天然肉桂精油和化学合成产品的鉴别研究

摘 要：本文以微波萃取的肉桂精油和市面上常见的肉桂精油为研究对象。通过对两种肉桂精油的色谱图中峰高、保留时间及相对含量等数据的研究和分析，利用所含成分及相对含量的差异性，鉴别出天然肉桂精油和化学合成的肉桂精油产品之间的差异。

关键词：肉桂精油;微波萃取;气质联用法;肉桂醛

Abstract：This experiment is study base on cinnamon essential oil which were extracted by microwave extraction and common cinnamon essential oil on the market. The peak height， retention time and relative content of two different kinds of cinnamon essential oil were studied and analyzed， and using the difference of composition and relative content， the difference between natural cinnamon essential oil and chemically synthesized cinnamon essential oil was identified.

Key words：Cinnamon essential oil; Microwave extraction; Gas chromatography-mass spectrum; Cinnamaldehyde

中圖分类号：TS207.3

1 肉桂精油简介及研究价值

肉桂油为樟科植物肉桂的树皮、枝、叶经蒸馏萃取所得的芳香油。肉桂油为黄色或黄棕色的澄清液体，有肉桂的特殊香气，味甜、辛，将其暴露于空气中或存放时间过长，色渐变深，质渐浓稠[1]。肉桂油具有紧致皮肤、促进血液循环、减轻经痛、舒缓肌肉痉挛、改善关节疼痛及安抚放松神经等功效，还具有抗氧化、抗炎、抗糖尿病、抗肿瘤等作用，有极大的研究及开发价值，被广泛应用于食品工业、医药工业及化学工业[2]。本文通过水蒸气蒸馏法，对浸泡后的肉桂叶进行微波加热，破坏肉桂叶的细胞组织使其精油得以释放，用水蒸气辅助提取，再经冷却、离心得到肉桂油。利用气质联用法，获得两种肉桂精油的色谱图。

2 实验方法

2.1 微波萃取法

微波萃取又称微波辅助提取（Microwave-assisted Extraction，MAE），是指使用适当的溶剂在微波反应器中从植物、矿物、动物组织等中提取各种化学成分的技术和方法[3]。在传统的加热方式中，热能通过外部加热从容器壁传导到溶液内部，在这一传导过程中，热能需要经过一定时间以及消耗近半的能量才能将物料完全加热;此外，物料表面气化而引起的对流传热将形成从内向外的温度梯度，因此仅一小部分物料与外界加热温度相当，导致加热条件达不到预期实验条件，降低实验效率，增加实验成本以及实验难度。而微波加热方式有别于传统的加热方式。微波加热是一个整体加热的过程。即热能直接同时作用于内、外部的介质分子上，使整个物料同时被加热，这就是“体加热”过程。微波加热方式可克服传统的传导式加热方式所存在的温度上升较慢缺陷。

2.2 微波萃取法的优点

①加热均匀，且热效率较高。同样萃取条件下，传导式加热方式加热，外部加热源易导致接近容器壁的肉桂叶焦糊，污染萃取的肉桂精油;而微波萃取时不存在温度梯度，加热均匀，热萃取效率极高。②微波萃取无需进行干燥等预处理，简化工艺，降低成本。本实验需要将干燥的肉桂叶浸泡90 min，再将湿润的肉桂叶连带浸泡水一起进行微波加热萃取30 min，简化了干燥等预处理。③微波萃取的处理批量较大，萃取效率高，省时。④微波萃取的结果回收率较高。

2.3 气质联用法

气相色谱原理：气相色谱的流动相为惰性气体，气-固色谱法中以表面积大且具有一定活性的吸附剂作为固定相。当多组分的混合样品进入色谱柱后，由于吸附剂对每个组分的吸附力不同，经过一定时间后，各组分在色谱柱中的运行速度也就不同。吸附力弱的组分容易被解吸下来，最先离开色谱柱进入检测器，而吸附力最强的组分最不容易被解吸下来，因此最后离开色谱柱。如此，各组分得以在色谱柱中彼此分离，顺序进入检测器中被检测、记录。

质谱原理：质谱分析是一种测量离子荷质比的分析方法，将样品分子置于高真空（<10-3Pa）的离子源中，使其受到高速电子流或强电场等作用，失去外层电子而生成分子离子，或化学键断裂生成各种碎片离子，经加速电场的作用形成离子束，进入质量分析器，再利用电场和磁场使其发生色散、聚焦，获得质谱图。根据质谱图提供的信息可进行有机物、无机物的定性、定量分析，复杂化合物的结构分析，同位素比的测定及固体表面的结构和组成等分析。

