PLUS联用仪：岛津国际贸易（上海）有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 SD

称取50 g已粉碎样品（40目，380 μm）至含有500 mL纯水的1 000 mL平底烧瓶中。加入少量沸石后，将装置连接至克莱文格式装置中［10］，并用纯水填满装置的下部。电炉加热萃取至无精油蒸出（约4～6 h）后取下装置。用少量乙醚将精油溶出，重复几次，将精油萃取完全。用无水硫酸钠除水后定容至10 mL。

1.2.2 SDE［11］

称取50 g已粉碎样品至含有500 mL水和少量沸石的1 000 mL圆底烧瓶中，连接至同时蒸馏萃取装置重溶剂端，电热套加热。将装有50 mL乙醚的100 mL平底烧瓶连接至轻溶剂端，45℃水浴加热。待两端溶液均气化至中心管并液化后汇聚流下时计时。3～4 h后，关闭两端电源，待装置冷却至室温后先取下水溶液烧瓶。将U形管中的有机溶剂放入有机溶剂烧瓶中，取下有机溶剂烧瓶，40℃减压蒸发至3～5 mL，用无水硫酸钠除水后定容至10 mL。

称取100 g桂花装入1 L的超临界CO2萃取釜中，调节萃取条件为：CO2流量17～20 kg／h，分离Ⅰ温度35℃，分离Ⅱ温度45℃，萃取温度40℃，萃取压力25 MPa，萃取时间120 min。萃取完成后，从分离Ⅰ和分离Ⅱ中缓慢接出萃取物质，用无水乙醇溶解并定容至10 mL。

1.2.4 HS-SPME13］

称取0.30 g桂花至15 mL顶空样品瓶中，密封后置于50℃恒温水浴锅中平衡5 min，再将萃取头插入顶空瓶吸附40 min，于GC／MS进样口250℃解析5 min，待GC-MS分析。

1.2.5 GC-MS分析条件

SD、SDE和SFE-CO2提取产物分析条件参考夏雪娟等［14］的方法。HS-SPME提取产物分析条件为：初始温度50℃，保持2 min，以10℃／min的速率升至100℃，以2℃／min的速率升至110℃，保持2 min，以2℃／min的速率升至140℃，以5℃／min的速率升至165℃，最后以10℃／min的速率升至230℃，保持2 min；分流比：10.0。质谱扫描范围：50～450 amu。经NISTO5s.LIB和NISTO5.LIB谱库对质谱图进行自动检索，并采用峰面积归一定量法计算各组分在挥发油中的相对百分含量。

2 结果与分析

2.1 不同提取方法所得丹桂挥发油组分分析

不同提取方法得到的丹桂挥发油非特有组分（2种或2种以上提取方法均得到该组分）和特有组分（仅1种提取方法得到该组分）详见表1和表2。4种提取方法共得到119种化合物，其中SD特有组分25种，SDE 17种，SFE-CO224种，HS-SPME 13种，另有非特有组分40种。SD共得到56种化合物，SDE 49种，SFE-CO234种，HS-SPME 33种。SD和SDE得到的非特有组分种类较多，分别为32种和31种。HS-SPME得到非特有组分20种，SFE-CO2最少，仅有10种。

表1 不同提取方法所得丹桂挥发油非特有组分

表1（续）

表2 不同提取方法所得丹桂挥发油特有组分

表2（续）

2.2 不同提取方法所得丹桂挥发油各类挥发性成分组成和含量分析

不同提取方法得到的丹桂挥发油的各类挥发性成分组成和含量详见表3和表4，SD提取得到的主要化合物为酮类和醇类及其氧化物；SDE为酮类和醇类及其氧化物；SFE-CO2为醇类及其氧化物；HS-SPME为醇类及其氧化物和酮类。由此可知，丹桂精油中的主要化合物组成类型为酮类和醇类及其氧化物，但不同提取方法得到的组分和各组分的含量不同。

