臍橙果皮揮發油成分分析及在卷煙中的加香應用

魏鵬程，趙銘欽，劉鵬飛

河南農業大學煙草學院國家煙草栽培生理生化研究基地，鄭州450002

臍橙果皮揮發油成分分析及在卷煙中的加香應用

魏鵬程，趙銘欽*，劉鵬飛

河南農業大學煙草學院國家煙草栽培生理生化研究基地，鄭州450002

為研究臍橙果皮揮發油化學成分及其對提高卷煙吸食品質效果，采用水蒸汽蒸餾法和超聲波萃取法結合GC-MS對臍橙果皮揮發油成分進行分析和卷煙加香試驗。鑒定出水蒸汽蒸餾法和超聲波萃取法二者共有主要成分25種，超聲波萃取法所得產物相對含量高于水蒸汽蒸餾法，前者方法較優。主要有檸檬烯，β-芳樟醇，β-月桂烯，6，6-二甲基-2-亞甲基二環庚烷，4(10)-側伯烯，辛醛等。臍橙果皮揮發油具有明顯降低卷煙刺激性、柔和煙香、改善口感和增加煙氣甜潤度等效果。

臍橙果皮;揮發油;GC-MS;卷煙加香

臍橙是蕓香科柑橘屬常綠喬木，雙子葉植物［1］。臍橙分布在中國的13個省(自治區)、主產于四川、廣東、臺灣、廣西、福建、湖南、江西、湖北等省(自治區)。臍橙營養豐富，含有人體所必需的各類營養成份。橙皮很早就中藥的一種，味辛微苦，入脾、肺二經，止咳化痰［2，3］，經常食用具有降低膽固醇、分解脂肪、減少有色金屬和放射性元素在人體內積累、清火養顏、防癌抗癌、延年益壽之功效［4］。我國對臍橙的主要化學成分進行了充分研究，但對臍橙果皮及其揮發油在卷煙加香應用報道較少。本試驗采用水蒸汽蒸餾法和超聲波萃取法結合氣相色譜-質譜(GC-MS)技術，通過檢索圖譜庫NIST1.7和結合標準質譜圖［5］，用色譜峰面積歸一化法計算各色譜峰的相對含量。分析比較兩種不同提取方法對臍橙果皮揮發油香味化學成分影響，并進行卷煙加香對比試驗。為開發新型天然煙用香料資源，結合中醫藥減少對人體健康損害，充分利用臍橙綜合價值提供理論依據［6，7］。

1 材料與方法

1.1 材料及儀器

材料與試劑:臍橙購于大型商超，經河南農業大學農學院高致明教授鑒定為臍橙;單料煙樣品煙絲(河南方城，貴州畢節，云南玉溪煙站提供);加香加料配方卷煙煙絲(河南中煙工業公司新鄭卷煙廠提供)。二氯甲烷(AR，天津市德恩化學試劑有限公司);無水硫酸鈉(AR，天津市恒興化學試劑制造有限公司);石油醚(60～90℃)(AR，天津市科密歐化學試劑有限公司)。

儀器:揮發油提取器(上海禾汽玻璃儀器有限公司);JA2003N型電子分析天平(感量0.001 g，上海精密科學儀器有限公司);KBF240恒溫恒濕箱(香港路易有限公司);98-1-B型電子調溫電熱套(天津市泰斯特儀器有限公司);RE-52AA旋轉蒸發器(上海亞榮生化儀器廠);HH-4數顯恒溫水浴鍋(常州國華電器有限公司);KQ700DE型數控超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司);Agilent 5890型氣相色譜-5972型質譜聯用儀(美國安捷倫公司)。

1.2 方法

1.2.1 臍橙果皮揮發油的制備與分析

水蒸氣蒸餾法:準確稱取100 g臍橙鮮果皮，置于2000 mL圓底燒瓶中，加入1000 mL蒸餾水與數粒玻璃珠，振蕩混勻后，連接揮發油提取器，用電熱套加熱3 h，待回流提取液冷卻后，用二氯甲烷10 mL萃取提取液3次，萃取液置于50 mL的圓底燒瓶中，再用無水硫酸鈉干燥，過濾，濾液在40℃減壓蒸餾濃縮，得淡黃色揮發油，平行試驗進行三次，三次分別得到揮發油為1.1、1.2和1.0 mL。平均出油率為1.1%(mL/g)。

