一种快速鉴别不同提取方式柑橘精油的方法与流程

本发明涉及一种基于气相-离子迁移谱(gc-ims)技术快速鉴别不同提取方式柑橘精油的方法，属于食品科学、分析化学领域。

背景技术：

1、植物精油是从芳香植物中提取出来的具有挥发性和浓郁香味的脂溶性天然化合物，主要由萜烯、醇、醛、酮、酸和酯组成。柑橘是世界上第一大水果，我国的种植面积和产量均居世界第一。2021年我国柑橘产量5595.61万吨，柑橘加工产生柑橘果皮超过1600万吨。柑橘果皮精油是柑橘加工中的重要副产物，为果皮鲜重的0.5％～2.0％。天然的柑橘精油安全无毒，具有令人愉悦的独特的芳香物质，富含醛类、酸类、酚类或丙酮类等次生混合物，具有抗菌、抗氧化性、防腐、消炎及抗癌等多种功效，被广泛应用于食品保鲜、化妆品、医疗、病原菌和害虫防治和畜禽生产养殖等领域。近年来，柑橘精油的开发利用已经成为研究热点，全球年产柑橘精油高达4万吨，是目前产量最大的天然香精油，柑橘精油销售量占精油总销售量的40％～50％。

2、随着工业生产规模不断扩大，柑橘精油提取分离技术已成为研究柑橘精油的热点之一。但是，不同提取方式获得的柑橘精油，其组成成分、精油品质、生产成本差异大，因此，市场价格差异大。直接水蒸汽蒸馏常存在提取时间长、能耗高和提取到的精油风味物质种类少等缺陷。直接压榨法，未经加热，操作简单，提取到的精油品质较好，但是精油中的风味物质种类少，得率低，且含有导致皮肤变黑甚至皮肤癌的呋喃香豆素类物质、果皮残渣以及色素，对精油的品质保存具有一定的影响。超声波的空化作用加速细胞壁的破坏，从而提高精油的提取率，丰富精油的风味组成成分。超声辅助水蒸气提取法(uasd)获得的精油，因其芳樟醇、癸醛和辛醛的含量较高而具有较好的抑菌作用和抗氧化活性。酶解可以破坏细胞壁的骨架结构，减少传质屏障对有效成分向提取介质扩散的阻力，增加植物活性成分从细胞内溶出，从而提高精油的提取率。酶解辅助水蒸气提取(ehasd)获得的精油，吡嗪类、酯类、和萜类物质含量较高，分别赋予特殊的坚果香、玫瑰花香和薄荷香。但是，超声辅助提取法和酶解辅助法存在成本较高的缺陷。为避免市售精油以次充好，需要区分不同提取方式获得的精油。然而，由于传统的检测方法检出限低，样品需要复杂的浓缩富集，不适用于现场快速检测。因此，需要开发一种快速鉴定不同提取方式柑橘精油的方法。

3、气相-离子迁移谱技术(gc-ims)是气相色谱和离子迁移谱联用的技术。与传统分析方法相比，gc-ims无需复杂的样品前处理，操作简单，灵敏度高，稳定性好，检测速度快(ms级)、检出限低(ng～pg)，为痕量挥发性有机化合物的定性和定量分析，特别是某些异构体的分析提供了基础。此外，gc-ims体积小、重量轻，功耗低，可用于现场快速检测。因此，本发明基于gc-ims技术对四种提取方式获得的精油的挥发性成分进行分析，为精油提取方式的区分提供了全面的指纹图谱和直观的主成分分析图，实现了不同提取方式精油的快速、准确鉴别，为市场上精油品质的快速鉴别提供了重要的技术支撑。

技术实现思路

1、为了克服现有分析技术的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种快速鉴别不同提取方式柑橘精油的方法。

2、本发明利用gc-ims技术对样品中的挥发性成分进行测定，获得不同提取方式的柑橘精油中挥发性成分的指纹图谱，通过比较挥发性物质的含量差异，从而鉴别不同提取方式的柑橘精油。本发明所述的柑橘精油的提取方式包括水蒸气提取(sd)、酶解辅助水蒸气提取(ehasd)、超声辅助水蒸气提取(uasd)、压榨法(cp)。

3、水蒸气蒸馏法：取50g经冻干粉碎过筛后的柑橘皮粉末，加入450ml蒸馏水，搅拌成匀浆，倒入装有沸石的1000ml双颈蒸馏烧瓶，在精油提取分离器中水蒸气蒸馏提取2h，收集精油。

4、酶辅助水蒸气蒸馏法：取50g经冻干粉碎过筛后的柑橘皮粉末，加入450ml蒸馏水，搅拌成匀浆，用1mol/l的盐酸溶液和氢氧化钠溶液将溶液ph调至4后，加入0.5g果胶酶，置于集热式磁力搅拌器50℃水浴中酶解，在精油提取分离器中水蒸气蒸馏提取2h，收集精油。

