茉莉花香气研究进展
木樨科茉莉属植物大约有100种,其中的大花茉莉(jasminumofficinalevar.grandflorum(l.)klbuske)和小茉莉[jasminumsambac(l.)aiton]香气优雅、馥郁,被作为重要的香料植物广泛栽种,所提制的茉莉香精油是香料工业重要原料,它与其它花的香质调和,给众多类型的香料提供优雅而润泽的品质,因此有"没有茉莉就没有香料"之说。我国和印度尼西亚[1~3]还用茉莉花与茶叶拼和加工成茉莉花茶,深受消费者喜爱。
在香料工业中,目前已形成较完善的茉莉香精油分析方法,分离鉴定的组分约100种[4~27],而且许多重要的香气组分已被相继合成出来,作为香料单体广泛用于调配各种高级香料;在茉莉花茶加工领域,由于直接采用茉莉鲜花作香源,对茉莉花的开花吐香习性,香气形成挥发的环境影响因素进行了探讨。为了全面反映茉莉花香气研究成果,笔者拟综合香料工业和花茶加工两个领域,从以下五个方面对茉莉花香气研究作系统介绍。
1香精油的制备方法
工业上提取茉莉香精油最早采取的是冷脂吸法(enfleurage)"[10],目前,该方法已被"溶剂直接提取法"代替,即用一挥发性的溶剂来直接萃取茉莉花香精油,这一原理公布于1835年[11],所用有机溶剂主要是低沸点的石油醚、已烷和戊烷,用石油醚(或已烷)提取茉莉花能得到0.28%~0.34%的茉莉浸膏,然后在-15℃~-20℃的低温下,用乙醇处理,除去类脂化合物和蜡质,得到52~63%的茉莉净油[12],该方法经济简便,目前被香料工业广泛采用。
茉莉花香气分析中,除采用"溶剂直接提取法"制备样品外,还有"同时蒸馏一萃取法"(sde)、多孔树脂吸附法和吹气冷冻法等。"同时蒸馏一萃取法"是由likens和nickerson在1966年发展起来的[14],该法突出特点是将样品的水蒸汽蒸馏和馏分的溶剂(乙醚)萃取两个步骤合二为一,此外,它可以把10-9级浓度的挥发性有机物从脂质或水介质中浓缩数千倍,对微量成分提取效率高,而且在10-6级浓度范围内对大多数有机化合物仍有定量的提取率,该方法是一种全组分香精油制备方法。孔守威、马娅萍等[15]采用"sde"法研究了茉莉花的香气组成。多孔树脂吸附法和吹气冷冻法主要用于茉莉花头香制备,前者利用多孔吸附树脂对极性较小的有机分子的强吸附作用,在较温和条件下真空抽吸,使香气分子吸附于树脂上,再经溶剂洗脱、浓缩[16~19.21]制得头香,或采用热脱附[22]法直接进样分析,目前采取的吸附树脂主要有xad、porapakqs和tenexgc系列。吹气冷冻法未见详细说明[23~24]。
张镜澄[13](1985)发明了一种鲜花头香制备的专利技术,该专利采用活性炭或大孔吸附树脂吸附鲜花开放过程中散发出来的香气,即香花顶空挥发物或头香,然后用超临界(或液体)二氧化碳抽提被吸附剂吸附的香精油。据称该专利可以生产出具有鲜花特有香气的头香精油,并可降低成本,增加鲜花精油产量。
2茉莉花香气分析方法
2.1分离鉴定方法
随气相色谱柱分离效能的不断提高,茉莉花香气分离技术得到不断发展,目前主要采用ov-101和peg-20m两种石英毛细管色谱柱对茉莉花香精油组分进行分析,其中又以ov-101柱的分离效果较好,分析时所采用柱温一般为70~200℃,检测器为fid型检测器。用上述方法可使茉莉花香精油中的各组分得到较好分离,在一个样品中分离出近100种香气组分。气-质联用技术的应用,使分离出的香气组分可得到快速鉴定,同时结合核磁共振、红外、紫外多种鉴定方法及kovats指数、程升指数等辅助定性方法,使鉴定的结果更为准确。