超聲波萃取法:準確稱取100 g臍橙鮮果皮三角燒瓶中，加入正己烷溶液350 mL，在超聲功率90 W，超聲溫度40℃，超聲時間30 min超聲提取。將浸提好的試樣減壓過濾，殘渣再加少量正己烷溶液洗滌，抽濾，將濾液合并，旋轉蒸發儀蒸去溶劑得到透明黃色揮發油。平行試驗進行三次，三次分別得到揮發油為2.2 mL、2.4 mL和2.6 mL。平均出油率為2.4%(mL/g)。

1.2.2 GC-MS分析

1.2.2.1 色譜條件:色譜柱:DB-WAXETR 60 m× 0.25 mm×0.25 μm，載氣:氦氣，進樣量:1.0 μL，分流比:8∶1，柱流速:0.8 mL/min，程序升溫:初始溫度80℃，保持2 min，升溫每分鐘4℃至240℃，保持30 min。傳輸線溫度:280℃;進樣口溫度:250℃。1.2.2.2 質譜條件:EI電離能量:70 eV，離子源溫度:270℃，溶劑延遲:3.5 min，掃描離子質量范圍: 35～550 amu，質譜庫:NIST06，用色譜峰面積歸一化法計算各色譜峰的相對含量。

1.2.3 加香與評吸

分別取在溫度(22±1)℃和相對濕度(60± 2)%環境中平衡好的單料煙絲及配方煙絲10 g若干份，按其質量的0.1%、0.5%、1.5%和3.0%分別稱取揮發油，取5 mL 95%乙醇稀釋后用喉頭噴霧器均勻地噴在煙絲上，作為加香樣品。加香和未加香煙絲樣品均放在溫度(22±1)℃和相對濕度(60± 2)%的恒溫恒濕箱中平衡48 h，用填煙器分別將加香和未加香的配方煙絲制成煙支(每支約為1 g)，放入恒溫恒濕箱中繼續平衡48 h，邀請鄭州卷煙廠的卷煙感官評吸小組進行評吸。對照為噴灑同量95%乙醇的同種單料煙絲及配方煙絲卷制的在相同條件下處理的卷煙。

2 結果與分析

2.1 臍橙揮發油的主要成分

臍橙果皮揮發油成分經GC-MS分析并用計算機對每個色譜峰的質譜裂解圖的Wiley數據庫的檢索，選擇匹配度高者為其化學組分，共鑒定出水蒸汽蒸餾法和超聲波萃取法二者共有主要成分25種，并用峰面積歸一化法計算各成分的相對含量。結果(表1)顯示，臍橙果皮揮發油的主要成分有檸檬烯，β-芳樟醇，β-月桂烯，6，6-二甲基-2-亞甲基二環，4 (10)-側伯烯，辛醛等。臍橙果皮揮發油中還含有維生素E(Ve)，Ve是一種重要的抗氧化劑，減少煙氣中的自由基，保護機體細胞避免自由基的破壞［8］。此外，臍橙果皮揮發油中還含有ρ-薄荷-1-烯-4-醇，ρ-薄荷-1-烯-8-醇，順-香葉醇，ρ-薄荷-6，8-二烯-2-酮，反-香葉醇，4βH，5α-雅檻-1(10)，11-二烯，茄萜-3，9-二烯等。

表1 臍橙果皮揮發油主要化學成分Table 1 Major components in the essential oil of pericarp of orange

