银杏叶挥发油热裂解产物分析及其在卷烟中的应用

鹿洪亮

（福建中烟工业公司，厦门 361022）

银杏（Ginkgo biloba L.，又名公孙树，白果）系裸子植物门银杏科植物，有活化石之称，是当今地球上最古老的树种之一。我国银杏资源拥有量占世界总量的75%左右，居世界首位[1]。银杏叶能够抗衰老，消除人体自由基，改善血流量，增加脑供血。银杏叶主要药用成分为黄酮类化合物[2-6]，具有多种生物活性和药理作用。目前已发现的黄酮化合物有芦丁（Rutin）、黄芪（Astraglin）、异槲皮素（Isoquercitrin）、山萘酚等。银杏叶挥发油的提取及分析比较少[7-9]，笔者采用同时蒸馏萃取法提取其挥发油，分析其化学成分及热裂解产物，并在单料烟中进行感官评价，为银杏叶资源的利用提供一定的参考。

1 材料与方法

1.1 材料和仪器

1.1.1 材料与试剂 二氯甲烷（AR，天津市科密欧化学试剂开发中心）；银杏叶（河南省医药药材有限公司）；河南 B3F、C3F、X2L（河南三门峡），贵州B2F、C3F、X2F（贵州长顺），云南C2F（云南楚雄）。

1.1.2 仪器 安捷伦6890GC/5973MS气质联用仪；裂解装置：CDS Pyroprobe 5200（CDS Analytical,Inc.）；同时蒸馏萃取仪；电热恒温水浴锅；电热套（江苏新通仪器厂）；BS 200S电子天平；德国KBF240恒温恒湿箱。

1.2 实验方法

1.2.1 银杏叶挥发油的提取 银杏叶于 40 ℃干燥2 h，粉碎，过40目筛，粉末装入棕色瓶中备用。用天平称取35.0 g银杏叶粉末放入同时蒸馏萃取装置一端1000 mL烧瓶中，加入300 mL纯水，用电热套加热；装置的另一端为盛有60 mL二氯甲烷的100 mL烧瓶，在60 ℃下进行水浴加热，同时蒸馏6 h。提取液浓缩至1 mL，用GC/MS分析。

1.2.2 GC/MS条件及热裂解条件 1）色谱条件色谱柱：HP-INNOW（30 m×0.25 mm×0.25 μm d.f.）毛细管柱；进样口温度：260 ℃；检测器温度：270 ℃；载气：N2；进样量：0.2 μL；分流比：10:1；程序升温：50 ℃(2 min)250 ℃(15 min)。2）质谱条件 EI源电子能量：70 eV；电子倍增器电压：1200 V；质量扫描范围：30～550 amu；离子源温度：230 ℃；四极杆温度：130 ℃；利用Nist98谱库对采集到的质谱图进行检索。

3）热裂解条件 取适量样品用二氯甲烷稀释成10%溶液后，用进样针将5 μL样品溶液注射在液体样品裂解专用金属片上，并将裂解手柄插入热裂器中进行无氧热解。热解结束后，热解产物随载气进入GC/MS分析（GC/MS实验条件同上）。

热解气氛：氦气；热解温度，从30 ℃以20 ℃/min的速率升至300、600、900 ℃；持续时间10 s。

1.2.3 加香实验 将银杏叶挥发油用乙醇溶液稀释后，分别按不同的加香量喷加到单料烟丝上。将加香烟丝和未加香的对照烟丝分别用填烟器填成烟支，并在相对湿度为(60±2)%、温度(22±1)℃的恒温恒湿箱内平衡48 h以上，由福建中烟工业公司技术中心感官评吸小组进行综合评价比较。

2 结 果

2.1 银杏叶挥发油分析

用同时蒸馏萃取法萃取，浓缩得到银杏叶挥发油0.259 g，得率为0.73%。通过GC/MS对样品进行定性分析，共分离鉴定出匹配度85%以上的有效成分104种，主要为醇、酮、醛类物质。采用色谱峰面积归一化的方法，计算各峰面积的百分含量来确定各化学成分相对含量。醇类占17.31%，酮类占13.46%，醛类占11.54%，单萜、倍半萜类物质含量为 4.81%。其中相对含量较高的有：香叶基丙酮（1.00%）、金合欢基丙酮（1.71%）、十二烷酸（2.14%）、邻苯二甲酸二异丁酯（1.05%）、植醇（3.36%）、十四酸（7.32%）、棕榈酸（10.79%）、6-十八烯酸（1.77%）、亚油酸（1.39%）。

