蒸馏时间对丁香油化学成分的影响_田玉红

DOI :10. 13989/j . cn ki . 0517-6611. 2009. 30. 027

安徽农业科学, J o u r n a l o f A n h u i A g r i . S c i . 2009, 37(30) :14542-14543, 14553

责任编辑　王淼　责任校对　张士敏

蒸馏时间对丁香油化学成分的影响

田玉红

1, 2, 3

, 黄琼, 陈志燕, 蒋宏霖, 张祥民　(1. 广西中烟工业有限责任公司技术中心, 广西柳州

3112

545005; 2. 复旦大学化学

系, 上海200433; 3. 广西工学院生物与化学工程系, 广西柳州545006)

摘要　[目的]考察蒸馏时间对丁香油化学成分的影响。[方法]采用水蒸气蒸馏法提取不同蒸馏时段的精油馏分, 通过气相色谱-质谱(G C -M S ) 联用分析鉴定其化学成分。[结果]不同蒸馏时段丁香油的主要化学成分为:丁香酚(85. 574%～58. 519%)、乙酸丁香酚酯(8. 845%～30. 584%)、β-石竹烯(1. 758%～5. 680%)、α-石竹烯(0. 257%～1. 005%)。[结论]蒸馏时间对丁香油的化学成分有较大影响, 随着蒸馏时间的延长, 丁香酚的含量逐渐降低, 而乙酸丁香酚酯的含量逐渐升高。关键词　丁香; 精油; 蒸馏时间; 成分分析

+

中图分类号　TQ 656. 5　　文献标识码　A　　文章编号　0517-6611(2009) 30-14542-02E f f e c t s o f D i s t i l l a t i o nD u r a t i o n o n t h e C h e m i c a l C o m p o s i t i o n o f E s s e n t i a l O i l f r o m E u g e n i a c a r y o p h y l l a t a T h u n b T I A NY u -h o n g e t a l 　(T e c h n o l o g y C e n t r e o f G u a n g x i Z h o n g y a n I n d u s t r i a l L i m i t e d L i a b i l i t y C o r p o r a t i o n , L i u z h o u , G u a n g x i 545005) A b s t r a c t 　[O b j e c t i v e ]T h e a i mw a s t o s t u d y e f f e c t s o f d i s t i l l a t i o n d u r a t i o n o n t h e c h e m i c a l c o m p o s i t i o n o f e s s e n t i a l o i l f r o mE u g e n i a c a r y o -p h y l l a t a T h u n b . [M e t h o d ]T h e e s s e n t i a l o i l f r a c t i o n s c o l l e c t e d a t d i f f e r e n t t i m e s d u r i n g d i s t i l l a t i o n w e r e o b t a i n e d t h r o u g h h y d r o d i s t i l l a t i o n a n d a n a l y z e d b y g a s c h r o m a t o g r a p h y -m a s s s p e c t r o m e t r y (G C -M S ) m e t h o d . [R e s u l t ]T h e m a i n c o n s t i t u e n t s i n o i l s c o l l e c t e d a t d i f f e r e n t t i m e s d u r -i n g d i s t i l l a t i o n w e r e e u g e n o l (85. 574%-58. 519%), e u g e n o l a c e t a t e (8. 845%-30. 584%), β-c a r y o p h y l l e n e (1. 758%-5. 680%)an d α-c a r y o p h y l l e n e (0. 257%-1. 005%). [C o n c l u s i o n ]T h e c o n s t i t u e n t s o f o i l f r o mE . c a r y o p h y l l a t a T h u n b v a r i e d o b v i o u s l y w i t h t h e d u r a t i o n o f d i s t i l l a t i o n . T h e r e l a t i v e c o n t e n t o f e u g e n o l d e c r e a s e d w i t h t h e d i s t i l l a t i o np r o c e s s i n g , w h i l e t h a t o f e u g a n o l a c e t a t e i n c r e a s e d . K e y w o r d s 　Eu g e n i a c a r y o p h y l l a t a T h u n b ; E s s e n t i a l o i l ; D i s t i l l a t i o n d u r a t i o n ; C o m p o n e n t a n a l y s i s

　　丁香为桃金娘科植物丁香(E u g e n i a c a r y o p h y l l a t a T h u n b ) 的干燥花蕾, 主产于坦桑尼亚、马来西亚、斯里兰卡、印度尼西亚, 我国海南、广东、广西、云南等省均有栽培。丁香中富含精油, 丁香油对多种致病性真菌、杆菌、流感病毒具有抑制作用, 并具有驱虫、健胃、抗惊厥、降低血压、抑制呼吸等功效。丁香油是一种重要的烟用香料, 辛香中带有花香清甜韵, 略带酸甜和焦糖香味, 香气飘逸, 易扩散, 为烟用香精调配辛香和酚香的重要香料

