淺析植物精油的提取與精煉再制造

王 爽 王慧賓 翁雅青 涂招秀 楊 奕

（江西省科學(xué)院應(yīng)用化學(xué)研究所，江西 南昌 330096）

0 前言

植物精油的含量除了和生長(zhǎng)環(huán)境（海拔高度、降雨量、氣候等）、采摘時(shí)間（王自健等[1]用水蒸氣蒸餾法研究了薰衣草不同生長(zhǎng)時(shí)期的精油含量，結(jié)果表明此種植物在開花盛期時(shí)采摘，精油品質(zhì)最好））、太空誘變（胡蓮花等[2]研究了太空效應(yīng)對(duì)薰衣草精油成分的影響）等有關(guān)之外，還和提取方法有關(guān)，例如萃取前的處理、萃取的溫度、時(shí)間長(zhǎng)短和萃取方式等有關(guān)。該文論述了精油的各種提取方法，分析其利弊，并用薰衣草精油的提取方式舉例說明，以期為從事精油提取的科研人員全面掌握目前已廣泛使用的精油萃取方法。因?yàn)檗挂虏菥陀猛緩V泛，被認(rèn)為是芳香療法中的萬用精油[3]，屬唇形科植物，具有舒緩神經(jīng)系統(tǒng)的精神緊張、輔助治療失眠、頭痛、坐骨神經(jīng)痛、高血壓、活血通絡(luò)、殺菌、治療皮膚炎癥、緩解肌肉疼痛、哮喘和蟄傷等功效，所以該文在論述精油的提取方法時(shí)以薰衣草精油的研究論文為例進(jìn)行說明。

1 精油本質(zhì)

精油內(nèi)含的成分是維持植物生命的元素，被稱為是植物的“第五元素”，是一種存在于自然界植物花朵、葉片、根莖和果實(shí)等中的有機(jī)化合物，它們具有揮發(fā)性、含有芳香氣味以及高濃縮度的性質(zhì)，至今運(yùn)用在芳香療法用途上的精油有100 多種。

2 精油的提取方法

精油的提取方法主要包括蒸餾法、壓榨法[4]、古代脂吸法、有機(jī)溶劑萃取法[5]、超臨界二氧化碳萃取法、超聲波萃取法、微波輔助水蒸氣蒸餾法[6]。

2.1 蒸餾法

此種方法是最普遍使用的方法，包括水蒸餾法、水蒸汽蒸餾法[7]、循環(huán)水蒸餾法、減壓蒸餾法、滲透蒸餾法、分餾法、干餾法、精餾法和Attar 蒸餾法。其中最常用的是水蒸餾法、水蒸汽蒸餾法。

2.1.1 水蒸餾法

用于在熱水里不發(fā)生反應(yīng)的精油，由于蒸餾時(shí)間長(zhǎng)，酯類百分比含量高的精油，易轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的醇類和羧酸類，因此有的植物需要采用水蒸汽蒸餾法。水蒸餾法是個(gè)緩慢的過程，較多地用于接觸熱水而不被損害的精油。

2.1.2 水蒸汽蒸餾法

精油接觸熱量的時(shí)間比水蒸餾法短，不易產(chǎn)生水解。多用于植物的莖、根、花朵及葉片，在冷凝過程中，循環(huán)的水可多次使用，最后可用來制作成花露水或精油花香水。胡星麟[8]等研究了薰衣草同一產(chǎn)地不同品種的精油成分含量，用的是水蒸氣蒸餾法。李雙明等研究了在水蒸氣蒸餾法過程中使用超聲處理以提高萃取率[9]。路喆等[10]用水蒸汽蒸餾法研究了新疆不同品種的熏衣草精油的成分和含量。

2.1.3 循環(huán)水蒸餾法

分離出的純露再蒸餾，以提高萃取率。

2.1.4 減壓蒸餾法

用減壓裝置，降低容器內(nèi)的壓力，以降低水的沸點(diǎn)的目的。

2.1.5 滲透蒸餾法

蒸氣從植物的上方壓下來，與蒸汽蒸餾法的蒸汽運(yùn)行方向相反。

2.1.6 分餾法

操作過程和一般的蒸餾法一樣，根據(jù)蒸餾速度的不同，分批次收集精油，這些不同批次收集的精油稱為鎦分。

依蘭精油是利用分餾法獲得的。在此方法中，分餾過程停止和重新啟動(dòng)的次數(shù)達(dá)到4 次，不同批次更換不同的收集器。第一次的餾分為依蘭的萃取物，后續(xù)的餾分則為第一、第二和第三級(jí)別之分。

