吳恒　陸廷偉　殷沛沛等

摘要：為了更好地分離富集檸檬草精油香味成分，采用精密精餾技術(shù)對(duì)檸檬草精油精細(xì)分離和富集，并對(duì)餾分進(jìn)行GC/MS分析和卷煙加香評(píng)價(jià)。GC/MS結(jié)果顯示，在不同溫度段檸檬草精油的香味成分得到分離和富集，特別是80～95 ℃的餾分中月桂烯相對(duì)含量高達(dá)70.23%，甲基庚烯酮的含量為15.79%；80～95 ℃的餾分中芳樟醇和甲基庚烯酮的相對(duì)含量分別接近原油的4倍和3倍；蒸余物中檸檬醛相對(duì)含量高達(dá)93.36%。卷煙加香結(jié)果顯示，原檸檬草精油雖然能很好地提升香氣質(zhì)和香氣量，但協(xié)調(diào)性較差。精密精餾處理后，80～95 ℃餾分富集了一些具有青香、果香和甜香的成分，增加了香氣的豐富性；110～115 ℃的餾分在提升香氣質(zhì)和香氣量的同時(shí)還協(xié)調(diào)煙香。精密精餾處理對(duì)檸檬草精油的香氣風(fēng)格改善和品質(zhì)提升都有明顯的效果。

關(guān)鍵詞：檸檬草；揮發(fā)油；精密精餾；氣質(zhì)聯(lián)用；卷煙加香

中圖分類號(hào)： R284.2；TS452+.1文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號(hào)：1002-1302（2015）11-0372-03

收稿日期：2014-11-27

基金項(xiàng)目：云南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司項(xiàng)目（編號(hào)：2014FL01）。

作者簡(jiǎn)介：吳恒（1987—），男，云南曲靖人，碩士，助理研究員，主要從事天然香料研究及開發(fā)工作。E-mail：yunnan200-2@163.com。

通信作者：陰耕云，碩士，高級(jí)工程師，主要從事煙草香精香料研究工作。E-mail：gyyin163@163.com。檸檬草（Cymbopogon citratus）學(xué)名香茅，別稱檸檬香茅，為禾本科香茅屬多年生草本植物。我國(guó)檸檬草資源十分豐富，主要分布于福建、廣西、四川、貴州、云南等省區(qū)，一年可收割3～4次，具有濃郁的檸檬香味[1]。檸檬草莖葉作藥用具有鎮(zhèn)靜、促進(jìn)睡眠、抗焦慮、抗痙攣和助消化等功效，亦可作為調(diào)味香料或通過水蒸氣蒸餾法、索氏提取法和超臨界CO2流體萃取法提取精油。檸檬草精油以其香甜濃郁的檸檬香味而廣泛用于食品、化妝品和煙草工業(yè)中，同時(shí)還可以合成紫羅蘭酮、甲基紫羅蘭酮等[2-3]。已有學(xué)者對(duì)海南產(chǎn)檸檬草及云南產(chǎn)檸檬草揮發(fā)油化學(xué)成分進(jìn)行過分析研究，其主要成分為檸檬醛、月桂烯、甲基庚烯酮和芳樟醇等[4-5]，這些成分都是煙用香精的重要香原料。然而傳統(tǒng)方法提取的檸檬草精油在改善和修飾卷煙煙氣的同時(shí)也存在與自然煙香協(xié)調(diào)較差的缺陷，在一定程度上影響了檸檬草精油在卷煙加香中的應(yīng)用。為開發(fā)利用這一特色香料植物資源為中式卷煙服務(wù)，對(duì)檸檬草精油中重要的香味成分分離富集，提高其在卷煙加香中的適用性，具有重要的理論和實(shí)際意義。

精密精餾是指通過精餾分離沸點(diǎn)相近液體混合物的方法，應(yīng)用精密精餾法提高產(chǎn)品質(zhì)量，是其他許多提純方法不可取代的最為經(jīng)濟(jì)的重要手段，目前精密精餾在石油化工業(yè)中應(yīng)用較多，主要用于一些有機(jī)化合物的分離提純[6-8]，而在香精香料行業(yè)中應(yīng)用的相關(guān)報(bào)道幾乎沒有。本研究以云南德宏產(chǎn)檸檬草精油為原料，采用精密精餾技術(shù)對(duì)精油中的一些香味成分進(jìn)行分段富集，富集后的產(chǎn)物用GC/MS技術(shù)進(jìn)行分析和卷煙加香評(píng)價(jià)，以期為通過精密精餾技術(shù)處理檸檬草精油提升其在卷煙中的適用性和檸檬草的充分開發(fā)利用提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