[2]

[1]

1. 4　气相色谱-质谱工作参数　气相色谱条件:毛细管色谱柱H P -5M S (30m×0. 25m m×0. 25μm ) ; 采用程序升温:60℃保持1m i n , 升至170℃(2℃/mi n ) , 继续升至270℃(8℃/mi n ) , 于270℃保持5m i n ; 载气为高纯氦气, 流量1. 0m l /mi n ; 进样量1μl , 分流比1∶100, 进样口温度280℃,接口温度230℃。

质谱条件:E I 电离源, 电子能量70e V , 电子倍增器电压1. 5k V , 质量扫描范围33～550a m u , 全扫描方式。2　结果与分析

2. 1　不同蒸馏时段丁香油的提取率　测定了不同蒸馏时段丁香油的相对提取率, 结果见表1。

表1　不同蒸馏时段丁香油的提取率(100g 丁香)

T a b l e 1　E x t r a c t i o n r a t e o f e s s e n t i a l o i l f r o mE . c a r y o p h y l l a t a T h u n b a t

d i f f e r e n t t i m e s d u r i n g d i s t i l l a t i o n

蒸馏时段∥mi n D i s t i l l a t i o n d u r a t i o n 0～1010～3030～6060～180180～360

精油体积∥ml O i l v o l u m e

1. 322. 393. 504. 742. 83

相对提取率∥%R e l a t i v e e x t r a c t i o n r a t e

8. 93

16. 1723. 6832. 0719. 15

。目前, 丁香油的生产主要以水

蒸气蒸馏工艺为主, 蒸馏时间是影响丁香油的产率和品质的

主要因素, 为了更好地控制丁香油的品质, 笔者对丁香油的化学成分与提取时间之间的关系进行了研究。

1　材料与方法1. 1　仪器　Ag i l e n t 6890G C /5973M S 气质联用仪; 挥发油提取器。

1. 2　材料　丁香样品购自广西柳州市中药饮片厂。试验所用试剂皆为国产分析纯。

1. 3　丁香油的提取　总丁香油的提取:称取100g 丁香样品于挥发油提取器中按常规水蒸气蒸馏法提取6h , 静置分层后读取挥发油的体积。油被收集下来经无水硫酸钠干燥后, 进行成分分析。

不同蒸馏时段丁香油的提取:称取100g 丁香样品, 置于挥发油提取器中按常规水蒸气蒸馏法提取, 控制水的回流速度为4～5m l /mi n , 分别收取0～10m i n (馏分1) 、10～30m i n (馏分2) 、30～60m i n (馏分3) 、60～180m i n (馏分4) 、180～360m i n (馏分5) 5个时间段的油相成分, 各馏分精油充分静置至油水分层后读取精油体积M S 分析。

基金项目　广西教育厅科研项目资助(200607M S 043) ; 广西中烟工业有

限责任公司科技创新项目。

作者简介　田玉红(1969-) , 女, 河北秦皇岛人, 博士, 教授, 从事天然

香料化学及其精细化学品的开发。

-[3]

2. 2　不同蒸馏时段丁香油的化学成分　按上述G C -M S 条件对总丁香油和不同蒸馏时段的丁香油馏分进行分析, 得到总离子流色谱图。采用计算机对各峰质谱图进行N I S T 标准谱库的检索, 根据质谱裂解规律进行核对, 参考标准图谱和

[4-6]

相关文献确定其化学结构, 利用峰面积归一法计算各组分的相对含量, 所得分析结果列于表2。经分析鉴定, 总丁香油确认了33个组分的成分, 占总离子流出峰面积的97. 251%;0～10m i n 时段(馏分1) 确认了31个成分, 占总峰面积的98. 264%;10～30m i n 时段(馏分2) 确认了30个成分, 占总峰面积的98. 952%;30～60m i n 时段(馏分3) 确认. ～180(馏

。油被收集下来进行G C -

37卷30期　　　　　　　　　　　　　　　　　　田玉红等　蒸馏时间对丁香油化学成分的影响

14543

分4) 确认了24个成分, 占总峰面积的98. 644%;180～360m i n 时段(馏分5) 确认了27个成分, 占总峰面积的97. 314%。

表2　不同蒸馏时段丁香油的化学成分

T a b l e 2　T h e c o n s t i t u e n t s o f e s s e n t i a l o i l f r o m E . c a r y o p h y l l a t a T h u n b a t d i f f e r e n t t i m e s d u r i n g d i s t i l l a t i o n