气相色谱（Gas chromatography，GC）具有极强的分离能力，但它对未知化合物的定性能力较差;质谱（Mass Spectrometry，MS）对未知化合物具有独特的鉴定能力，且灵敏度极高，但它要求被检测组分一般是纯化合物。因此将GC与MS联用，即为气质联用法，既弥补了GC只凭保留时间，难以对复杂化合物中未知组分做出可靠的定性鉴定的缺点，又可以利用了鉴别能力很强且灵敏度极高的MS作为检测器，凭借其高分辨能力、高灵敏度和分析过程简便快速的特点，对复杂的化合物中的各种未知组分进行检测。气相色谱质谱联用法是分离和检测复杂化合物的最有力工具之一。

3 实验数据分析

3.1 对微波萃取的肉桂精油进行分析

对经微波萃取获得的肉桂精油的色谱图进行分析，可以鉴别出经微波萃取获得的肉桂精油色谱图中共含有36个峰。根据GC-MS联用仪标准质谱数据库NIST的计算机检索，通过色谱图提供的CAS号，可查询出经微波萃取的肉桂精油含有已知成分有18种。根据面积归一化法确定出这18种成分的相对含量，如表1。

利用气质联用法对经微波萃取的肉桂精油中所含成分及其相对含量进行定性分析及定量分析，最终得出，经微波萃取的肉桂精油中共含有18种已知化学成分。其中，只有少量化学成分在经微波萃取的肉桂精油中的相对含量超过10%，绝大多数化学成分的含量低于0.5%。根据表1中已知化学成分的相对含量可知，经微波萃取的肉桂精油中主要成分有肉桂醛（51.84%）、邻甲氧基肉桂醛（32.38%）、邻氧萘酮（10.81%）、乙酸肉桂酯（1.26%）、苯乙醇等，其中肉桂醛的相对含量过半。

3.2 对市面常见的肉桂精油进行分析

对市面上购进的肉桂精油的色谱图进行分析，可以鉴别出从市面上购进的肉桂精油色谱图中共含有16个峰。根据GC-MS联用仪标准质谱数据库NIST的计算机检索，通过色谱图提供的CAS号可查询出市面上购进的肉桂精油中含有已知成分有6种。根据面积归一化法确定出这6种成分在市面购买的肉桂精油中的相对含量，如表2。

对从市面上购买的肉桂精油在相同GC-MS条件下进行对比实验。利用气质联用法对从市面上购买的肉桂精油中所含成分及其相对含量进行定性分析及定量分析，最终得出，从市面上购买的肉桂精油中共含有6种已知化学成分。其中，只有一种化学成分在从市面上购买的肉桂精油的相对含量超过95%。根据表2中已知化学成分的相对含量可知，从市面上购进的肉桂精油中主要成分有肉桂醛（96.58%）、肉桂酸（2.61%），其余相对含量均低于0.2%。

4 实验结果

根据对以上两种肉桂精油初步分析可知，两种精油无论是所含有的化学成分还是其在肉桂精油中的相对含量，两者都并不相同，甚至相差甚远。研究表明，肉桂油主要化学成分为反式肉桂醛（70%～85%）、反式邻甲氧基肉桂醛（5%～12%）和乙酸桂酯等[4]。经微波萃取的肉桂精油的化學成分及其相对含量与文献的信息相匹配，可以认定为经微波萃取的肉桂精油就是天然提取的肉桂精油。而从市面上购进的肉桂精油不论是所含成分还是其相对含量，都无法与该信息匹配。因此，经微波萃取的肉桂精油为天然提取精油，而从市面上购进的肉桂精油并非天然提取的肉桂精油，而是通过化学手段合成，以肉桂醛为主导的肉桂精油。

参考文献：

[1]李京晶，籍保平，周 峰，等.丁香和肉桂挥发油的提取、主要成分测定及其抗菌活性研究[J].食品科学，2006（8）：64-68.

[2]王 睿.肉桂精油的提取工艺研究进展[J].广西轻工业，2010，26（8）：14-15.

[3]张彩文.微波萃取在天然产物化学成分提取中的应用研究[J].周口师范学院学报，2008（5）：76-80.

[4]祝 钧，周 磊，王彦斌.肉桂油的成分分析与精制[J].食品科学，2005（9）：421-423.

作者简介：孔家欣（1993—），女，本科，助理工程师;研究方向为食品检测。