表3 不同提取方法所得丹桂挥发油的各类挥发性成分组成

表4 不同提取方法所得丹桂挥发油的各类挥发性成分含量

2.3 不同提取方法所得丹桂挥发油主要化合物种类

表5所示为不同提取方法所得丹桂挥发油的质量分数较高（＞10%）的化合物种类，SD法所得含量较高的化合物为β-紫罗兰酮；SDE为植酮和β-紫罗兰酮，共占总质量分数的32.06%；SFE-CO2依次为顺-α，α-5-三甲基-5-乙烯基四氢化呋喃-2 -甲醇、对羟基苯乙醇和2，6-二甲基-2，7-辛二烯-1，6-二醇，共占总质量分数的76.67%；HSSPME依次为（E）-呋喃芳樟醇氧化物、2.6-二甲基环己醇和芳樟醇，共占总质量分数的49.17%。

本研究中SD提取得到丹桂挥发性化合物56种，SDE得到49种化合物，主要化合物类型均为酮类和醇类及其氧化物。2种方法萃取得到的化合物种类虽多，但各组分含量差异不大，这与Hu等［15］的研究类似。此外，提取得到的丹桂挥发油颜色暗淡，气味失真，且醇类物质含量明显偏低，应是由于高温破坏了部分热敏性醇类化合物。SFE-CO2和HSSPME分别提取得到34种和33种化合物，且醇类及其氧化物含量明显高于其他组分。说明SFE-CO2和HS-SPME技术萃取得到的化合物种类较少，但主要化合物明显。且超临界萃取得到的丹桂挥发油香味浓郁，颜色鲜艳（橙红色，接近丹桂花朵本色）。

表5 不同提取方法所得丹桂挥发油中含量较高（＞10%）的化合物种类

3 结论

试验对比研究了SD、SDE、SFE-CO2和HSSPME 4种提取方法对丹桂挥发油成分的影响。与其他2种方法相比，SD和SDE方法萃取得到的组分种类较多，非特有组分种类较多，但各组分含量差异不大。且萃取得到的挥发油颜色暗淡，香味失真，因此SD和SDE方法不适于丹桂挥发油的提取。SFE-CO2和HS-SPME方法萃取得到醇类及其氧化物含量明显高于其他组分，且SFE-CO2法得到的挥发油颜色鲜艳，香味浓郁。由此可知，SFE-CO2技术适于丹桂挥发油的提取和分析。HS-SPME技术适于丹桂挥发油的快速分析。

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Analysis of Essential Oil Extracted by Different Methods from Osmanthus fragrans

Xia Xuejuan1Li Guannan2Luo Dongsheng1Xia Ji1Zheng Jiong1，3Kan Jianquan1，3

（College of Food Science，Southwest University1，Chongqing 400715）

（College of Biotechnology，Southwest University2，Chongqing 400715）

In order to investigate the influence of different extraction methods on essential oil components of Osmanthus fragrans，the steam distillation（SD），simultaneous distillation and extraction（SDE），supercritical CO2extraction（SFE-CO2），and headspace solid-phase micro-extraction（HS-SPME）methods were used to extract the essential oil simultaneously.Furthermore，GC-MS method was used to analysis the chemical composition.Re-sults indicated that many kinds of chemical compositions were obtained by SD and SDE methods.Ketones，alcohols and their oxides were found to be the main chemical components.The major compositions are β-Ionone and 6，10，14-trimethyl-2-pentadecanone，respectively.Alcohols and their oxides were found to be the main chemical components of essential oil extracted by SFE-CO2and HS-SPME methods.The major composition were cis-5-ethenyltetrahydro-α，α-5-trimethyl-2-furanmethanol and（E）-furanoid linalool oxide，respectively.The color and smell of essential oil obtained by SD and SDE methods were changed.Comparatively，essential oil extracted by SFE-CO2method was with fruity-floral aroma and fresh color.Hence，compared with SD and SDE methods，SFE -CO2and HS-SPME methods were more suitable for extraction or analysis of Osmanthus fragrans essential oil.

Osmanthus fragrans，supercritical CO2extraction，headspace solid-phase micro-extraction，GC-MS，essential Oil，difference

TQ654

A

1003-0174（2017）01-0067-07

中央高校基本科研业务费（XDJK2013D021）

2015-05-25

夏雪娟，女，1988年出生，博士，食品化学与营养学

阚建全，男，1965年出生，教授，食品化学与营养学、食品质量与安全