朱懷遠(yuǎn)，莊亞東*，張 映，熊曉敏，萬 敏，曹 毅，劉獻(xiàn)軍

(江蘇中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)研發(fā)中心，江蘇 南京 210019)

分子蒸餾和同時蒸餾萃取法分析樹苔浸膏的化學(xué)成分

朱懷遠(yuǎn)，莊亞東*，張 映，熊曉敏，萬 敏，曹 毅，劉獻(xiàn)軍

(江蘇中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)研發(fā)中心，江蘇 南京 210019)

采用分子蒸餾法和同時蒸餾萃取法與氣相色譜-質(zhì)譜儀聯(lián)用對樹苔浸膏的化學(xué)成分進(jìn)行分析。結(jié)果表明：采用同時蒸餾萃取法共鑒定出85種化學(xué)成分，分子蒸餾法鑒定出61種成分，兩種不同前處理方式所得萜類物質(zhì)差異較大，同時蒸餾萃取法所得萜類成分種類多于分子蒸餾法，但兩種不同方式提取的主要成分相同，均鑒定出苔黑酚單甲醚、分歧扁枝衣素單甲醚、扁枝衣酸乙酯、柔扁枝衣酸甲酯、β-苔黑酚羧酸甲酯、赤星衣酸乙酯、苔黑酚羧酸乙酯、柔扁枝衣酸乙酯、棕櫚酸乙酯、油酸乙酯、亞麻酸乙酯和亞油酸乙酯等成分，而且所占比例較大(相對含量76%以上)，為構(gòu)成樹苔浸膏典型苔清香的關(guān)鍵成分，同時，這些成分在分子蒸餾的重組分中得到較好的富集。

樹苔浸膏；分子蒸餾；同時蒸餾萃?。换瘜W(xué)成分

樹苔浸膏(treemoss concrete)是一種膏狀的植物性天然香料，由于具有獨特的干果香和濃郁的樹脂香[1]，在多種香精的調(diào)配中具有重要作用。作為一種天然香料，其組成十分復(fù)雜，因此，如何準(zhǔn)確地對其化學(xué)組分進(jìn)行定性定量分析一直是研究熱點[2-4]。浸膏類物質(zhì)一般需要經(jīng)過一系列的前處理后才能進(jìn)行色譜分析[5]，目前常用的前處理方法主要有固相微萃取[6]、同時蒸餾萃取[7]以及水蒸氣蒸餾[8]等，但是，不同的前處理方式均存在一定的局限性[9]。

作為一種新型的液-液分離技術(shù)[10-11]，分子蒸餾技術(shù)具有蒸餾壓強(qiáng)低、受熱時間短、分離程度高等優(yōu)點，能極好地保護(hù)熱敏性物質(zhì)，特別適合于天然物質(zhì)的提取與分離，已被廣泛應(yīng)用于石油化工、食品香料等領(lǐng)域[12-14]。而截至目前，分子蒸餾技術(shù)在浸膏類天然香料的應(yīng)用領(lǐng)域仍基本處于空白狀態(tài)。本實驗首先利用分子蒸餾技術(shù)對樹苔浸膏進(jìn)行分級分離，然后采用氣相色譜-質(zhì)譜(gas chromatography-mass spectrometer，GC-MS)聯(lián)用技術(shù)對各級餾分進(jìn)行定性和半定量分析，同時輔以同時蒸餾萃取(simultaneous distillation extraction，SDE)的前處理手段，探討不同的前處理方法進(jìn)行浸膏組分分析之間的差異性。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

樹苔浸膏 江蘇中煙工業(yè)有限責(zé)任公司某卷煙廠。無水硫酸鈉為分析純；乙醇、二氯甲烷均為色譜純。6890GC-5975MSD氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀 美國Agilent公司；RE-52AA旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 瑞士Bu..chi公司；400刮膜分子蒸餾儀 美國POPE科學(xué)公司；同時蒸餾萃取裝置 自制；AL204-IC電子天平(感量0.1mg) 瑞士梅特勒-托利多公司。

