腌制佛手過程中揮發(fā)油的收集方法研究

嚴(yán)贊開,劉敏鑾,林爍冰

(韓山師范學(xué)院 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院, 廣東 潮州 521041)

佛手(Bergarmot)，學(xué)名(CitrusmedicaL.), 又名九爪木、五指橘、佛手柑，是蕓香科(Rataceal) 柑桔屬植物香櫞的變種, 為常綠小喬木[1]。佛手果實在成熟時各心皮分離，形成細(xì)長彎曲的果瓣，果形奇特, 狀如五指，因而得其名。我國佛手的主要栽培地區(qū)有廣東、福建、四川、云南和浙江等地，其中浙江金華佛手最為著名。廣東、廣西的藥用佛手稱為“廣佛手”，以肇慶高要地區(qū)較多且質(zhì)量為優(yōu)，廣東佛手有生長快、果形大、品質(zhì)好、產(chǎn)量高的特點[2]。

佛手果、皮、葉均含有芳香油，是重要的高檔香料植物。在國外佛手揮發(fā)油作為一種名貴的香料油, 已被廣泛應(yīng)用于食品和化妝品中。佛手揮發(fā)油化學(xué)成分有幾十種, 其中檸檬烯和γ-萜品烯為主要成分，兩者相對含量合計超過 60%[3]。其中檸檬烯具有行氣平喘、祛痰鎮(zhèn)咳和抗菌作用，具有較高的藥用價值[4]。佛手揮發(fā)油的提取方法主要有：冷榨法、水蒸氣蒸餾法、有機溶劑回流法、同步蒸餾萃取法(SDE)等方法[5，6 ]。在潮汕地區(qū)，佛手加工主要用于制作涼果，在腌制過程中，佛手揮發(fā)油未經(jīng)利用直接揮發(fā)在空氣中，不僅造成資源的浪費，而且還污染了環(huán)境。本項目按傳統(tǒng)的佛手腌制工藝，分別采用溶劑吸收、活性炭和吸油棉吸附法收集佛手揮發(fā)油，比較三者之間收集效果的差異，為應(yīng)用于生產(chǎn)實際提供了科學(xué)依據(jù)。

1 實驗部分

1.1 材料與儀器

氯化鈉(NaCl)、環(huán)己烷等為A.R級, 活性炭粉(200目)：以上試劑均購自潮州市化學(xué)試劑公司；佛手鮮品：采自廣東濟公保健食品有限公司種植基地；吸油棉(方達(dá)品牌)：經(jīng)1688.com網(wǎng)上采購。

FA2004N電子天平 上海精密科學(xué)儀器有限公司；101-1A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海滬粵明科學(xué)儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 溶劑吸附法

將新鮮佛手切成1 cm×1 cm×1 cm小塊，稱取100 g佛手裝入錐形瓶中，再加入25 g氯化鈉和100 mL蒸餾水，瓶口蓋上帶導(dǎo)氣管的橡皮塞。移取10 mL環(huán)己烷至U型管中，U型管的兩口裝上橡皮塞，其中之一帶有插入溶劑中的玻璃導(dǎo)管。再將錐形瓶的導(dǎo)氣管與U型管的導(dǎo)氣管相互連接起來。

1.2.1.1 單次吸附實驗

設(shè)6組平行實驗，收集的時間分別為5，10，15，20，25，30 天。吸收液回收溶劑后，在80 ℃下干燥，至殘留物質(zhì)量不減少，稱量。

1.2.1.2 多次吸附實驗

實驗采用溶劑每吸收5天后，更換同等量的新溶劑，連續(xù)收集6次共30天, 將每次吸收液回收溶劑后，在80 ℃下干燥，至殘留物質(zhì)量不減少，稱量。

1.2.2 活性炭吸附法

將新鮮佛手切成1 cm×1 cm×1 cm小塊，分別稱取100 g佛手裝入錐形瓶中，再加入25 g氯化鈉和100 mL蒸餾水，瓶口蓋上帶導(dǎo)氣管的橡皮塞。向玻璃試管中分別裝入0.3，0.6，0.9 g的吸附炭，管口裝上帶有導(dǎo)氣管的橡皮塞。將錐形瓶導(dǎo)氣管與試管導(dǎo)氣管相互連接。10 天后取出活性炭，加入10 mL環(huán)己烷密封浸泡，24 h后，過濾。濾液回收溶劑后，在80 ℃下干燥，至殘留物質(zhì)量不減少，稱量。

1.2.3 吸油棉吸附法

新鮮佛手切成1 cm×1 cm×1 cm小塊，分別稱取1000 g佛手裝入3 L玻璃器皿中，再加入250 g氯化鈉和1000 mL蒸餾水，在水上蓋上50×50 cm2的吸油棉，器皿口用保鮮膜密封。設(shè)2組實驗：第1組為4個腌制池，考察吸收時間分別為5，10天的2個池、5天的2個池和10天的2個池；第2組為1個腌制池，每隔5天更換1次吸油棉，連續(xù)3次。取出的吸油棉，用120 mL環(huán)己烷提取1次，回收溶劑后，在80 ℃下干燥，至殘留物質(zhì)量不減少，稱量。

