李成斌 張峻松 楊上鶯

摘要：為研究不同提取方法對(duì)羅勒揮發(fā)油品質(zhì)的影響，考察了無溶劑微波萃取和水蒸氣蒸餾對(duì)羅勒揮發(fā)油的得率、香氣質(zhì)量和揮發(fā)性成分的影響，并在卷煙中進(jìn)行應(yīng)用研究。結(jié)果表明，無溶劑微波萃取法能顯著提高羅勒揮發(fā)油的得率，比水蒸氣蒸餾法提高30%;2種方法制備的羅勒揮發(fā)油的主要致香成分一致，主要成分均為草蒿腦，無溶劑微波萃取羅勒揮發(fā)油的草蒿腦含量比水蒸氣蒸餾法增加10%，其余成分在種類和含量上也有一定差別;羅勒揮發(fā)油在卷煙中的應(yīng)用研究結(jié)果表明，無溶劑微波萃取羅勒揮發(fā)油能使煙香豐滿飄逸，賦予卷煙柔和的辛香和清香，具有明顯的增甜除雜作用。

關(guān)鍵詞：羅勒揮發(fā)油;無溶劑微波萃取;水蒸氣蒸餾;揮發(fā)性成分;卷煙應(yīng)用

中圖分類號(hào)：R284.2 ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：0439-8114（2020）06-0148-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2020.06.030 ? ? ? ? ? 開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Preparation of basil essential oils and its application in making cigarette

LI Cheng-bin1，2，ZHANG Jun-song1，YANG Shang-ying2，LIU Yu-yu2，YUAN Lin-cui2，YANG Yan-mei2，BAO Xiu-ping2

（1.School of Food and Biological Engineering，Zhengzhou University of Light Industry，Zhengzhou 450002，China;

2.Yunnan Reascend Tobacco Technology （Group） Co.，Ltd.，Kunming 650106，China）

Abstract： In order to improve the utilization efficiency of basil essential oils extracted by solvent-free microwave extraction （SFME） and steam distillation （SD）， the effect of the two methods on the quality of basil oil， such as yields， aroma quality， volatile components， and its application in cigarette， etc.， were evaluated. The results showed that the yield of basil oil by SFME was significantly higher than that by SD. The main aroma components in the basil essential oils by both methods were estragole， but the content in basil essential oil extracted by SFME was 10% higher than that by SD. And other components in the basil oil by the two methods are also with a little different in variety and contents. The application in cigarette showed that the basil essential oil by SFME could improve the sense of sweet and enrich the aroma of smoking.

Key words： basil essential oils; solvent-free microwave extraction; steam distillation; volatility component; application on cigarette

羅勒（Ocimum basilicum L.）為唇形科羅勒屬一年生草本植物，又名毛羅勒、九層塔、香蘭等[1]，具有獨(dú)特的芳香氣息。羅勒主要分布于印度、泰國等熱帶和溫帶地區(qū)，在中國新疆、四川、云南、廣西、廣東等地均有栽培[2]。羅勒全株皆可入藥，其味辛、氣香、性溫;能疏風(fēng)解表、行氣活血、化濕和中[3]?，F(xiàn)代藥理學(xué)研究表明，羅勒具有殺菌、抗氧化、抗腫瘤等功效[4-7]。羅勒中富含的揮發(fā)油是其發(fā)揮藥理作用的重要成分，主要由丁香酚、芳樟醇和草蒿腦等組成[8-12]。因此，羅勒揮發(fā)油憑借其獨(dú)特的芳香特征和功能特性而廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥和農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。

傳統(tǒng)羅勒揮發(fā)油的提取方法主要是水蒸氣蒸餾法，分為水中蒸餾和水上蒸餾。此外，還有超臨界CO2萃取法、有機(jī)溶劑萃取法等[13]。其中，傳統(tǒng)水蒸氣蒸餾法雖然簡單易操作，但是提取時(shí)間長，提取效率低;有機(jī)溶劑法溶劑消耗量較大，且容易引入雜質(zhì)，具有溶劑殘留的隱患;超臨界CO2萃取法雖然在提取效率方面有所提升但是成本較高[14]。隨著微波技術(shù)的推廣應(yīng)用，無溶劑微波萃取技術(shù)迅速發(fā)展，該技術(shù)以新鮮植物作為原料，無需干燥和粉碎處理，不需要加入溶劑，采用微波輻照的方式加熱，進(jìn)而通過微波的穿透效應(yīng)和熱效應(yīng)破壞細(xì)胞壁使原料中的揮發(fā)性成分隨物料本身的水分蒸餾出來，具有綠色、快速、便捷的特點(diǎn)，避免熱敏性成分長時(shí)間受熱，有助于天然活性成分的保留，是目前揮發(fā)油提取的最先進(jìn)方法。雖然羅勒揮發(fā)油在食品和醫(yī)藥領(lǐng)域有相關(guān)應(yīng)用，但是在卷煙中的應(yīng)用卻鮮見報(bào)道。因此，本研究采用先進(jìn)的微波無溶劑萃取技術(shù)對(duì)新鮮羅勒進(jìn)行萃取，對(duì)比了其與水蒸氣蒸餾法所得揮發(fā)油在得率、香氣、結(jié)構(gòu)組成和卷煙應(yīng)用等方面的差異，旨在為羅勒揮發(fā)油在卷煙中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 ?材料與方法