1.2 樣品處理

1.2.1 分子蒸餾分級分離

樹苔浸膏為一種糊狀植物香料，非常黏稠，不易流動，需加入溶劑將其分散后，再采用分子蒸餾儀分離。首先，準(zhǔn)確稱取一定比例的樹苔浸膏和乙醇(1:5，m/m)，置于錐形瓶中攪拌均勻后，超聲脫氣5min，加入分子蒸餾儀器的料液瓶中。蒸餾溫度為60℃，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為250r/min，1級冷凝水的溫度為5℃、2級冷凝水的溫度為2℃、3級餾分采用液氮冷凝，絕對壓力為0.5Pa，加料速度約為6mL/min，收集到足夠餾分后，停止加料。

1.2.2 同時蒸餾萃取

稱取浸膏樣品16.63g于250mL平底燒瓶中，加入400mL蒸餾水及少許沸石。裝置的一端接盛有浸膏的平底燒瓶，使用可控制電壓的電熱套加熱，裝置的另一端接盛有40mL二氯甲烷的100mL平底燒瓶，于60℃水浴中加熱。同時蒸餾萃取2.5h后停止加熱。將二氯甲烷萃取物加無水硫酸鈉干燥后，再用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀于40℃減壓濃縮至2mL，備用。

1.3 實驗方法

1.3.1 色譜條件

色譜柱：J&W DB-17MS石英毛細(xì)柱(60m×0.25mm，0.25μm)；升溫程序：50℃保持2min，以2℃/min升至170℃，保持10min，再以2℃/min升至260℃，保持20min；載氣(He)流速1.0mL/min，進(jìn)樣口溫度250℃，進(jìn)樣量1μL；分流比：20:1。

1.3.2 質(zhì)譜條件

電子轟擊(electron impact，EI)離子源；電子能量70eV；傳輸線溫度280℃；離子源溫度230℃；四極桿溫度150℃；同時蒸餾萃取法樣品的溶劑延遲4min；分子蒸餾各級餾分的溶劑延遲時間為8min；采用SCAN掃描方式，質(zhì)量掃描范圍m/z30～480。

1.3.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

采用Nist 08、Wiley 7.0譜庫檢索，結(jié)合質(zhì)譜圖解析技術(shù)對組分定性，峰面積歸一化法計算各組分的相對含量。

2 結(jié)果與分析

對樹苔浸膏進(jìn)行分級分離后采用GC-MS分析，各色譜峰經(jīng)過圖譜解析以及譜庫檢索定性，其名稱與相對含量見表1。樹苔浸膏經(jīng)過分級分離后，其3級餾出物中共鑒定出61種成分，第1級鑒定出33種、第2級22種、第3級37種。從鑒定出來的成分看，第1級餾分與第2級餾分的成分基本相同。第1、2級餾分(重組分)中多為一些羧酸酯類成分(相對含量大于80%)，而第3級餾分(輕組分)中，多為一些萜類、烴類物質(zhì)，其中1,13-十四二烯的相對含量最高，相對含量在20%以上，表明采用分子蒸餾技術(shù)能夠?qū)涮嘀械妮p質(zhì)組分和重質(zhì)組分有效分離純化。

在重組分中，苔黑酚單甲醚、分歧扁枝衣素單甲醚、扁枝衣酸乙酯、柔扁枝衣酸甲酯、β-苔黑酚羧酸甲酯、赤星衣酸乙酯、苔黑酚羧酸乙酯、柔扁枝衣酸乙酯、棕櫚酸乙酯、油酸乙酯、亞麻酸乙酯和亞油酸乙酯等12種成分的相對含量較高，所占比例較大，而在輕組分中，這些物質(zhì)的相對含量均有顯著降低。如柔扁枝衣酸甲酯的相對含量在第1級中為18.434%，第2級中為21.406%，而在第3級中僅為3.850%，油酸乙酯、亞麻酸乙酯和亞油酸乙酯等成分則僅存在于第1和第2級餾分中，說明在該蒸餾條件下，這些成分在重組分中得到了較好的富集，同時，也間接反映出這些成分的沸點相對較高。表1顯示，在輕組分中，萜類物質(zhì)的種類較多，其總含量約占被鑒定出來成分總量的20%以上。