化合物C o m p o u n d s 糠醛甲基戊基甲酮2-庚醇苯甲醛甲基庚烯酮己酸乙酯乙酸-2-庚酯苯乙酮2-壬酮

苯甲酸甲酯芳樟醇2-壬基醇乙酸苯甲酯苯甲酸乙酯水杨酸甲酯对-烯丙基苯酚对-丙烯基茴香醚2-十一酮丁香酚丁香酚甲醚β-石竹烯α-石竹烯肉桂酸乙酯γ-依兰油烯α-依兰油烯金合欢烯1(10) , 4-杜松二烯乙酸丁香酚酯石竹烯醇

1, 5, 5, 8-四甲基-12-氧杂双环[9. 1. 0]-3, 7-十二碳二烯4, 4-二甲基-四环[6. 3. 2. 0(2, 5) . 0(1, 8) ]-十三碳-9-醇γ-依兰油醇苯甲酸苯甲酯4-苄氧基苯甲酸酚类物质含量酯类物质含量碳氢化合物物质含量醇类物质含量酮类物质含量醚类物质含量醛类物质含量酸类物质含量

0. 0450. 1570. 02672. 78221. 7492. 2610. 3600. 0500. 0200. 0030. 026

0. 0170. 046-85. 7989. 6622. 3630. 253

0. 1300. 0500. 008-0. 0110. 041-85. 77011. 8141. 1140. 135

0. 0760. 0330. 010-0. 0170. 048-82. 12115. 1911. 6770. 139

0. 0240. 0610. 009-0. 0350. 0730. 00773. 51021. 2543. 5890. 223

0. 0250. 0260. 0100. 007

0. 0840. 2220. 03358. 89230. 8256. 9980. 542

0. 0090. 0050. 0100. 033

0. 196

0. 175

0. 089

0. 097

0. 139

0. 244

总精油T o t a l o i l

0. 0030. 0140. 003-0. 0030. 0050. 0260. 0040. 022

0. 0110. 0060. 0040. 0300. 0120. 1220. 1660. 0120. 00772. 6160. 0081. 7620. 3140. 0090. 0140. 0160. 0160. 05321. 3770. 1060. 086

馏分1F r a c t i o n 1

0. 0040. 0390. 0100. 0040. 0120. 0080. 0430. 0160. 056

0. 0510. 038-0. 1130. 0510. 4960. 2240. 0380. 00785. 5740. 0121. 7580. 2570. 0090. 0440. 065-0. 1848. 8450. 0130. 055

相对百分含量R e l a t i v e c o n t e n t ∥%馏分2F r a c t i o n 2

0. 0100. 0250. 005-0. 0070. 0080. 0390. 0090. 035

0. 0240. 0100. 0060. 0720. 0260. 2720. 2270. 017-85. 5430. 0160. 8920. 1380. 0060. 0070. 007-0. 03511. 3260. 0140. 035

馏分3F r a c t i o n 3

0. 0090. 003---0. 0030. 022-0. 021

0. 0050. 0030. 0040. 0250. 0110. 1050. 2390. 050-81. 8820. 0111. 3600. 2210. 0060. 0090. 012-0. 03814. 9660. 0180. 037

馏分4F r a c t i o n 4馏分5F r a c t i o n 5

0. 010-----0. 020-0. 014

---0. 004-0. 0240. 2560. 0180. 01173. 2540. 0082. 9300. 4810. 0080. 0160. 0160. 0250. 06121. 1250. 0490. 060

0. 010-----0. 007-------0. 0040. 373-0. 00958. 5190. 0055. 6801. 0050. 0080. 049

0. 0200. 0830. 10630. 5840. 2140. 055

各不同蒸馏时段丁香油的主要成分为丁香酚(85. 574%～

58. 519%)、乙酸丁香酚酯(8. 845%～30. 584%)、β-石竹烯(1. 758%～5. 680%)、α-石竹烯(0. 257%～1. 005%)。蒸馏时间对丁香油的化学成分影响较大, 由表2可以看出, 随着蒸馏的进行, 丁香酚的含量由85. 574%降低到58. 519%,而乙酸丁香酚酯的含量由8. 845%升高到30. 584%。这对于卷烟加香是十分有利的, 丁香油中的乙酸丁香酚酯的含量较高, 可以使烟香更加丰富, 增加口腔甜润感。

