林业科学  2008, Vol. 44 Issue (8): 155-157   PDF    
0

文章信息

雷军锋, 牛建平, 石起增.
Lei Junfeng, Niu Jianping, Shi Qizeng
梨木木醋液的有机成分分析
Analysis on the Organic Components of Wood Vinegar for Pear
林业科学, 2008, 44(8): 155-157.
Scientia Silvae Sinicae, 2008, 44(8): 155-157.

文章历史

收稿日期:2007-05-08

作者相关文章

雷军锋
牛建平
石起增

梨木木醋液的有机成分分析
雷军锋, 牛建平, 石起增     
河南师范大学化学与环境科学院 河南省环境污染控制重点实验室 新乡 453007
关键词:木醋液    梨木    有机成分    GC-MS    酚类    
Analysis on the Organic Components of Wood Vinegar for Pear
Lei Junfeng, Niu Jianping, Shi Qizeng     
Henan Key Laboratory for Environmental Pollution Control College of Chemistry and Environmental Sciences, Henan Normal University Xinxiang 453007
Abstract: In order to make all kinds of special products of the wood vinegar for pear, the organic components of wood vinegar for pear were analyzed with gas chromatograph-mass spectrometer (GC-MS). The results indicated that wood vinegar for pear was a kind of quite complicated compounds. The organic components of wood vinegar which was collected at the temperature 90~240 ℃ were mainly composed by alcoholic compounds, ketonic components, phenolic compounds and organic acids.
Key words: wood vinegar    pear    organic component    GC-MS    phenol    

木醋液是木材或木材加工废弃物、采伐剩余物以及森林抚育采伐获得的枝桠和枝条等炭材在干馏设备中干馏导出的蒸汽气体混合物经冷凝分离后得到的一种红褐色液体,是一种成分复杂、功能多样和相对稳定的有独特烟熏香味的混合物。木醋液有很多用途,可以作为除臭剂、消毒剂、食品添加剂、植物生长促进剂、土壤改良剂、医药和农药等的原料(王海英等,2004朴哲等,2003Kartal et al., 2004), 目前已经有不同用途的木醋液产品上市销售。

木醋液的组成十分复杂,相关的研究报道较少,主要有日本专利(Shibataakira, 2002)和延边大学朴哲等(2003)的研究, 日本专利的研究只检测出了少量主要有机成分,延边大学的研究对蒙古栎(Quercus mongolica)醋液的有机成分做了详细的报道。木醋液的成分随其制法、炭材的种类、炭材的含水率等不同而不同(钱慧娟,1994)。在我国河南、河北、山东和安徽等省种植大量的梨(Pyrus),随着市场的发展传统品种逐渐被淘汰,产生了丰富的梨木废弃物,使梨木木醋液的研究很有意义。梨木木醋液的有机成分较难确定,目前未见报道。本文用干燥法除去了梨木木醋液的水分后采用气相色谱-质谱(GC-MS)联用技术对其有机成分进行了分析,对梨木木醋液类产品的开发应用具有重大意义。

1 试验部分 1.1 主要仪器

美国Agilent公司6890/5973N型GC-MS气相色谱-质谱联用仪;北京赛多利斯仪器系统有限公司BS224S型电子天平;北京塞多利斯仪器系统有限公司Sartorius普及型PH计(PB-10);密度瓶。

1.2 原料木醋液的精制(王海英等,2005庄晓伟等,2005)

90~240 ℃采集的梨木木醋液(pH值3.67;密度为1.007 g·mL-1)(由大东山公司提供)首先静置3个月,然后用木炭粉(木炭粉粒径≤0.5 mm)处理, 用量为木醋原液质量的5%,充分搅拌10 min, 利用木炭粉吸附木醋液中的焦油产生沉淀, 静置72 h, 吸取上层清液,然后用中速滤纸过滤2次, 取过滤液100 mL放入锥型瓶(Ⅰ)中,用作本试验的原料,试验中所用木炭为市售。取Ⅰ中木醋液5 mL放于250 mL的锥型瓶(Ⅱ)中,然后再向其中加入100 mL无水乙醇,充分搅拌至完全混溶,之后加入干燥剂硫酸镁(市售)约5 g, 静置24 h, 待充分干燥后过滤,得浅黄色液体,将此液体装入GC-MS进样瓶中待测。

1.3 试验条件(欧敏锐等,2004Miyusse et al., 2005)色谱条件

色谱柱:HP-5MS 5%Phenyl MethylSiloxane Capillary 30.0 m×250 μm×0.25 μm nominal;载气:高纯氦气(He);进样方式:分流进样,分流比:10:1;进样量:1.0 μL;柱流量:0.6 mL·min-1;进样口温度:220 ℃;程序升温:初始温度30 ℃,恒温3.6 min,然后以10 ℃·min-1的升温速度升至150 ℃,恒温5 min, 接着再以6 ℃·min-1的速度升温至210 ℃,再恒温1 min。质谱条件离子源:电子轰击源(EI);离子源温度:230 ℃;传输线温度:280 ℃;电子轰击能量: 70 eV;质量扫描范围(m/z):15.00~550.00 amu;监测方式:SCAN;电子倍增器电压:1 529 V;溶剂延迟:4.6 min。

