腌制佛手过程中挥发油的收集方法研究

严赞开,刘敏銮,林烁冰

(韩山师范学院 化学与环境工程学院, 广东 潮州 521041)

佛手(Bergarmot)，学名(CitrusmedicaL.), 又名九爪木、五指橘、佛手柑，是芸香科(Rataceal) 柑桔属植物香橼的变种, 为常绿小乔木[1]。佛手果实在成熟时各心皮分离，形成细长弯曲的果瓣，果形奇特, 状如五指，因而得其名。我国佛手的主要栽培地区有广东、福建、四川、云南和浙江等地，其中浙江金华佛手最为著名。广东、广西的药用佛手称为“广佛手”，以肇庆高要地区较多且质量为优，广东佛手有生长快、果形大、品质好、产量高的特点[2]。

佛手果、皮、叶均含有芳香油，是重要的高档香料植物。在国外佛手挥发油作为一种名贵的香料油, 已被广泛应用于食品和化妆品中。佛手挥发油化学成分有几十种, 其中柠檬烯和γ-萜品烯为主要成分，两者相对含量合计超过 60%[3]。其中柠檬烯具有行气平喘、祛痰镇咳和抗菌作用，具有较高的药用价值[4]。佛手挥发油的提取方法主要有：冷榨法、水蒸气蒸馏法、有机溶剂回流法、同步蒸馏萃取法(SDE)等方法[5，6 ]。在潮汕地区，佛手加工主要用于制作凉果，在腌制过程中，佛手挥发油未经利用直接挥发在空气中，不仅造成资源的浪费，而且还污染了环境。本项目按传统的佛手腌制工艺，分别采用溶剂吸收、活性炭和吸油棉吸附法收集佛手挥发油，比较三者之间收集效果的差异，为应用于生产实际提供了科学依据。

1 实验部分

1.1 材料与仪器

氯化钠(NaCl)、环己烷等为A.R级, 活性炭粉(200目)：以上试剂均购自潮州市化学试剂公司；佛手鲜品：采自广东济公保健食品有限公司种植基地；吸油棉(方达品牌)：经1688.com网上采购。

FA2004N电子天平 上海精密科学仪器有限公司；101-1A电热恒温鼓风干燥箱 上海沪粤明科学仪器有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 溶剂吸附法

将新鲜佛手切成1 cm×1 cm×1 cm小块，称取100 g佛手装入锥形瓶中，再加入25 g氯化钠和100 mL蒸馏水，瓶口盖上带导气管的橡皮塞。移取10 mL环己烷至U型管中，U型管的两口装上橡皮塞，其中之一带有插入溶剂中的玻璃导管。再将锥形瓶的导气管与U型管的导气管相互连接起来。

1.2.1.1 单次吸附实验

设6组平行实验，收集的时间分别为5，10，15，20，25，30 天。吸收液回收溶剂后，在80 ℃下干燥，至残留物质量不减少，称量。

1.2.1.2 多次吸附实验

实验采用溶剂每吸收5天后，更换同等量的新溶剂，连续收集6次共30天, 将每次吸收液回收溶剂后，在80 ℃下干燥，至残留物质量不减少，称量。

1.2.2 活性炭吸附法

将新鲜佛手切成1 cm×1 cm×1 cm小块，分别称取100 g佛手装入锥形瓶中，再加入25 g氯化钠和100 mL蒸馏水，瓶口盖上带导气管的橡皮塞。向玻璃试管中分别装入0.3，0.6，0.9 g的吸附炭，管口装上带有导气管的橡皮塞。将锥形瓶导气管与试管导气管相互连接。10 天后取出活性炭，加入10 mL环己烷密封浸泡，24 h后，过滤。滤液回收溶剂后，在80 ℃下干燥，至残留物质量不减少，称量。

1.2.3 吸油棉吸附法

新鲜佛手切成1 cm×1 cm×1 cm小块，分别称取1000 g佛手装入3 L玻璃器皿中，再加入250 g氯化钠和1000 mL蒸馏水，在水上盖上50×50 cm2的吸油棉，器皿口用保鲜膜密封。设2组实验：第1组为4个腌制池，考察吸收时间分别为5，10天的2个池、5天的2个池和10天的2个池；第2组为1个腌制池，每隔5天更换1次吸油棉，连续3次。取出的吸油棉，用120 mL环己烷提取1次，回收溶剂后，在80 ℃下干燥，至残留物质量不减少，称量。

