不同方法提取的柚皮精油质量评价

樊 荣，曾新安，关 昕

（1.华南理工大学轻工与食品学院，广东广州 510640;2.广东帝浓酒业有限公司，广东揭阳 515226)

不同方法提取的柚皮精油质量评价

樊 荣1，曾新安1，关 昕2

（1.华南理工大学轻工与食品学院，广东广州 510640;2.广东帝浓酒业有限公司，广东揭阳 515226)

利用水热法、超临界萃取法、有机溶剂萃取三种不同的方法从沙田柚皮中提取柚皮精油，比较了提取出的三种精油的理化指标、香气特征，并且对精油的主要官能团进行了鉴定。通过对柚皮精油进行综合评价，得出最佳的提取方法。结果表明用水热法提取的精油香气比较纯正，精油含量较高，而且生产成本投资较少，综合评价值最高。

精油，沙田柚，超临界CO2，灰色关联度，综合评价

植物精油又称挥发油，是植物体内产生的一种挥发性的具有芳香气味的次生代谢物[1]，由分子量较小的简单化合物组合而成，可随水蒸气蒸馏，是具有一定气味的挥发性油状液体物质的总称[2]，主要成分为单萜、倍半萜和芳香烃衍生物等。精油在常温下易挥发，有强烈的特殊香味，具有极强的渗透力[3]。本文是针对梅县沙田柚的深加工而进行的研究。沙田柚的皮层约占整个柚子的40%左右，除含有水分、维生素、矿物质这些人体必需的营养素外，还含有多种对人体健康有益的非营养性生理活性成分，如黄酮类化合物、类柠檬苦素、香精油等。这些成分高于柚果实，具有较高的保健和药用价值[4]。现代医学研究表明，柚皮提取物具有抗氧化、抗微生物、抗癌、抑酶、抗衰老、降血糖、降血压、预防动脉粥样硬化等活性[5]。近年来，国内许多学者对柑桔类果皮的综合利用做过许多探索和尝试，但柑桔类果皮的综合利用仍缺乏多级加工和深度加工，特别是柚皮的综合利用尚未引起足够的重视。国外柑橘加工业发达国家的经验表明，搞好皮渣综合利用，不仅可提高原料综合利用率，降低生产成本，提高附加值和经济效益，而且可以减少环境污染，这已成为现代化柑橘加工中不可忽视的重要环节[6]。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

沙田柚 2011年产，购自广东梅县;石油醚、三氯化铁、硝酸银、氨水、氯仿、溴、氢氧化钾、粉红、酚酞 均为分析纯。

1L超临界CO2提取设备 广州市轻工研究所;DQ-XP22.12柚子削皮机 广州达桥食品设备公司;WAY-2W阿贝折光仪 上海驰骋光学仪器有限公司;FW135中草药粉碎机 天津市泰斯特仪器有限公司;DHG-9140A电热鼓风干燥箱 上海一恒科学仪器有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 提取方法

1.2.1.1 超临界萃取法 沙田柚削皮后，取油泡层置于电热鼓风干燥箱中，45℃烘干。当柚皮脆而硬的时候，将柚皮取出，用中草药粉碎机将柚皮粉碎，然后用超临界CO2提取设备进行萃取，萃取条件为：原料粒度60目，萃取温度50℃，萃取压力为25MPa，萃取时间为2.5h，CO2流量为25kg/h。

表1 精油理化指标的检测及与同类产品的比较Table 1 Typical properties of essential oil and comparison of similar products

1.2.1.2 有机溶剂萃取法 沙田柚削皮烘干粉碎后，准确称取100g干柚皮，向其中加入3倍体积的石油醚、7%的NaCl、万分之五的纤维素酶，超声提取1h。过滤除去皮渣，石油醚萃取液减压蒸馏去除石油醚，所得精油加入无水乙醇，-10℃冷冻过夜，过滤，滤液真空浓缩即得精油。

1.2.1.3 水热法 将新鲜柚皮压榨，所得汁进行减压蒸馏得油水混合物，油水混合物自然分层，上层即为所得精油。

1.2.1.4 精油得率 分别以三种不同的方法提取精油，每组实验中进行三组平行实验，记录结果，取三组平行样的平均值，计算得率。

精油得率（%)=（精油质量/鲜叶质量)×100%

1.2.2 鉴定方法

1.2.2.1 精油理化指标分析 香料折光指数的测定[7]：GB/T 14454.4- 1993;精油乙醇中溶混度的评估[7]：GB/T 14455.3- 1993;精油相对密度的测定[7]：GB/T 14455.4- 1993;精油酸值的测定[7]：GB/T 14455.5- 1993;精油酯值的测定[7]：GB/T 14455.6-1993。