2 结果与讨论 2.1 木醋液组分测定结果

采用GC-MS技术对样品进行分析。所得质谱图经计算机检索、人工解析及查对有关资料, 并采用峰面积归一化法测定各成分的相对百分含量, 其结果如图 1表 1所示。

图 1 梨木木醋液的气相色谱图 Figure 1 Gas chromatographic photo of wood vinegar for pear
表 1 梨木木醋液的主要有机成分 Tab.1 The main organic components of the wood vinegar for pear
2.2 木醋液的性质及组分分析

表 1可知:梨木木醋液中的主要有机成分有34种,分别是有机酸类、酮类、醛类、醇类和酚类等,其中相对含量较高的有机成分是乙酸49.23%、糠醛6.33%、1-羟基-2-丙酮4.58%、2,6-二甲氧基苯酚3.46%、愈创木酚3.13%、1-羟基-2-丁酮3.26%、糠醇2.72%、香草酸2.01%、2-甲基-2-环戊烯-1-酮1.92%和丙酸1.85%等。本试验检测出的梨木木醋液的有机成分与文献报道(徐社阳等,2006)具有很大差异,如主要有机成分数量较少,酸类、酚类和酮类相对含量均稍低,醛类物质相对含量较高,醇类物质在文献中没有出现而在本研究中总含量达4.32%等。主要原因是炭材的种类、样品的前处理及仪器分析条件等的不同。

在有机成分中有14种属于食品用香料(GB/T 14156-93),约为有机成分总含量的72.18%,主要是有机酸、酚类和酮类等。乙酸、丙酸的含量几乎占到有机成分总量的一半,有抗菌、杀菌、调味等功效(冯伟,2000);在酚类中有苯酚1.46%、2-甲基苯酚0.70%、3-甲基苯酚0.85%、愈创木酚3.13%、4-甲基愈创木酚1.47%和4-乙基愈创木酚0.70%等,具有一定的防腐除臭作用,可用于食品的抗菌防腐和抗氧化酸败,可以使熏制品产生烟熏风味,也是木醋液的重要成分(张俊勇等,2000)。

3 结论

梨木木醋液是一种以水和有机酸为主,同时含有少量醇类、酮类、醛类、酚类和酯类成分的组成复杂的混合物。木醋液中含有多种食品用香料成分,相对含量也较高因而有望开发为优良的食品用香料产品和其他产品。但是在为满足不同的用途而进行分离精制木醋液时,仍没有成熟的方法,因此,需要进一步在分离精制方法上做深入的研究。

参考文献(References)
冯伟. 2000. 烟熏风味剂的抑菌作用. 肉类工业, (2): 25-26. DOI:10.3969/j.issn.1008-5467.2000.02.012
欧敏锐, 许小平. 2004. 福建产竹醋液与日本产竹醋液的组分比较. 海峡药学, 16(2): 69-70. DOI:10.3969/j.issn.1006-3765.2004.02.036
朴哲, 阎吉昌, 崔香兰, 等. 2003. 木醋液的精制及有机成分研究. 林产化学与工业, 23(2): 17-20. DOI:10.3321/j.issn:0253-2417.2003.02.004
钱慧娟. 1994. 木醋液的制造及其应用. 世界林业研究, 7(2): 59-63.
王海英, 杨国亭, 周丹. 2004. 木醋液研究现状及其综合利用. 东北林业大学学报, 32(5): 55-57. DOI:10.3969/j.issn.1000-5382.2004.05.020
王海英, 杨国亭, 刘志明. 2005. 柞树木醋液酚类物质的组分分析. 林产化学与工业, 25(B 10): 143-145.
徐社阳, 陈就记, 曹德榕. 2006. 木醋液的成分分析. 广州化学, 31(3): 28-31. DOI:10.3969/j.issn.1009-220X.2006.03.007
张俊勇, 徐素荣. 2000. 烟熏香味料的性能和使用. 肉类工业, (12): 20-21.
庄晓伟, 陈顺伟, 柏明娥. 2005. 精制处理前后竹醋液组分及其含量的分析. 林产化工通讯, 39(6): 20-24. DOI:10.3969/j.issn.1673-5854.2005.06.005
Kartal S N, Imamura Y, Tsuchiya F. 2004. Preliminary evaluation of fungicidal and termiticidal activities of hydrolysates from biomass slurry fuel production from wood. Bioresource Technology, (95): 41-47.
Miyusse S, Mitsuyoshi Y. 2005. Composition of pyrolyzate from Japanese green tea. J Wood Sci, (51): 73-76.
Shibataakira. 2002. Method for analyzing constituent of pyroligneous acid. JP, 2002014088.