香草兰挥发性成分鉴定及提取研究

【摘要】香草兰是一种名贵的天然香料植物,素有食品香料之王的美誉,广泛用于食品、化妆品等领域。中国上世纪六十年代开始了香草兰的研究,其现已成为我国海南地区特色产业。然而目前海南地区香草兰面临挥发性成分不明确、香气提取得率低、提取用时长等问题。为此,本文以海南地区香草兰为研究对象,对其挥发性成分进行定性分析。比较了几种常用提取方法的提取效果,通过对香草兰的提取过程进行分析,建立提取动力学模型,对主要香气物质香草醛的得率进行预测。在此基础上对不同产地、等级的香草兰豆荚的品质包括香气物质、抗氧化活性等进行了分析比较。论文主要研究结果如下：对固相微萃取(SPME)技术萃取香草兰中挥发性成分的萃取条件进行优化,在此基础上利用SPME和同时蒸馏萃取(SDE)两种方法对海南地区香草兰豆荚中挥发性成分进行检测分析。结果表明SPME最优萃取条件为：75μ.mCAR/PDMS萃取头、80℃萃取温度和萃取时间20min。两种萃取方法共检测得到105种挥发性成分,其中利用SPME技术检测出挥发性成分73种,SDE检测出78种。从香草醛得率、提取时间、抗氧化活性、香气强度等方面系统的比较了超声提取法、微波提取法、加压提取法和浸泡法四种方法对香草兰的提取效果。结果表明,微波提取法的得率最高、用时最短、抗氧化活性最强。浸泡法的香草醛得率高于超声提取法和加压提取法,抗氧化活性与超声提取法相似,但用时较长。超声提取法、微波提取法和加压提取法所得提取物的香气强度较为接近,但强于浸泡法。综合分析表明微波提取法最适合香草兰的提取。对微波提取法处理香草兰时样品粒径大、料液比进行分析,结果表明香草醛得率随粒径的减小、料液比的降低而增加,粉碎的豆荚以及4g/100mL的料液比最适合香草兰的提取。在此基础上,用四个动力学模型等式对实验数据进行拟合,其中两阶段提取模型具有较大的Radj值和较小的RMSD值,适合用于香草兰微波提取过程的分析。再通过二次多项式函数建立微波功率、乙醇浓度两因素与Ceq,k1,k2,f四个模型参数间的关系等式(R2adj=0.969-0.996),最终建立香草兰微波提取动力学模型。该模型具有较高的准确度,可用于不同微波功率、乙醇浓度、提取时间条件下香草醛得率的预测。比较了产自汤加、科摩罗和海南的香草兰中四种主要挥发性物质含量及提取物的抗氧化活性,并采用SPME-GC-MS对三种香草兰中挥发性成分进行测定。结果表明：与另两种香草兰相比,汤加香草兰4-羟基苯甲醛和4-羟基苯甲酸的含量最高,海南和汤加香草兰的香草醛含量相似但高于科摩罗香草兰,而科摩罗香草兰的香草酸含量最高；汤加香草兰提取物抗氧化活性最高,其次为科摩罗,海南香草兰活性最低；汤加、科摩罗和海南香草兰中分别检测出67、69和73种挥发性成分,其中含量高的物质主要有2,3-丁二酮、乙酸、3-羟基-2-丁酮、2,3-丁二醇(结构1)、2,3-丁二醇(结构2)、呋喃甲醛、苯酚、4-甲基苯酚、邻甲氧基苯酚和香草醛,这类物质的含量会随香草兰豆荚的不同而变化；三种香草兰中芳香族化合物含量均最高,是香草兰中最重要的一类挥发性物质。
【作者】董智哲；
【导师】王庆煌；潘思轶；谷风林；
【作者基本信息】华中农业大学，农产品加工及贮藏工程，2014，硕士
【关键词】香草兰；固相微萃取；同时蒸馏萃取；微波协助提取；香草醛；抗氧化活性；动力学；

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