1.2.2.2 功能团的鉴定

a.酚类：将精油溶于乙醇中，加入三氯化铁的乙醇溶液，如产生蓝色、蓝紫或绿色反应，表明挥发油中有酚类物质存在[8]。

b.羧基化合物：用硝酸银的氨溶液检查挥发油，如发生银镜反应，表示有醛类等还原性物质存在;如用苯肼及苯肼衍生物、氨基脲、羟胺等试剂与挥发油反应，如产生结晶的衍生物，表示有羰基化合物存在。

c.不饱和化合物和奥类衍生物：于精油的氯仿溶液中滴加溴的氯仿溶液，如红色褪去表示油中含不饱和化合物，继续滴加溴的氯仿溶液，如产生蓝色、紫色或绿色反应，则表明含奥类化合物。

1.2.3 综合分析方法 本文采用模糊评价法[9]和灰色关联度法[10]对三种不同提取方法所得精油的品质进行综合评价。模糊综合评价法是一种基于模糊数学的评价方法。该综合评价法根据模糊数学的隶属度理论把定性评价转化为定量评价，即用模糊数学对受到多种因素制约的事物或对象做出一个总体的评价。它具有结果清晰，系统性强的特点，能较好地解决模糊的、难以量化的问题，适合各种非确定性问题的解决。灰色关联法是根据因素之间发展趋势的相似或相异程度，亦即“灰色关联度”，衡量因素间关联程度的一种方法。采用灰色关联度法对6种精油的综合品质进行评价，设置颜色、持久性、香味强弱、透明度和香味好感度5个评价指标，综合评分，根据各项所占的权重比例，构造出精油综合评价模型[11]。

2 结果与分析

2.1 精油理化指标的测定

对三种不同方法提取的柚皮精油进行了理化指标的检测及功能团的鉴定，其结果如表1、表2所示。

表2 柚皮精油功能团的鉴定Table 2 Identification of functional group of Citrus Grandis peel oils

从表1中可以看出，本实验中利用超临界CO2萃取所得精油出油率最高，可达到1.7%，约为水热法精油的两倍多。但是超临界精油有些浑浊，颜色为棕黄色，香气比较复杂，有一种类似中药的味道，还有一些沉淀，并且沉淀量会随着贮存时间的延长而不断增多，可能是在萃取过程中其他的一些成分被萃取出来，所以必须进行进一步的纯化。水热法油虽然得率较低，但是所得精油为无色透明液体，比较纯净，香气温和，分离纯化比较方便，但是香气持续的时间却不如超临界及有机溶剂提取法所得精油持续时间长。有机溶剂提取法精油得率比超临界萃取法稍低，但仍可达到水热法精油得率的两倍，溶剂法精油为浅黄色澄清液体，有少量沉淀存在，香气明显，较浓郁，但是有少量有机溶剂残留，不能直接用于食品，需要进一步的纯化。水热法精油的相对密度较超临界及溶剂法低，这主要是因为水热法精油是采用水蒸气蒸馏，蒸出来的是一些沸点较低的轻组分，许多大分子、沸点比较高的组分还残留在液渣混合物中，这也是水热法提取率较低的主要原因。资料中显示的柚皮精油的折光率在1.474～1.479之间，实验中所得精油的折光率与资料中显示的柚皮精油的折光率也很接近。三种方法提取的柚皮精油酯值都很接近。酸值水热法精油较低，溶剂法最高，可能是石油醚能够将一些酸性的成分溶出。

三种方法所得精油的成分大致相同，表2显示三种精油的主要官能团几乎都呈阳性反应，里面都含有一些不饱和化合物、奥类衍生物、羧基化合物、内酯类化合物。从上述数据可以看出，实验所得的柚皮精油用三种提取方法成分相差不大。

2.2 精油品质综合分析

实验所选择的精油品质综合评价指标主要有颜色、香味强弱、透明度、持久性和香味好感度5种[11]，各指标评价标准见表3。

表3 植物精油品质评价标准Table 3 Evaluation standard of essential oil quality

随机找10位评价者，按照表3的等级标准对三种不同方法提取的精油进行评分，然后取平均值，其结果如表4所示。

表4 三种精油质量综合评价Table 4 Comprehensive evaluation of the three essential oils

计算得：Z1=0.7934，Z2=0.7264，Z3=0.7688。评价结果表明，三种方法提取的柚皮精油中，综合评价最好的是水热法，其次是有机溶剂萃取法，超临界二氧化碳萃取尽管提取率较高，但其综合评价值最低，再加上设备一次性投入较大，所以在工业化生产的过程中不易选用。有机溶剂萃取法综合评价值虽然比超临界要高，但所得的精油中有溶剂残留，对精油的品质造成一定的影响，需要对精油进一步纯化，提取过程较为繁琐，而且有机溶剂的使用也可能对环境造成一定的污染，溶剂回收比较麻烦，而且成本较高，在工业化生产的过程中也是不易选用的。水蒸气蒸馏法所得精油品质较好，提取工艺简单，生产设备投入较少，在精油的规模化生产过程中是可行的。