2.2 银杏叶挥发油热裂解产物分析

通过对银杏叶挥发油的热裂解产物进行分析，能够模拟卷烟燃烧锥不同位置的温度差异，从化学的角度较客观地对它在卷烟加香中的应用效果进行评价[10]，因此分析了银杏叶挥发油在300、600、900 ℃时的热裂解产物。挥发油的热裂解成分分析表明（表1），在300 ℃热裂解共检出化合物41种，600 ℃热裂解共检出化合物 46种，900 ℃热裂解共检出化合物84种。

挥发油热裂解成分与挥发油成分相比较，β-紫罗兰酮、2-甲氧基-4-乙烯基苯酚、罗汉柏烯、芍药酮、香叶基丙酮、雪松醇、5,6,7,7a-四氢化-4,4,7a-三甲基-2-苯并呋喃等9种化合物同时存在于挥发油成分以及300 ℃、600 ℃和900 ℃热裂解产物中，α-萜品醇等65种化合物只存在于挥发油成分中；α-紫罗兰酮、月桂酸、橙花叔醇、γ-壬内酯、2-蒈烯等10种成分只存在于300、600、900 ℃热裂解成分中；只有γ-芹子烯1种成分存在于300 ℃热裂解成分中；α-萜品烯、2,3-二氢-苯并呋喃、石竹烯氧化物等6种成分只存在于600 ℃热裂解成分中；侧柏酮、芳樟醇及芳樟醇氧化物等 21种成分只存在于900 ℃热裂解成分中。由此可见，实验条件不同，定性结果差别很大，主要是与热裂解条件有关，导致了进入质谱分析的化学成分不同。

银杏叶挥发油中很多功能性成分（如金合欢醇、石竹烯、糠醛等）在卷烟中得到应用。挥发油及其裂解主要成分具有甜香香气、水果香气、烟草香气等香味特征，这些有效成分能与烟香谐调，减少刺激性，吸味柔和津润，掩盖杂气，赋予卷烟独特的香味，具有增香效果。

表1 银杏叶挥发油成分热裂解产物分析结果Table1 The essential oil of Ginkgo biloba L.analyzed by Py-GC/MS

续表1

2.3 银杏叶挥发油的感官评吸结果

选择了3个不同香型（河南：浓香型；贵州：中间香型；云南：清香型）不同部位单料烟进行加香评吸（表2）。结果表明，1）河南C3F、贵州C3F添加1‰～3‰的银杏叶挥发油后，能与烟香谐调，提高香气质，增大香气量，增加烟气浓度，不增加刺激性和干燥感，余味有所改善；但添加剂用量达到5‰时，与烟香稍微不谐调，轻微掩盖烟草本香，香气量稍减小，同时增加刺激性和辣味感；2）云南C2F在增大香气量和烟气浓度的同时，刺激性和辣味感也增加，添加剂不能与烟香谐调，掩盖烟草本身香气；3）对河南和贵州的上部和下部烟评吸结果表明，在增加香气量和香气质的同时，刺激性和辣味感也增加，而贵州的香气质、香气量都有所改善，同时增加烟气的成团性及细腻程度，刺激性减轻。

表2 银杏叶挥发油的卷烟加香评吸结果Table2 Smoking evaluation result of cigarettes added essential oil

3 结 论

1）通过GC×GC/TOFMS从银杏叶挥发油中共分离鉴定出104种化学成分，主要为醇、酮、醛类物质，醇类占 17.31%，酮类占 13.46%，醛类占11.54%，单萜、倍半萜类物质含量为4.81%。

2）银杏叶挥发油在300℃热裂解产物共鉴定出41种化合物，600℃共鉴定出46种化合物，900℃共鉴定出84种。

3）添加 1‰～3‰的银杏叶挥发油后，能与烟香谐调，提高香气质，增大香气量，增加烟气浓度，余味有所改善。

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