茉莉花精油提取技术的研究进展_叶秋萍 (1)

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茉莉花,属木樨科茉莉花属,原产于印度和阿拉伯之间,汉朝时传入中国,迄今已有1700多年历史。目前,中国茉莉花种植面积约为0.8万hm 2,年产鲜花约9万t [1],主要产区在广西、云南、福建、四川等地,主要用于窨制花茶。

茉莉花精油是鲜花开放过程中释放的次生代谢产物,以其幽雅的气味及多功能的生物活性被广泛应用在花茶加工、化妆品、食品、医疗等领域方面。茉莉精油的提取方法早于20世纪七、八十年代已有研究,但是受当时香料工业发展水平的限制,应用高科技方法提取茉莉花精油的研究报道尚少。近年来,植物精油提取技术快速发展,精油提取工艺朝着多元化、高科技含量的方向发展,如何突破茉莉花传统加工工艺的技术瓶颈,更加高效、

无污染的提取高品质茉莉花精油,实现工业化生产天然茉莉花精油,进而创新茉莉花茶加工工艺是当前亟待研究的问题。

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茉莉花释香机理

茉莉花属于典型的“气质花”,具有夜间开放

的习性,香气在鲜花开放过程中不断形成和释放,主要为大量的酯类和醇类,香型也由清香向浓郁花香转变,大多数是由酶促转化而来。

酯类是茉莉花中含量最多的特征香气组分之一,其来源可能有以下几种途径:(1)氨基酸转化。氨基酸经脱氨、脱羧形成醛,

然后再形成醇

和酸,醇和酸在酯合成酶的作用下形成酯;

(2)脂

肪酸氧化。花在开放及衰老过程中,膜磷脂水解释

热带作物学报2014,35(2):406-412

Chinese Journal of Tropical Crops

收稿日期2013-06-22修回日期2013-11-03

作者简介叶秋萍(1981年—),女,博士;研究方向:茶叶加工工程。*通讯作者(Corresponding author ):金心怡(JIN Xinyi ),E-mail :

jxy427@ 。

茉莉花精油提取技术的研究进展

叶秋萍,金心怡*,徐小东

福建农林大学园艺学院,福建福州

350002

茉莉花精油是鲜花开放过程中释放的次生代谢产物,以其幽雅的气味及多功能的生物活性被广泛应用

在花茶加工、化妆品、食品、医疗等方面。本文分析茉莉花释香机理及香气成分,阐述目前茉莉精油常见的蒸馏萃取法、溶剂浸提法、吸附法、超临界CO 2萃取法等提取方法的原理及其优缺点。根据茉莉花释香的特殊习性,提出将先进技术亚临界流体萃取法作为一种环保、高效的茉莉精油提取方法。关键词

茉莉花精油;提取方法;亚临界萃取;研究进展

中图分类号S571.1

文献标识码

A

Research Progress on Technology Methods for

Extracting Jasminum Sambac Oil

YE Qiuping ,JIN Xinyi *,XU Xiaodong

Horticulture College ,Fujian Agriculture and Forestry University ,Fuzhou ,Fujian 350002

Abstract Jasmine oil is t he secondary metabolite during its blooming,with the smell of elegant and

multifunctional biological activities,it is widely applied in cosmetics,food,medical treatment,etc.The paper analyzed the aroma releasing mechanism and aroma components of jasmine flower,and the principle,advantage and disadvantage of extraction methods including simultaneous distillation,extraction,solvent -extraction method,adsorption method,supercritical fluid CO 2extraction were discussed.According to the aroma releasing mechanism of jasmine flower,the paper suggested advanced technology of subcritical fluid extraction as environmental and high-efficiency method for extracting jasmine oil.Key words

Jasmine oil ;Extraction methods ;Subcritical fluid extraction ;Research progress

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2014.02.033

第2期叶秋萍等:茉莉花精油提取技术的研究进展

放脂肪酸,脂肪酸在酶的作用下进一步过氧化。茉莉酸甲醋、苯甲酸顺-3-己烯酯、乙酸顺-3-己烯酯中的顺-3-己烯醇等C6、C9醇和酸类都可能来源于这一途径。脂肪氧合酶和醇脱氢酶是这一途径中两种重要的酶;(3)单糖转化。单糖经无氧氧化生成丙酮酸后,再在醇脱氢酶作用下氧化脱羧生成活性乙酰辅酶A,然后在醇转酯酰酶催化下生成乙酸某酯或在还原酶催化下先生成乙醇,再合成某酸乙酯[2]。