3　结论

采用水蒸气蒸馏法提取了不同蒸馏时段的丁香油, 通过气相色谱-质谱(G C -M S ) 联用分析鉴定了其化学成分, 各不

同蒸馏时段丁香油的主要成分为丁香酚(85. 574%～58. 519%)、乙酸丁香酚酯(8. 845%～30. 584%)、β-石竹烯(1. 758%～5. 680%)、α-石竹烯(0. 257%～1. 005%)。蒸馏时间对丁香油的化学成分有较大影响, 随着蒸馏时间的延长, 丁香酚的含量由85. 574%降低到58. 519%,乙酸丁香酚酯的

页)

37卷30期　　　　　　　　　　　　　　　　　　薛锋等　产壳聚糖酶菌株的选育研究进展

14553

别为1、3、5m i n , 每剂量处理2个含菌平板。照射后立即用黑牛皮纸包扎平板(避光) , 倒置于28℃恒温培养箱中培养72h , 统计每个平板的菌落数及致死率, 取致死率在98%以上的单个孤立菌落移入保藏培养基斜面, 培养, 备用, 得到高活性突变株。该试验发现以高致死率的相对剂量处理时, 诱变效果较好

[13]

法的抗性, 从而获得高产菌株。另外, 对发酵条件也要进行优化和改进, 筛选出最佳产酶条件, 以获得最大的产酶量。参考文献

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。

3. 2　复合因子处理　陈小娥等对曲霉菌孢子紫外照射1

m i n ※暗培养增殖※涂布平板培养※挑取透明圈大的菌落进行斜面培养※摇瓶筛选

60

[15]

。对正突变株C J 22-311进行第

2次C o 诱变, 诱变剂量为500、700、900G y , 涂布平板培养※挑取透明圈大的菌落进行斜面培养※摇瓶复筛获得高产株C J 22-326。方祥年等以球孢白僵菌(B e a u v e r i a b a s s i a n a ) 1316为出发菌株, 通过紫外线和高能电子束分别诱变分生孢子, 采用平板透明圈法初筛和摇瓶培养复筛的方法, 经3轮诱变, 筛选到了5株高产突变株

[10]

。将其中1株最高产的突变

株定名为B e a u v e r i a b a s s i a n a 1316-V 1, 其壳聚糖酶活力为原始菌株的16倍; 经传代培养, 其高产特性能够稳定遗传。3. 3　诱变后菌株的筛选　对诱变后的菌株需进行遗传稳定性试验, 选择能稳定遗传的菌落及耐高温的菌株进行培养, 然后选择酶活较高的稳定菌株进行保藏。4　基因工程育种

梁东春等根据G e n B a n k 中发布的烟曲霉菌壳聚糖酶(A s p e r g i l l u s f u m i g a t u s c h i t o s a n a s e , E C 3. 2. 1. 132) 的基因序列人工合成了8条D N A 长链及4条引物链

[21]

。采用P C R 拼

接法扩增壳聚糖酶基因并将其克隆入p G E M -T e a s y 载体进行序列分析, 进一步将其亚克隆入表达载体p G E X -3X 。用重组质粒p G E X -C s n 转化E . c o l i D H 5α, I P T G 诱导表达, 亲和层析及F a c t o r X a 酶解纯化重组C s n 。所得重组壳聚糖酶具有降解壳聚糖的生物活性, 其活性受温度及p H 值的影响。5　展望

目前, 壳聚糖酶的工业化生产较少, 因此, 继续对产壳聚糖酶菌株进行研究显得十分必要。

(1) 运用基因工程方法进行研究。运用分子克隆方法克隆所选菌种的壳聚糖酶基因, 可实现重组菌产壳聚糖酶基因的高效表达。

(2) 继续筛选产酶活性较高的微生物菌种并对其产酶发酵条件进行优化。很多学者经过10多年的研究, 发现许多微生物都可产生壳聚糖酶, 但目前并没有发现产酶量较大的可用于工业化生产的菌株。所以今后仍需继续筛选酶活性较高的微生物菌种, 然后对菌种进行诱变选育, 并对其发酵条件进行优化, 获得产酶量较大的菌种。在此过程中, 要合理运用新的诱变方法或进行复合诱变, 以减小菌种对诱变方(上接第14543页)

含量由8. 845%升高到30. 584%,蒸馏时间越长, 丁香油在卷烟加香中的应用效果越好。参考文献

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