1.1 ?材料與儀器

新鮮羅勒莖葉（購于云南昆明官渡生產(chǎn)基地）;乙醚、無水硫酸鈉和無水乙醇均為國產(chǎn)分析純。

NEOS-GR型微波無溶劑萃取裝置（MILESTONE，意大利）;EYEL4型循環(huán)水冷卻系統(tǒng)（EYEL，日本）;6890- 5975 N型氣相色譜/質(zhì)譜儀（Agilent，美國）。

1.2 ?試驗(yàn)方法

1.2.1 ?微波無溶劑萃取法提取羅勒揮發(fā)油 ?取適量新鮮羅勒放入微波萃取容器中，使用變頻微波進(jìn)行分段提取，第一階段：功率500 W，萃取5 min;第二階段：功率300 W，當(dāng)油量不再增加時(shí)結(jié)束程序，歷時(shí)45 min。在收集器中加入乙醚萃取羅勒揮發(fā)油，靜置后收集乙醚層，待乙醚揮發(fā)后，加入無水硫酸鈉干燥過夜，得到羅勒揮發(fā)油。

1.2.2 ?水蒸氣蒸餾法提取羅勒揮發(fā)油 ?取適量新鮮羅勒放入水蒸氣蒸餾提取器中，加入3倍蒸餾水，浸泡1 h后將揮發(fā)油提取器和冷凝管連接嚴(yán)密，開始加熱蒸餾并觀察記錄，當(dāng)油量不再增加時(shí)結(jié)束水蒸氣蒸餾，歷時(shí)3 h。加入乙醚萃取羅勒揮發(fā)油，靜置后收集乙醚層，待乙醚揮發(fā)后，加入無水硫酸鈉干燥過夜，得到羅勒揮發(fā)油。

1.2.3 ?羅勒揮發(fā)油組成成分分析 ?使用6890-5975 N型氣相色譜/質(zhì)譜儀分析羅勒揮發(fā)油的主要化學(xué)成分。

儀器條件： 6890-5975 N型氣相色譜/質(zhì)譜儀;HP-5MS型石英毛細(xì)管色譜柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）。

色譜條件：載氣為高純氦氣;流速1.0 mL/min;進(jìn)樣量2 μL;分流比10∶1;進(jìn)樣口溫度240 ℃。升溫程序：柱溫50 ℃保持1 min，以3 ℃/min升至100 ℃保持1 min，以8 ℃/min升至260 ℃保持10 min。

質(zhì)譜條件：掃描范圍41～510 aum;電離電壓70 V;離子源溫度250 ℃;傳輸線溫度280 ℃。掃描方式為全掃描。

1.2.4 ?羅勒揮發(fā)油在卷煙中的應(yīng)用評(píng)價(jià) ?將2種方法制備的羅勒揮發(fā)油用無水乙醇稀釋成0.1%的溶液，按照0.5‰（質(zhì)量比，揮發(fā)油∶煙絲）的添加量加入空白煙葉組中，于常溫放置2 h后卷制成卷煙，在溫度22 ℃±1 ℃，相對(duì)濕度60%±2%的條件下平衡48 h，然后由7位評(píng)吸專家組成的評(píng)吸小組進(jìn)行評(píng)價(jià)。

2 ?結(jié)果與分析

2.1 ?羅勒揮發(fā)油的香氣指標(biāo)評(píng)價(jià)

無溶劑微波萃取和水蒸氣蒸餾羅勒揮發(fā)油的得率及香氣質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果見表1。由表1可以看出，無溶劑微波萃取法的羅勒揮發(fā)油得率比傳統(tǒng)水蒸氣蒸餾法高，并且耗時(shí)縮短一半以上，萃取效率高。無溶劑微波萃取羅勒揮發(fā)油的香氣更濃郁、協(xié)調(diào)、自然，辛香突出;而水蒸氣蒸餾羅勒揮發(fā)油的特征氣味較清淡。這說明經(jīng)過微波處理后，新鮮羅勒中的多種致香成分更容易被提取出來，保存有更多特征香氣成分。

2.2 ?羅勒揮發(fā)油的揮發(fā)性成分分析

羅勒揮發(fā)油的總離子流如圖1所示，于無溶劑微波萃取羅勒揮發(fā)油中鑒定出51種化合物，傳統(tǒng)水蒸氣蒸餾羅勒揮發(fā)油中鑒定出47種化合物，主要是醇類、酯類、酮類、烯類和酚類。