表1 樹苔浸膏化學(xué)成分GC-MS分析結(jié)果Table 1 GC-MS analysis of chemical components in treemoss concrete

續(xù)表1

從表1可以看出，鑒定出的組分中主要為羧酸酯類和萜類物質(zhì)，羧酸酯類物質(zhì)種類最多，有32種，所占比例也較大，其中，柔扁枝衣酸甲酯、 柔扁枝衣酸乙酯等12種成分的相對含量約占被鑒定出來成分總量的76.8%。另外還鑒定出醇類7種、酚類6種、醚類2種、醛類7種、酮類1 0種、烴類2 2種、酸類1種。

采用兩種不同的前處理方式時，鑒定出來的組分相同的有36種，而且主要成分相同，即均鑒定出了苔黑酚單甲醚、分歧扁枝衣素單甲醚、扁枝衣酸乙酯、柔扁枝衣酸甲酯、β-苔黑酚羧酸甲酯、赤星衣酸乙酯、苔黑酚羧酸乙酯、柔扁枝衣酸乙酯、棕櫚酸乙酯、油酸乙酯、亞麻酸乙酯和亞油酸乙酯等成分，上述成分在揮發(fā)性和半揮發(fā)性組分中的相對含量較高，可能為構(gòu)成樹苔浸膏典型苔清香香氣特征的主要物質(zhì)。如其中的苔黑酚單甲醚具有酸澀的、胡桃樣的木香香氣，扁枝衣酸乙酯具有青苔樣的香氣特征，并且具有一種獨特的、干枯的甜氣[15-16]，這些有強(qiáng)烈香氣特征的單芳基化合物含量的不同，使得不同產(chǎn)地、不同工藝生產(chǎn)的樹苔浸膏產(chǎn)品香氣質(zhì)和香氣量的差異。本工作中，柔扁枝衣酸甲酯、柔扁枝衣酸乙酯的相對含量較高，而扁枝衣酸乙酯的相對含量相對較低，與以往的研究報道[2]略有差異，也有可能正是由于樹苔浸膏樣品之間的差異所導(dǎo)致。

兩種方法中均鑒定出多種揮發(fā)性萜類成分，如異松油烯、檸檬烯、杜松烯、丁子香烯等，這些物質(zhì)為縮酚羧酸、縮酚酸環(huán)醚等次生代謝產(chǎn)物的降解產(chǎn)物[17-18]，所占的比例盡管較小，但是大多有一定的甜香、木香、青香等特征，因此對樹苔的香氣具有一定的貢獻(xiàn)[19]。兩種方法鑒定出的萜類物質(zhì)的種類并不相同，采用分子蒸餾作為前處理方式鑒定出來的種類(18種)較使用SDE方法(29種)少，如采用分子蒸餾法鑒定出δ-杜松萜烯，同時蒸餾萃取法則鑒定出γ-杜松萜烯、β-杜松萜烯，而石竹烯、α-白菖考烯、別香樹烯等幾種萜類則僅在同時蒸餾萃取法中鑒定出來。這可能是由于兩種處理方法之間的根本差異所造成，即SDE方法的處理條件較分子蒸餾劇烈的多，在處理過程中導(dǎo)致縮酚羧酸類物質(zhì)水解。另一方面，也可能是因為這些揮發(fā)性萜類物質(zhì)存在多種同分異構(gòu)體。

兩種前處理方式的分析結(jié)果還表明樹苔浸膏中含有少量的甲苯、二甲苯以及三甲苯等成分，可能為制備浸膏時的殘留溶劑。

據(jù)文獻(xiàn)報道，樹苔浸膏中還含有相當(dāng)數(shù)量的黑茶漬素、地錢酸、扁枝衣二酸、巴爾巴地衣酸等縮酚羧酸、縮酚酮類化合物[19-20]，這些化合物經(jīng)水解、醇解、降解等反應(yīng)能夠形成上述萜類、單芳基等化合物。而本工作采用的兩種方法中均未測到這些化合物，可能是因為縮酚羧酸、縮酚酸環(huán)醚、縮酚酮這類次生代謝產(chǎn)物的相對分子質(zhì)量較大，難以揮發(fā)，在本實驗的分子蒸餾條件下難以將其分離出來，而SDE法的條件又過于劇烈，在處理過程中這些物質(zhì)已經(jīng)水解或者降解。因此，也說明在目前的實驗條件下，采用同時蒸餾萃取、分子蒸餾中的任何一種單一的前處理方式，均無法全面反映樣品的組成信息。