3 结果与讨论

3.1 利用水热法、超临界CO2萃取法、有机溶剂萃取法三种方法从沙田柚皮中提取柚皮精油，比较三种方法的出油率、理化性质，并对主要官能团进行鉴定。出油率大小顺序为：超临界>有机溶剂法>水热法。三种方法所得精油的成分大致相同，里面都含有一些不饱和化合物、奥类衍生物、羧基化合物、内酯类化合物。

3.2 通过对三种精油进行综合分析，评价结果表明，三种方法提取的柚皮精油中，综合评价最好的是水热法，其次是有机溶剂萃取法，超临界二氧化碳萃取评价值最低，各项评价指标所占的权重顺序依次为：香味好感度>香味强弱>香味持久性>颜色>透明度>提取率。水蒸气蒸馏法所得精油品质较好，提取工艺简单，生产设备投入较少，在工业化生产过程中易选用水热法提取。

表5 主要（因子)初始化及关联Table 5 Initialized value and relevancy coefficients among varied indexes

[1]中国科学院中国植物志编辑委员会.中国植物志第一卷至第六十五卷[M].北京：科学出版社，1997.

[2]王振宇，刘荣，赵鑫.植物资源学[M].北京：中国科学技术出版社，2007：63-78.

[3]陈晓青，蒋新宇，刘佳佳.中草药的成分分离分析[M].北京：化学工业出版社，2006.

[4]司辉清，沈强，庞晓莉，等.国内外天然香精油提取及检测技术最新研究进展[J].食品工业科技，2010，31（2)：374-377.

[5]贾冬英，姚开，谭敏，等.柚果皮中生理活性成分的研究进展[J].食品与发酵工业，2001，27（11)：77-78.

[6]龚盛昭，陈秋基，曾海宇.柚皮中有效成分综合利用的途径[J].广州食品工业科技，2003，19（3)：81-82.

[7]精油，GB/T11538-2006[S].中华人民共和国国家质量技术监督.

[8]谢功昀.琯溪蜜柚果皮中精油的提取及微胶囊化技术研究[D].吉首：集美大学，2008.

[9]吴有炜.实验设计与数据处理[M].苏州：苏州大学出版社，2002：210-217.

[10]邓聚龙.灰色控制系统[M].武汉：华中理工大学出版社，1985：454-491.

[11]魏小兰，赵林森，李恒安，等.6种芳香植物精油的提取及综合品质评价[J].安徽农业科学，2009，37（30)：14539-14541.

[12]罗金岳，安鑫南.植物精油和天然色素加工工艺[M].北京：化学工业出版社，2005：123-125.

[13]Corine D D，Delmeem，Quetin-Leclercq J.Antimicrobial activity of bark extracts of Syzygium jambos（L.)Alston（Myrtaceae)[J].J Ethnopharmacol，2000，71：307-313.

[14]王秉君.应用灰色关联系数法进行建设项目评标的方法[J].山西建筑，2010，35（12)：251-252.

Quality assessment of essential oils of Citrus Grandis peel obtained by different extraction methods

FAN Rong1，ZENG Xin-an1，GUAN Xin2
（1.College of Light Industry and Food Sciences，South China University of Technology，Guangzhou 510640，China;2.Kingsrich Winery Co.，Ltd.，Jieyang 515226，China)

Essential oil of Citrus Grandis peel was obtained by steam distillation，organic solvent extraction and supercritical（carbon dioxide)extraction methods，respectively.The physical and chemical properties as well as the major functional group were compared and identified.It could be concluded from the results that the quality of the essential oil obtained by steam distillation was better than that obtained by the other two extraction methods.

essentialoil;CitrusGrandis;supercriticalcarbondioxide;grayrelateddegree;comprehensiveevaluation

TS224

B

1002-0306（2012)07-0202-04

2011－06－29

樊荣（1985-)，女，在读硕士，研究方向：农产品深加工及食品开发。

特派员专项（2009B090600049，2009B090200031);广州市重大科技专项计划（2010UE-D00021)。