9.56 β-月桂烯β-Myrcene 81 2.89 3.16 4 10.10 辛醛Octanal 92 0.7 0.9 5 10.30 3-蒈烯3-Carene 96 0.51 0.78 6 11.10 檸檬烯Limonene 87 90.16 92.19 7 12.34 辛醇1-Octanol 83 0.21 0.23 8 14.56 β-芳樟醇β-Linalool 87 0.83 0.91 9 14.57 n-壬醛n-Nonaldehyde 92 0.11 0.16 10 16.13 香茅醛Citronellal 81 0.04 0.12 11 17.24 ρ-薄荷-1-烯-4-醇ρ-Menth-1-en-4-ol 83 0.12 0.23 12 18.35 ρ-薄荷-1-烯-8-醇ρ-Menth-1-en-8-ol 91 0.32 0.45 13 18.67 n-癸醛n-decaldehyde 90 0.45 0.47 14 19.14 順-香葉醇Cis-geraniol 86 0.14 0.15 15 20.24 β-檸檬醛β-Citral 93 0.3 0.41 16 20.46 ρ-薄荷-6，8-二烯-2-酮ρ-Menth-6，8-dien-2-one 86 0.04 0.01 17 20.84 反-香葉醇Trans-geraniol 88 0.07 0.09 18 21.22 α-檸檬醛α-Citral 83 0.42 0.45 19 21.85 癸醇Decyl alcohol 89 0.07 0.11 20 25.14 橙花醇乙酸酯Nerol acetate 81 0.03 0.09 21 27.29 月桂醛Lauraldehyde 95 0.07 0.09 22 28.45 石竹烯Caryophyllene 92 0.04 0.04 23 31.98 4β，5α-雅檻蘭-1(10)，11-二烯4β，5α-eremophila-1(10)，11-diene 84 0.06 0.07 24 32.24 茄萜-3，9-二烯Cadina-3，9-diene 84 0.03 0.05 25 38.17 維生素3 E Ve 94 0.30 0.40

2.2 加香效果

評吸結果(表2)表明:(1)臍橙果皮揮發油能明顯改善和修飾試驗的中、高檔烤煙型卷煙葉組的煙氣，柔和煙香，改善余味，減少刺激性，提高燃吸品質;(2)臍橙果皮揮發油可有效降低所試驗的3種單料煙的地方性雜氣，泥土氣，使煙香變得細膩柔和。揮發油在卷煙中具有顯著地增加卷煙香氣量，提高卷煙的香氣值，具有濃厚的卷煙香氣，降低刺激等作用，對提高卷煙吸食品質具有很好的效果;(3)超聲波萃取法所得產物由于香氣含量較高，用量少，成本低，所以綜合評吸結果優于水蒸汽蒸餾法。

表2 臍橙果皮揮發油添加在卷煙中的評吸結果Table 2 Results of cigarettes smoking with added volatile oil of pericarp of orange

添加過量，刺激性明顯加強，掩蓋原有煙氣成分，不推薦使用此劑量。中檔卷煙葉組 0.10 煙氣尚充足，香氣質一般，尚協調，雜氣重，刺激明顯。 煙氣尚充足，香氣質一般，尚協調，雜氣重，刺激明顯。0.50 煙氣豐滿，香氣質好，煙氣細膩，煙味協調，雜氣降低，刺激性減輕。3.00 煙氣較充足，香氣質一般，不協調，雜氣增加，刺激性明顯。添加過量，刺激性明顯加強，掩蓋原有煙氣成分，不推薦使用此劑量。低檔卷煙葉組 0.10 香氣差、不諧調，雜氣較重。 香氣差、不諧調，雜氣較重。0.50 煙氣豐滿，香氣質好，煙氣細膩，煙味協調，雜氣降低，刺激性減輕。煙氣豐滿，香氣質好，煙氣細膩，煙味協調，雜氣降低，刺激性減輕1.50 煙氣豐滿，香氣質一般，尚協調，刺激明顯。 煙氣豐滿，香氣質一般，尚協調，刺激明顯。3.00 煙氣較充足，香氣質一般，不協調，雜氣增加，刺激性明顯。香氣量足，香氣質好，刺激性微有，雜氣較輕，余味舒適。方城C3F 0.10 煙氣尚充足，香氣質一般，尚協調，雜氣重，刺激明顯。 煙氣尚充足，香氣質一般，尚協調，雜氣重，刺激明顯。0.50 煙氣豐滿，香氣質好，煙氣細膩，煙味協調，雜氣降低，刺激性減輕。煙氣豐滿，香氣質好，煙氣細膩，煙味協調，雜氣降低，刺激性減輕。1.50 煙氣豐滿，香氣質一般，尚協調，刺激明顯。 煙氣豐滿，香氣質一般，尚協調，刺激明顯。3.00 香氣量足，香氣質好，刺激性微有，雜氣較輕，余味舒適。煙氣較充足，香氣質一般，不協調，雜氣增加，刺激性明顯。玉溪C3F 0.10 煙氣尚充足，香氣質一般，尚協調，雜氣重，刺激明顯。 煙氣尚充足，香氣質一般，尚協調，雜氣重，刺激明顯。0.50 煙氣豐滿，香氣質好，煙氣細膩，煙味協調，雜氣降低，刺激性減輕。煙氣豐滿，香氣質好，煙氣細膩，煙味協調，雜氣降低，刺激性減輕。1.50 煙氣豐滿，香氣質一般，尚協調，刺激明顯。 煙氣豐滿，香氣質一般，尚協調，刺激明顯。3.00 煙氣較充足，香氣質一般，不協調，雜氣增加，刺激性明顯。煙氣較充足，香氣質一般，不協調，雜氣增加，刺激性明顯。畢節C3F 0.10 煙氣尚充足，香氣質一般，尚協調，雜氣重，刺激明顯。 煙氣尚充足，香氣質一般，尚協調，雜氣重，刺激明顯。0.50 煙氣豐滿，香氣質好，煙氣細膩，煙味協調，雜氣降低，刺激性減輕。煙氣豐滿，香氣質好，煙氣細膩，煙味協調，雜氣降低，刺激性減輕。1.50 煙氣豐滿，香氣質一般，尚協調，刺激明顯。 煙氣豐滿，香氣質一般，尚協調，刺激明顯。3.00 煙氣較充足，香氣質一般，不協調，雜氣增加，刺激性明顯。煙氣豐滿，香氣質好，煙氣細膩，煙味協調，雜氣降低，刺激性減輕。1.50 煙氣豐滿，香氣質一般，尚協調，刺激明顯。 煙氣豐滿，香氣質一般，尚協調，刺激明顯。3.00 煙氣較充足，香氣質一般，不協調，雜氣增加，刺激性明顯。煙氣較充足，香氣質一般，不協調，雜氣增加，刺激性明顯。