本實驗結(jié)果表明，SDE方法適合于成分的定量研究，能較多地給出樣品的組成信息，但是處理過程較為劇烈，容易產(chǎn)生熱解、降解或水解產(chǎn)物。與同時蒸餾萃取相比，分子蒸餾適合于浸膏的分級分離研究，雖然少得到一些物質(zhì)的峰，但是所得色譜信息還是基本可以反映樹苔浸膏的化學(xué)組成，而且分子蒸餾的處理條件較為溫和，能夠較為真實地反映浸膏的組成信息，還可以針對浸膏中的一些關(guān)鍵香氣成分，調(diào)整分離條件進(jìn)行富集。

3 結(jié) 論

通過分子蒸餾和同時蒸餾萃取兩種前處理方法對樹苔浸膏成分的分析研究，發(fā)現(xiàn)苔黑酚單甲醚、分歧扁枝衣素單甲醚、扁枝衣酸乙酯、柔扁枝衣酸甲酯、β-苔黑酚羧酸甲酯、赤星衣酸乙酯、苔黑酚羧酸乙酯、柔扁枝衣酸乙酯、棕櫚酸乙酯、油酸乙酯、亞麻酸乙酯和亞油酸乙酯等成分可能為構(gòu)成樹苔浸膏典型苔清香的關(guān)鍵成分。樹苔浸膏中的輕質(zhì)組分在分子蒸餾方法的第3級餾分中得到富集，而同時蒸餾萃取由于處理過程較為劇烈，會引入一定副產(chǎn)物。分子蒸餾萃取方法更適合于組分復(fù)雜，性狀黏稠的浸膏類香料的分離、分析。

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Analysis of Chemical Constituents in Treemoss Concrete by Molecular Distillation and Simultaneous Distillation Extraction

ZHU Huai-yuan，ZHUANG Ya-dong*，ZHANG Ying，XIONG Xiao-min，WAN Min，CAO Yi，LIU Xian-jun
(Technology and Research Center of China Tobacco Jiangsu Industrial Co. Ltd., Nanjing 210019, China)

Treemoss concrete was extracted with molecular distillation (MD) and simultaneous distillation extraction (SDE),and the extracts were analyzed by GC/MS. About 85 and 61 chemical components were extracted by SDE method and molecular distillation method, respectively. The terpenoid by two methods were significantly different. The variety of terpenoid by SDE was more than MD, whereas the major chemical components extracted by the two methods were the same. Among these chemical components, some had the higher concentration (above 76%) and they were identified as 3-methoxy-5-methylphenol,divarinol monomethyl ether, ethyl everninate, methyl divaricatinate, benzoic acid,2,4-dihydroxy-3,6-dimethyl-, methyl ester,ethyl hematommate, ethyl 2,4-dihydroxy-6-methylbenzoate, ethyl divaricatinate, ethyl palmitate, ethyl oleate, linolenic acid ethyl ester, linoleic acid ethyl ester and so on. These chemicals are the key components in the treemoss which can provide the special fragrance character of treemoss concrete. And these components are enriched well in the heavy fraction of the molecular distillation.

treemoss concrete；molecular distillation；simultaneous distillation extraction；chemical constituents

TS207.3

A

1002-6630(2012)10-0212-06

2011-04-25

朱懷遠(yuǎn)(1980—)，男，工程師，碩士，研究方向為煙草化學(xué)。E-mail：zhuhy@jszygs.com

*通信作者：莊亞東(1972—)，男，高級工程師，碩士，研究方向為煙草化學(xué)。E-mail：zhuangyd@jszygs.com