2 結(jié)果與討論

2.1 收集時間與溶劑吸收效率的關(guān)系

按照1.2.1.1的方法，6個不同時間收集的揮發(fā)油的量見表1。

表1 單次收集時間與提取率的關(guān)系

由表1可知，用等量的吸收劑，平行收集揮發(fā)油，開始隨吸附時間延長，吸收量的趨勢是逐漸增大的；但增加幅度逐漸變小，20天后吸收量變化不大，吸附趨于飽和狀態(tài)。表1中提取率為每1 kg佛手收集的揮發(fā)油數(shù)(單位mg)。

同時按照1.2.1.2的方法，反復(fù)更換新鮮溶劑，每次收集的揮發(fā)油數(shù)據(jù)見表2。

表2 重復(fù)單次收集與提取率的關(guān)系

由表2可知，每次更換新溶劑，均可收集一定量的揮發(fā)油，說明佛手腌制過程中揮發(fā)油是緩慢釋放的，經(jīng)6次吸收后，累積收集揮發(fā)油為930 mg/kg。這種方法吸收30天，較單次吸收30天的效率(334 mg/kg, 見表1)高出近3倍，但使用的溶劑量為單次量的6倍。

2.2 活性炭用量與吸附效率的關(guān)系

按1.2.2節(jié)的實驗方法，采用活性炭粉為吸附劑，3種不同用量活性炭的實驗結(jié)果見表3。

表3 活性炭用量與吸收效率的關(guān)系

由表3可知，活性炭的用量變化對揮發(fā)油的吸收效率影響不明顯，說明100 g佛手果用0.3 g的活性炭吸收已經(jīng)足夠了。

2.3 吸油棉的吸收效率

按1.2.3節(jié)的實驗方法，第一組實驗結(jié)果見表4。

表4 單次吸收時間與吸收效率的關(guān)系

由表4可知，吸油棉對揮發(fā)油的吸收，5天與10 天的基本上差不多，說明吸油棉吸收5 天就達(dá)到峰值，5天吸附達(dá)飽和狀態(tài)，應(yīng)更換一次吸油棉。

另一組實驗采用5天更換1次吸收棉的辦法，連續(xù)吸收3次，實驗數(shù)據(jù)見表5。

表5 吸收次數(shù)與吸收效率的關(guān)系

由表5可知，第3次吸收值出現(xiàn)下降，說明揮發(fā)油的產(chǎn)生量在下降，可視為佛手腌制過程中，揮發(fā)油的逸出量10天后出現(xiàn)下降。經(jīng)3次吸附，累積吸附效率為880 mg/kg。

3 結(jié)論

通過本文研究，討論了3種不同的收集方法，得出的結(jié)論如下：

采用有機溶劑環(huán)己烷作為吸收劑，按溶劑與佛手比為1∶10 (mL/g)收集佛手揮發(fā)油，單次吸收效率開始隨時間增長而增加，至20天后吸收趨于飽和，隨時間變化收率變化不明顯；采用每隔5天更新1次新鮮溶劑，6次都有較好的吸收，說明佛手腌制過程中逸出揮發(fā)油是一個緩慢過程。30天分6次吸收的累積吸收效率為930 mg/kg，較30天單次吸收效率334 mg/kg高出約3倍，但多次吸收所需溶劑用量較大，是單次用量的6倍，回收量能耗大，且溶劑揮發(fā)易造成成本升高。

活性炭作為吸收劑吸附佛手揮發(fā)油，用0.3～0.9 g的活性炭(活性炭與佛手比為3～9 (g/kg))吸附，盡管活性炭的用量不同，但吸收效率相差不太，說明1 kg佛手用3 g活性炭可滿足吸附要求。與溶劑吸收法相比，活性炭吸附的效率比溶劑的低。

采用吸油棉吸收佛手揮發(fā)油，吸收效率單次約為330 mg/kg，采用3次吸附的效率約為880 mg/kg，與溶劑法6次吸收的效率差不多。

因此，從本文研究可以得出如下結(jié)論：佛手在腌制過程中，用溶劑吸收法和吸油棉吸附法收集的效率較高；但溶劑吸收要求設(shè)備氣密性要好，以減少溶劑揮發(fā)而造成的成本升高、環(huán)境污染等問題，而吸油棉吸附法則操作簡便、易行，是一種實用可行的方法。

[1]金曉玲.佛手揮發(fā)油的研究進展[J].香料香精化妝品,2002,70(2):20-23.

[2]張爵玉,蔣林,王琴.廣佛手的研究現(xiàn)狀及進展[J].中國調(diào)味品,2008,33(3):34-37.

[3]丘振文,何建雄,唐洪梅,等.佛手揮發(fā)油特征化學(xué)成分群GC-MS研究[J].現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)進展,2010(22):4363-4365.

[4]王俊華,符紅.廣佛手揮發(fā)油化學(xué)成分的GC-MS分析[J].中藥材,1999,22(10):516-517.

[5]趙興杰,籍保平,趙磊,等.佛手揮發(fā)油不同提取方法的比較研究[J].食品科學(xué),2007,28(4):167-168.

[6]王曉杰,馬越,楊國偉,等.水蒸氣蒸餾法提取佛手揮發(fā)油的工藝研究[J].食品科技,2009,34(3):86-88.