2.2定量方法
对茉莉香精油的大多数研究中,主要侧重于对其香气组分进行定性鉴定,通常采用归一法对各组分含量粗略定量。为增强各样品间的可比性,郭友嘉等[21~22、27]在茉莉花花源季节稳定tieguanyin性研究中,将每一个样品中一定数量的峰进行归一化定量,在茉莉花头香变化规律研究中,采用归一法与校正因子相结合进行定量,定义其中的6号样总峰面积为100%,用归一法分别求出各组分的含量,再用含量与峰面积之比求出校正因子,用该校正因子再求出其它样品中香气成分的含量。
茉莉花开放释香过程中,因香气组分数变化显著,不宜采用归一法定量,否则会导致结果的重现性差,主要香气组分变化规律不明显。内标法定量是目前香气分析中广泛采用的一种定量方法,它具有减小实验误差、结果可比性强且简便易行的特点。茉莉花香气分析中可采用癸酸乙酯作为内标物[32],该化合物在茉莉花香气中不存在,出峰时间基本处于茉莉花香气气相色谱图中间位置,且与茉莉花香气组分不重叠。
3茉莉香精油香气组分
1899年,verley[4]、hesse和muller[5]首次分别报道了从茉莉香精油中鉴定的几种主要组分,包括乙酸苯甲酯、芳樟醇、苯甲醇、吲哚、邻氨基苯甲酸甲酯和茉莉酮,到本世纪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、其它化合物2种。
茉莉精油中含量较高的组分有:苯甲酸顺-3-乙烯酯、芳梓醇、石竹烯、乙酸本甲酯、苯甲醇、11-二十三烯、吲哚、乙酸顺-3-乙烯酯、苯甲酸甲酯[15.23.25]。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-已烯醇、苯甲醇、苯甲酸顺-3-乙烯酯[20]。α-萜品醇[16]对香型有较大的影响。
不同来源的茉莉香精油,其香气组成存在差异。吴承顺等[26](1987)对大花茉莉和小花茉莉的香清油组分进行比较研究,认为: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,且在大花茉莉香气中存在对香气起主要作用的茉莉酮,但在小花茉莉香气中没有检测到。郭友嘉[22.27](1994)首次在小花茉莉精油中检测到了茉莉酮,其含量为0.07~0.14%,而大花茉莉香精油中茉莉酮的含量为1.4%~5.2%[9]。
不同制备方法得到的茉莉香精油,香气组成亦存在差异,吴承顺等[26](1987)对小花茉莉净油、精油和头香组分进行了比较认为:净油中沸点较高的组分较多,主要是苯甲酸顺-3-乙烯酯,还有榧烯醇、油酸甲酯等;精油和净油组分相近,但精油中吲哚和邻氨基苯甲酸含量较高;头香中乙酸顺-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。郭友嘉等[22.27](1994)分别采用sde、溶剂直接提取法和porapakqs树脂吸附法对福建茉莉花的精油、净油和头香进行了系统研究,分别分离出176、145和86个峰,鉴定出峰面积/总峰面积≥0.03%的组分分别为81、96和46个,但未对三种香精油之间组分的差异进行详细的比较。张丽霞等[32]对同一样品采用吸附-溶剂洗脱方法、同时蒸馏-萃取方法和有机溶剂浸提法三种香精油制备方法,对茉莉头香、精油和净油的香气组成差异进行了系统比较,三者除了在香气组分数上存在明安溪茶显差别外,香气组分在气相色谱图上的分布位置也存在差异。如将茉莉花香气的气相色谱图分成三个区段,即芳樟醇之前的化合物属第Ⅰ区