芳香醇和萜烯醇类化合物是茉莉花的另两类特征香气组分,形成途径分别来源于:(1)莽草酸和甲瓦龙酸途径。莽草酸途径产生了与莽草酸有关苯甲醇、苯乙醇等芳香醇,苯丙氨酸解氨酶是这一途径的重要酶[3];甲瓦龙酸途径在相应合成酶作用下形成芳樟醇、香叶醇、橙花醇等萜烯醇;(2)糖苷前体的水解,即芳香醇和单萜烯醇类香气,以结合态糖苷前体形式存在于鲜花、茶叶中,在糖苷酶作用下水解形成[4-6]。从茉莉花中分离出芳樟基-β-D-吡喃型葡萄糖苷及它的6’-O-丙二酸酯,在β-葡萄糖苷酶作用下水解两者都能生成芳樟醇[7]。用β-葡萄糖苷酶处理茉莉花成熟花苞中分离的前体物可获得较多的苯甲醇和顺-3-己烯醇,说明苯甲醇和顺-3-己烯醇前体以葡萄糖苷形式存在;用柚皮苷酶处理前体物比用β-葡萄糖苷酶能产生更多量的芳樟醇和2-苯乙醇,说明此类醇类香气前体是以糖苷形式而不仅仅以葡萄糖苷形式存在[8]。因此,β-葡萄糖苷酶参与了香气前体的释香过程,但同时也说明有其它酶参与释香过程。对茉莉花中芳樟醇的形成机理研究表明,β-D-葡萄糖苷酶参与了芳樟醇的生成[9-10],但与醇系香气释放有关的其它糖苷酶类如β-樱草糖苷酶、β-半乳糖苷酶,尚未发现与茉莉花香气的形成有关[11-12]。研究指出茉莉花香气的形成并非由单一的酶起作用,同时推测茉莉花的香气成份可能是由萼梗中合成的活化酶输向花瓣后释放产生的[9-10]。

茉莉花开放和释香程度受到环境温度、相对湿度及含氧量等因素影响。研究表明,温度太低则花温较低,使茉莉花香气相关的酶活性较低,茉莉花花蕾难以开放,且青气重,香气低;温度太高,酶促作用剧烈,香气闷浊,鲜灵度降低;相对湿度太低和氧气太低则分别影响鲜花的吐香时间和吐香质量。生产经验认为,室温30~33℃,相对湿度85%,堆温35~38℃,相对湿度80%,空气流速5~6mL/min,花堆内含氧量17%~20%,有利于保持茉莉花生机[13-14]。2茉莉花的香气组分

1899年,Verley[15]、Hesse和Muller[16]首次分别报道了从茉莉香精油中鉴定几种主要香气成分:乙酸苯甲酯、芳樟醇、苯甲醇、吲哚、邻氨基苯甲酸甲酯和茉莉酮;到20世纪60年代中期,香料工业生产的精油、净油中的大部分香气组分得到鉴定,70年代初鉴定的香气组分已达30种左右,80年代鉴定的香气组分增至97种,其中烃类化合物33种、醇类化合物27种、醛类化合物2种、酯类化合物27种、酮类化合物10种、其它2种,90年代,从精油、净油中已鉴定出100多种香气物质。具有茉莉型香气特征的主要组分有:乙酸苯甲酯、茉莉酮和茉莉内酯。具有茉莉清香的组分有:乙酸顺-3-乙烯酯、顺-3-己烯醇、苯甲醇、苯甲酸顺-3-乙烯[13,17-18]。

在不同释香期,茉莉花香气中酯和醇的比例变化明显,酯类呈“低一高一低”变化趋势,醇类呈“高一低一高”趋势[19]。茉莉花开放过程中首先释放的特征香气是乙酸苯甲酯、苯甲酸甲酯,随后释放的香气组分有苯甲酸顺-3-己烯酯、乙酸顺-3-己烯酯、邻氨基苯甲酸甲酯等。香气释放中期,酯类、醇类香气成分均急剧增加,但酯类香气组分所占比例较大,后期酯类香气含量明显下降,醇类香气含量略有增加[20]。

不同来源的茉莉香精油,香气组成存在差异。小花茉莉主要香气成分是苯甲酸顺-3-已烯酯,大花茉莉中则是苯甲酸甲酯,其中茉莉酮的含量大大高于小花茉莉中的[5,17]。小花茉莉分为单瓣、双瓣和多瓣,其中单瓣茉莉的香精油化学成分有39种、双瓣茉莉和多瓣茉莉均为38种,萜类化合物27种,酯类化合物9种,烷烃类物质、醇类化合物、吲哚化合物各1种[21]。

不同制备方法得到的茉莉香精油,香气组成存在差异。张丽霞[22]分别采用SDE法、溶剂浸提法和树脂吸附法提取茉莉花的精油、净油和头香,结果表明3种香精油含量较高的组分数净油最多,主要是苯甲酸顺-3-乙烯酯,还有榧烯醇、油酸甲酯等;精油其次,吲哚和邻氨基苯甲酸含量较高;头香最少,乙酸顺-3-乙烯酯、芳樟醇和乙酸苯甲酯的含量较高,并含有一些低沸点的烃和酯。超临界CO2萃取除文献报道的主要成分外,还提取到香茅醇、杜松烯等成分[23];采用吹气一冷冻法制得茉莉花头香样品,水相中鉴定出12种在油相中未检测到的成分,主要是低级醇类化合物,如甲醇,异丁醇,1-戊烷-3-醇,正己醇和环己醇等[24]。

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