采用不做校正的峰面積歸一化法得到羅勒揮發(fā)油中各化合物的相對(duì)含量，結(jié)果見表2。由表2可知，羅勒揮發(fā)油的主要致香成分為8～20 min檢測到的化合物，其中含量最高的為具有茴香和草香香氣的草蒿腦，這一結(jié)果與周鐵生等[15]、何道航等[16]、袁旭江等[17]的研究結(jié)果一致。無溶劑微波萃取羅勒揮發(fā)油和水蒸氣蒸餾羅勒揮發(fā)油其草蒿腦的含量分別為82.34%和74.66%。無溶劑微波萃取羅勒揮發(fā)油含有具有淡雅花香和草莓果香的（Z）-3，7-二甲基-2，6-辛二烯醛（2.23%），而這一成分在水蒸氣蒸餾揮發(fā)油中僅有0.16%。對(duì)于其他含量較高的主要致香成分，無溶劑微波萃取羅勒揮發(fā)油中的含量均高于水蒸氣蒸餾羅勒揮發(fā)油，在無溶劑微波萃取羅勒揮發(fā)油和水蒸氣蒸餾羅勒揮發(fā)油中的含量分別為：順式-α-紅沒藥烯4.55%和3.43%、石竹烯3.62%和2.41%、橙花醛2.99%和2.03%、α-石竹烯2.46%和1.09%、2，6-二甲基-6-（4-甲基-3-戊烯基）-降蒎-2-烯B 1.32%和0.95%、丁子香酚0.83%和0.49%。這說明無溶劑微波萃取技術(shù)能夠促進(jìn)羅勒主要芳香成分的溶出，使羅勒揮發(fā)油的香氣更加飽滿協(xié)調(diào)，具有更加明顯的辛香、果香和木香等。

此外，無溶劑微波萃取羅勒揮發(fā)油在保留時(shí)間達(dá)到21 min后比水蒸氣蒸餾羅勒揮發(fā)油多檢出幾種香氣成分，說明無溶劑微波萃取法能夠盡可能多地溶出新鮮羅勒中的揮發(fā)性成分，豐富羅勒揮發(fā)油的組成。因此，無溶劑微波萃取法不僅萃取效率高，所得羅勒揮發(fā)油樣品的香氣品質(zhì)也更佳，在保持揮發(fā)油的自然特征方面有較大的優(yōu)勢。

2.3 ?羅勒揮發(fā)油在卷煙中的應(yīng)用

將2種不同工藝提取的羅勒揮發(fā)油添加到云煙某葉組和紅塔山某葉組中，并以其葉組作為空白對(duì)照，考察羅勒揮發(fā)油在卷煙中的應(yīng)用效果。參考行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行抽吸評(píng)價(jià)，評(píng)吸結(jié)果見表3。由表3可以看出，與空白對(duì)照組相比，羅勒揮發(fā)油對(duì)2種品牌葉組的抽吸品質(zhì)均有正面作用。其中無溶劑微波萃取羅勒揮發(fā)油能夠使煙香飄逸，具有柔和的辛香和清香，明顯降低雜氣，增加甜潤感，協(xié)調(diào)性較好。水蒸氣蒸餾羅勒揮發(fā)油雖然在增甜除雜方面的效果稍差，微有辣口感，但是能夠增加卷煙的辛甜香氣，余味也較純凈舒適。綜上，無溶劑微波萃取羅勒揮發(fā)油在卷煙加香中發(fā)揮了更好的應(yīng)用效果。

3 ?小結(jié)與討論

分別采用無溶劑微波萃取技術(shù)和水蒸氣蒸餾技術(shù)對(duì)新鮮羅勒進(jìn)行萃取。2種方法制備的羅勒揮發(fā)油在得率和香氣質(zhì)量上有一定差異，無溶劑微波萃取法不需要額外加入水，通過直接蒸餾新鮮羅勒中所含水分得到羅勒揮發(fā)油，萃取時(shí)間短，耗時(shí)僅為水蒸氣蒸餾法的25%;萃取效率高，所得揮發(fā)油的得率比水蒸氣蒸餾法提高35.8%;揮發(fā)油香氣更加協(xié)調(diào)、自然。此外，微波能夠徹底打破細(xì)胞壁，有利于羅勒揮發(fā)性組分的富集，不僅主要成分草蒿腦的含量比水蒸氣蒸餾提取增加10.3%，而且能得到更多特征性香氣組分，豐富羅勒揮發(fā)油的組成成分。

將羅勒揮發(fā)油應(yīng)用在烤煙型卷煙葉組中，均對(duì)卷煙的抽吸品質(zhì)具有一定影響。水蒸氣蒸餾羅勒揮發(fā)油能夠增加卷煙辛甜香氣，微有辣口感;無溶劑微波萃取羅勒揮發(fā)油能夠使煙香豐滿飄逸，賦予卷煙柔和的辛香和清香，具有明顯的增甜除雜作用，在卷煙加香中能改善抽吸品質(zhì)。因此，無溶劑微波萃取技術(shù)是一種在香精香料領(lǐng)域中具有應(yīng)用潛力的先進(jìn)技術(shù)，其揮發(fā)油產(chǎn)品也能為卷煙企業(yè)帶來一定的科技支撐和經(jīng)濟(jì)效益。

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