儀器：實(shí)驗(yàn)精密精餾裝置（常順精細(xì)化學(xué)品有限公司科技研究所）；CMB-120實(shí)驗(yàn)室煙管填充機(jī)（TABAKTECHNIK）；香精香料注射機(jī)（TABAKTECHNIK）；KBF恒溫恒濕箱（德國(guó)Binder公司）；GC/MS氣質(zhì)聯(lián)用儀（美國(guó)Waters公司）。

試劑：所用有機(jī)試劑都為分析純，水為純凈水。

樣品：檸檬草精油500.00 g，由前期通過水蒸氣蒸餾法提取云南德宏基地檸檬草所得。

1.2樣品處理

精密精餾檸檬草精油的工藝如圖1所示。精密精餾設(shè)備壓力固定為0.08 MPa，溫度為80～95 ℃的條件下，首先蒸餾出一批低沸點(diǎn)的組分；再將蒸余物進(jìn)行第2級(jí)精密精餾，在溫度110 ℃條件下獲得95～110 ℃溫度段的組分；將蒸余物進(jìn)行第3級(jí)精密精餾，在溫度115 ℃的條件下獲得110～115 ℃溫度段的組分及蒸余物。各個(gè)溫度段的餾分用無(wú)水乙醇稀釋100倍后待用。

1.3儀器工作條件

氣相色譜條件：DB-35MS色譜柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm），進(jìn)樣口溫度為250 ℃，載氣為高純He氣，流速為1.0 mL/min；進(jìn)樣量為0.5 μL，分流比為20 ∶1。升溫程序：起始柱溫50 ℃，保持5 min；再以10 ℃/min的速率升至 280 ℃，保持2 min，共30 min。

質(zhì)譜條件：傳輸線溫度為250 ℃；離子源溫度為250 ℃；電離方式為EI+，電子能量為70 eV，質(zhì)量掃描范圍為40～400 u，延遲2.5 min采集數(shù)據(jù)。

1.4卷煙加香試驗(yàn)

用云煙品牌的云煙（紫）葉組進(jìn)行卷煙加香評(píng)價(jià)試驗(yàn)，首先用CMB-120實(shí)驗(yàn)室煙管填充機(jī)按每支（0.8±0.02）g空白煙絲的標(biāo)準(zhǔn)填充成空白煙支，于溫度（22±1） ℃、濕度 （60±2）% 的環(huán)境中平衡48 h；然后將檸檬草原油和不同溫度段的餾分用5 mL 無(wú)水乙醇稀釋后分別按煙絲質(zhì)量0.1%、0.01%、0.001%的添加量通過香精香料注射機(jī)注射于空白卷煙中，注射后，于溫度（22±1） ℃、濕度（60±2）%環(huán)境下平衡48 h后，以未添加的空白卷煙作對(duì)照，組織專家對(duì)以上樣品進(jìn)行感官評(píng)吸。

2結(jié)果與分析

2.1檸檬草精油精密精餾結(jié)果

檸檬草精油經(jīng)過精密精餾處理后各餾分香氣風(fēng)格差異較大：檸檬草原油香氣風(fēng)格以濃郁的檸檬香為主；得80～95℃溫度段餾分95.5 g，香氣風(fēng)格以青香、果香和甜香為主；得95～110 ℃溫度段餾分157.8 g，香氣風(fēng)格與原油相似，但略帶青香和花香；得110～115 ℃溫度段餾分100.6 g和115 ℃蒸余物120.5 g，二者都以強(qiáng)烈的檸檬香為主，略刺鼻。

2.2成分分析

在“1.3”節(jié)條件進(jìn)樣分析，獲得不同精餾溫度段下檸檬草精油揮發(fā)性成分的總離子流色譜圖（圖2）。通過MassLynx V4.1化學(xué)工作站數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，在NIST 2008、WILEY譜圖庫(kù)中檢索，并結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)確定其中的化學(xué)成分（表1）；定量分析按峰面積歸一化法求得各化合物在揮發(fā)性成分中的相對(duì)百分含量。