5、超声波辅助水蒸气蒸馏法：取50g经冻干粉碎过筛后的柑橘皮粉末，加入450ml蒸馏水，搅拌成匀浆，置于超声仪超声，超声波功率250w，超声时间25min后，在精油提取分离器中水蒸气蒸馏提取2h，收集精油。

6、压榨法：削下新鲜柑橘果皮，称取重量并记录，在3％的氢氧化钙浸泡剂中浸泡3h后用蒸馏水洗净，在压榨机中进行压榨，随后加入0.50％的氯化钠搅拌溶解，静置分层10min，将上层油水混合液用9000r/min的速率离心分离15min，收集精油。

7、本发明采用的快速鉴别方法步骤如下：(1)样品的处理；(2)gc-ims测定；(3)样品中挥发性成分分析。

8、本发明的有益效果：

9、本发明采用gc-ims联用技术，结合了气相色谱的高效分离技术和离子迁移谱的痕量快速检测优势，通过保留指数和迁移时间进行二维定性，基于峰体积大小进行定量。不同提取方式的柑橘精油样品，无需复杂的浓缩富集，即可现场进行快速采集和痕量分析，通过指纹图谱和主成分分析，可实现不同提取方式精油的快速、准确鉴别。该方法无需复杂的样品前处理，具有操作简单、检测速度快(ms级)、检出限低(ng～pg)、灵敏度高、风味物质稳定性好的优点，在风味物质的痕量分析鉴定上具有良好的应用前景。

技术特征：

1.一种快速鉴别不同提取方式柑橘精油的方法，其特征在于，利用gc-ims技术对样品中的挥发性成分进行测定，获得不同提取方式的柑橘精油中挥发性成分的指纹图谱，通过比较挥发性物质的含量差异，从而鉴别不同提取方式的柑橘精油。

2.根据权利要求1所述的快速鉴别不同提取方式柑橘精油的方法，其特征在于，柑橘精油的提取方式包括水蒸气提取(sd)、酶解辅助水蒸气提取(ehasd)、超声辅助水蒸气提取(uasd)、压榨法(cp)。

3.根据权利要求2所述的快速鉴别不同提取方式柑橘精油的方法，其特征在于，步骤如下：

4.根据权利要求3所述的快速鉴别不同提取方式柑橘精油的方法，其特征在于，步骤(1)样品的处理步骤，具体操作如下：

5.根据权利要求4所述的快速鉴别不同提取方式柑橘精油的方法，其特征在于，步骤(1)样品的处理中，顶空进样条件如下：

6.根据权利要求3所述的快速鉴别不同提取方式柑橘精油的方法，其特征在于，步骤(2)gc-ims测定条件如下：

7.根据权利要求3所述的快速鉴别不同提取方式柑橘精油的方法，其特征在于，步骤(3)样品中挥发性成分分析包括挥发性成分谱图定性分析、挥发性成分指纹图谱比对分析、挥发性成分谱图差异分析和挥发性成分主成分分析。

8.根据权利要求2所述的快速鉴别不同提取方式柑橘精油的方法，其特征在于，四种提取方法中，柑橘精油的挥发性成分区别如下：

9.上述任一项权利要求所述的快速鉴别不同提取方式柑橘精油的方法，其特征在于，提取的精油是柑橘精油。

10.根据权利要求9所述的快速鉴别不同提取方式柑橘精油的方法，其特征在于，柑橘精油包括常山胡柚精油、佛手精油、香橙精油、甜橙精油、陈皮精油、柠檬精油和金桔精油等。

技术总结
本发明公开了一种快速鉴别不同提取方式柑橘精油的方法，利用GC‑IMS技术对样品中的挥发性成分进行测定，获得不同提取方式精油中挥发性成分的指纹图谱和差异比对分析图，从而鉴别不同提取方式的精油。主要步骤包括：（1）样品的处理；（2）GC‑IMS测定；（3）样品中挥发性成分分析。本发明采用GC‑IMS技术对不同提取方式获得的精油的挥发性成分进行采集和痕量分析，为不同提取方式的精油区分提供较为全面的指纹信息和直观的主成分分析图，实现不同提取方式精油的快速、准确鉴别。与传统方法相比，该方法无需复杂的样品前处理，操作简单，检测速度快（ms级），检出限低(ng~pg)，灵敏度高，可用于现场快速检测，为市场上精油品质的快速鉴别提供了重要的技术支撑。

技术研发人员：陈双阳,曹雪丹,李艺,黄佳乐,方修贵,吕霞敏
受保护的技术使用者：浙江省柑橘研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12