3 結論

本試驗采用水蒸汽蒸餾法和超聲波萃取法結合GC-MS對臍橙果皮揮發油成分進行分析和卷煙加香試驗。共鑒定出水蒸汽蒸餾法和超聲波萃取法二者共有主要成分25種，超聲波萃取法所得產物相對含量高于水蒸汽蒸餾法，前者方法較優。臍橙果皮揮發油可明顯改善和修飾試驗烤煙煙葉的煙氣，柔和煙香，改善余味，減少刺激性，提高燃吸品質。該揮發油中具有煙氣中所具有的一些致香物質，如檸檬烯，β-芳樟醇，β-月桂烯，6，6-二甲基-2-亞甲基二環，4(10)-側伯烯，辛醛等這些物質對卷煙的增香具有一定的效果。加香實驗結果表明，臍橙揮發油對卷煙的增香，降低刺激和減少雜氣確實具有很好的效果，這將為卷煙增香物質的開發研究奠定扎實的理論基礎，具有重要的應用前景。

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2 Zhong BL(鐘八蓮).Navel quality pollution-free cultivation technology(臍橙優質無公害栽培技術).Beijing:China Agriculture Press，2006.5-7.

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Analysis of Essential Oil from Pericarp of Orange Its Application in Cigarette

WEI Peng-cheng，ZHAO Ming-qin*，LIU Peng-fei
Tobacco College of Henan Agriculture University National Tobacco Physiology and Biochemistry Research Center，Zhengzhou 450002，China

To study the chemical composition of the volatile oil from the pericarp of orange and to improve the quality of cigarette smoking，the volatile components in the extract from the pericarp of orange of were analyzed by water steam distillation method and ultrasonic extraction method combined with gas chromatography-mass spectrometry.The cigarette flavoring experiment was also conducted to test the performance of the extract.A total of 25 compounds were identified while the content of the product obtained by ultrasonic extraction was relatively higher than that obtained by water vapor method distillation.Thus，the ultrasonic extraction method was better than the water vapor distillation method.The identified compounds included limonene，β-linalool，β-myrcene，6，6-dimethyl-2-methylene-，bicyclo［3.1.1］heptane，4(10)-thujen，octanal，octyl aldehyde etc..The volatile oil from the pericarp of orange could significantly reduce the cigarette irritation，soften and sweeten the smoke，and enhance the cigarette taste.

pericarp of orange;essential oil;GC-MS;tobacco flavoring

1001-6880(2012)10-1424-05

2011-07-20 接受日期:2011-12-09

*通訊作者 E-mail:mqzhao999@tom.com

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