從圖2和表1可以看出，經(jīng)過精密精餾處理后的餾分與原油相比，無(wú)論在組成成分還是成分的含量上都存在較大差異。這些餾分的香氣風(fēng)格特征差異與其組成和成分差異有著密切的聯(lián)系。組分和含量的差異導(dǎo)致富集得到的組分香氣風(fēng)格差異也較大。檸檬草原油中共分離檢測(cè)到檸檬醛、月桂烯、甲基庚烯酮、β-羅勒烯和馬鞭烯醇等，共12個(gè)成分，其中很多成分都具有獨(dú)特的香氣特征（表2），檸檬草原油中含量最高的為檸檬醛（69.62%），檸檬醛是由（E）-檸檬醛和（Z）-檸檬醛組成的混合物，其次為月桂烯（12.37%），因此其香氣風(fēng)格以濃郁的檸檬香為主。80～95 ℃溫度段餾分與對(duì)照相比無(wú)論在組成成分還是成分的含量上都有很大差異，其由月桂烯（70.23%）、甲基庚烯酮（15.79%）、桉樹腦（7.07%）、β-羅勒烯（4.15%）和芳樟醇（1.15%）共5個(gè)成分構(gòu)成；因此，此溫度段餾分的香氣風(fēng)格以青香、果香和甜香為主。95～110 ℃溫度段的餾分成分與對(duì)照相比在成分種類上沒有差異，但是其中組分的含量存在較大差異。此溫度段餾分的主要成分為檸檬醛（67.03%），其次為芳樟醇（9.63%）和甲基庚烯酮（6.14%），這2個(gè)成分的相對(duì)含量分別接近原油的4倍和3倍；此溫度段的餾分香氣風(fēng)格與對(duì)照相似，但略帶青香和花香。110～115 ℃溫度段和115 ℃蒸余物2個(gè)溫度段餾分的成分組成基本一樣，其主要成分都是檸檬醛，相對(duì)含量分別為84.20%和93.36%；它們的香氣風(fēng)格都以強(qiáng)烈的檸檬香表1不同溫度段餾分揮發(fā)性成分為主，略刺鼻。

2.3卷煙加香感官評(píng)吸結(jié)果

按“1.4”節(jié)的方法制備卷煙樣品，然后由專業(yè)評(píng)吸人員進(jìn)行評(píng)吸，結(jié)果見表3。從表3可以看出，檸檬草精油在精密精餾處理前雖然對(duì)香氣質(zhì)和香氣量方面有一定的積極作用，但在協(xié)調(diào)性方面存在較大缺陷，這也是檸檬草精油直接應(yīng)用于卷煙加香的重要難題。然而，精密精餾處理后，80～95 ℃和110～115 ℃的餾分的卷煙加香效果要明顯好于原油；80～95 ℃餾分在卷煙中的加香效果主要體現(xiàn)在香氣的豐富性和余味上；110～115 ℃的餾分在卷煙中的加香效果與原油相比與自然煙香更協(xié)調(diào)了。110～115℃餾分和115℃蒸余物在

表2檸檬草精油致香成分香味特征

化學(xué)成分香味特征檸檬醛強(qiáng)烈的檸檬樣香氣月桂烯清淡的香脂氣味甲基庚烯酮強(qiáng)烈的油脂青香，柑橘香，梨樣的酸甜新鮮香β-羅勒烯甜的、草本植物的、松油的香味桉樹腦像樟腦的香味芳樟醇典型的花香香氣，淡弱的柑橘類果香香葉醇似玫瑰的香氣馬鞭烯醇馬鞭草樣香氣

卷煙加香中都存在明顯的缺陷。

3結(jié)論

在本研究中，精密精餾技術(shù)用于處理檸檬草精油制備煙用香料取得了較好的效果。通過精密精餾處理后檸檬草精油

在品質(zhì)提升和香氣風(fēng)格改善方面都有明顯的提升。每個(gè)溫度段餾分的成分組成和含量與其香氣風(fēng)格特征和在卷煙中的吸味有著密切聯(lián)系。80～95 ℃餾分富集了一些具有青香、果香和甜香的成分，在卷煙加香中增加了香氣的豐富性；110～115 ℃的餾分與原油在成分組成上一致，但通過內(nèi)部成分含量的調(diào)整后與自然煙香更協(xié)調(diào)了。另外，雖然110～115 ℃餾分和115 ℃蒸余物在卷煙加香中都存在明顯的缺陷，但是這2組餾分的檸檬醛相對(duì)含量分別高達(dá)84.20%和93.36%，可進(jìn)一步加工獲得高純度的檸檬醛或者直接用作調(diào)配檸檬香味的香料。本研究在用精密精餾技術(shù)處理檸檬草精油提高其在煙草中的適用性的同時(shí)，也為檸檬草的充分開發(fā)和利用提供了一定的理論依據(jù)。

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