2 结果与讨论

2.1 收集时间与溶剂吸收效率的关系

按照1.2.1.1的方法，6个不同时间收集的挥发油的量见表1。

表1 单次收集时间与提取率的关系

由表1可知，用等量的吸收剂，平行收集挥发油，开始随吸附时间延长，吸收量的趋势是逐渐增大的；但增加幅度逐渐变小，20天后吸收量变化不大，吸附趋于饱和状态。表1中提取率为每1 kg佛手收集的挥发油数(单位mg)。

同时按照1.2.1.2的方法，反复更换新鲜溶剂，每次收集的挥发油数据见表2。

表2 重复单次收集与提取率的关系

由表2可知，每次更换新溶剂，均可收集一定量的挥发油，说明佛手腌制过程中挥发油是缓慢释放的，经6次吸收后，累积收集挥发油为930 mg/kg。这种方法吸收30天，较单次吸收30天的效率(334 mg/kg, 见表1)高出近3倍，但使用的溶剂量为单次量的6倍。

2.2 活性炭用量与吸附效率的关系

按1.2.2节的实验方法，采用活性炭粉为吸附剂，3种不同用量活性炭的实验结果见表3。

表3 活性炭用量与吸收效率的关系

由表3可知，活性炭的用量变化对挥发油的吸收效率影响不明显，说明100 g佛手果用0.3 g的活性炭吸收已经足够了。

2.3 吸油棉的吸收效率

按1.2.3节的实验方法，第一组实验结果见表4。

表4 单次吸收时间与吸收效率的关系

由表4可知，吸油棉对挥发油的吸收，5天与10 天的基本上差不多，说明吸油棉吸收5 天就达到峰值，5天吸附达饱和状态，应更换一次吸油棉。

另一组实验采用5天更换1次吸收棉的办法，连续吸收3次，实验数据见表5。

表5 吸收次数与吸收效率的关系

由表5可知，第3次吸收值出现下降，说明挥发油的产生量在下降，可视为佛手腌制过程中，挥发油的逸出量10天后出现下降。经3次吸附，累积吸附效率为880 mg/kg。

3 结论

通过本文研究，讨论了3种不同的收集方法，得出的结论如下：

采用有机溶剂环己烷作为吸收剂，按溶剂与佛手比为1∶10 (mL/g)收集佛手挥发油，单次吸收效率开始随时间增长而增加，至20天后吸收趋于饱和，随时间变化收率变化不明显；采用每隔5天更新1次新鲜溶剂，6次都有较好的吸收，说明佛手腌制过程中逸出挥发油是一个缓慢过程。30天分6次吸收的累积吸收效率为930 mg/kg，较30天单次吸收效率334 mg/kg高出约3倍，但多次吸收所需溶剂用量较大，是单次用量的6倍，回收量能耗大，且溶剂挥发易造成成本升高。

活性炭作为吸收剂吸附佛手挥发油，用0.3～0.9 g的活性炭(活性炭与佛手比为3～9 (g/kg))吸附，尽管活性炭的用量不同，但吸收效率相差不太，说明1 kg佛手用3 g活性炭可满足吸附要求。与溶剂吸收法相比，活性炭吸附的效率比溶剂的低。

采用吸油棉吸收佛手挥发油，吸收效率单次约为330 mg/kg，采用3次吸附的效率约为880 mg/kg，与溶剂法6次吸收的效率差不多。

因此，从本文研究可以得出如下结论：佛手在腌制过程中，用溶剂吸收法和吸油棉吸附法收集的效率较高；但溶剂吸收要求设备气密性要好，以减少溶剂挥发而造成的成本升高、环境污染等问题，而吸油棉吸附法则操作简便、易行，是一种实用可行的方法。

[1]金晓玲.佛手挥发油的研究进展[J].香料香精化妆品,2002,70(2):20-23.

[2]张爵玉,蒋林,王琴.广佛手的研究现状及进展[J].中国调味品,2008,33(3):34-37.

[3]丘振文,何建雄,唐洪梅,等.佛手挥发油特征化学成分群GC-MS研究[J].现代生物医学进展,2010(22):4363-4365.

[4]王俊华,符红.广佛手挥发油化学成分的GC-MS分析[J].中药材,1999,22(10):516-517.

[5]赵兴杰,籍保平,赵磊,等.佛手挥发油不同提取方法的比较研究[J].食品科学,2007,28(4):167-168.

[6]王晓杰,马越,杨国伟,等.水蒸气蒸馏法提取佛手挥发油的工艺研究[J].食品科技,2009,34(3):86-88.