第一等級(jí)是依蘭萃取物，包含有揮發(fā)性最強(qiáng)的精油成分，再加上部分較低揮發(fā)性的組成物。第二和第三等級(jí)則含有大量揮發(fā)性低的組成物質(zhì)，等級(jí)最低的餾分成分含有揮發(fā)性最低的組成物質(zhì)。

佛手柑精油中的呋喃香豆素會(huì)引起光敏副作用，因此運(yùn)用分餾的方式去除佛手柑精油中的呋喃香豆素。此外，甜橙油、檸檬油、葡萄柚等精油要在化妝品或醫(yī)藥上使用就必須要去除單萜類和倍半萜類。

2.1.7 干餾法

干餾法又稱干式蒸餾法，是物質(zhì)在隔絕空氣環(huán)境下發(fā)生的反應(yīng)。由于溫度高，精油成分內(nèi)含有高溫破壞的植物組織，例如酚類和焦油等，降低了精油的品質(zhì)。

秘魯香膏（Peru balsam）和苦配巴香脂（Copaiba）都是使用干餾法提取出來的，這2 種精油并不常使用在芳香療法上?？梢栽谡婵窄h(huán)境、低于沸點(diǎn)的溫度下蒸餾植物原料。

2.1.8 精餾法

精油再次蒸餾已達(dá)到純化效果的方法。

如果精油中包含非揮發(fā)性或極低揮發(fā)性的雜質(zhì)，需要再次通過真空蒸餾或蒸汽蒸餾達(dá)到純化的目的。尤加利精油需要使用精餾法，因?yàn)橛燃永椭需袢~素的標(biāo)準(zhǔn)含量需達(dá)到70%以上，如果第一次蒸餾出的桉葉素含量未達(dá)到70%以上，則會(huì)再次蒸餾以去除雜質(zhì)，增加精油中桉葉素的濃度。

2.1.9 Attar蒸餾法

Attar 蒸餾法是印度特有的古老蒸餾方法，通常是用來蒸餾珍貴的花朵類精油。蒸餾鍋和蓋子之間用黏土密封，為了保持恒定的蒸餾溫度，燃料用牛糞或木材，如果蒸餾過程中溫度高會(huì)在鍋蓋上澆水，溫度低則會(huì)加燃料。蒸汽流進(jìn)冷卻中的收集桶內(nèi)，收集桶內(nèi)有檀香精油，最后水油分離，得到帶有檀香底味的精油。由于檀香精油的成本和人工制作的工藝，使其價(jià)格稍高。除了檀香Attar ，還有用巖蘭草作為Attar 蒸餾的精油。

2.2 冷壓法

冷壓法又稱壓榨法，包括海綿吸取法、手工釘刺法和機(jī)械冷壓法。適用于精油分子遇熱分解的情況，果皮中的精油用物理擠壓的方法經(jīng)過離心分離得到的精油，此方法一般用于提取蕓香科柑橘屬果皮類的精油。

2.3 脂吸法

古代的脂吸法是利用精油的親油特性，用油脂把植物中的精油溶解出來，目前已幾乎不用。

2.4 有機(jī)溶劑萃取法

有機(jī)溶劑萃取法是古代脂吸法的繼承和發(fā)展，目前大量用于萃取珍貴花朵類精油。此種萃取方法包括：超臨界二氧化碳萃取法、揮發(fā)性碳水化合物溶劑萃取和香脂法。常采用的有機(jī)溶劑有乙醚、己烷、丁烷等，這種方法的優(yōu)點(diǎn)是避免了蒸餾法的高溫，缺點(diǎn)是溶劑殘留問題。曹少華等[11]研究了薰衣草精油通過溶劑萃取法和水蒸氣蒸餾法的得率，研究結(jié)果表明溶劑萃取法的精油得率要高于水蒸氣蒸餾法，但得到的精油品質(zhì)水蒸氣蒸餾法要好一些。張曉燕[12]研究了用水蒸氣蒸餾法提取薰衣草干花精油得率為5%。郝瑞芬等[13]研究了不同薰衣草品種的精油含量，用的也是水蒸氣蒸餾法。以上的研究數(shù)據(jù)表明每一種提取方法都有各自的優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)，找到適宜的提取方法，探尋最佳的提取方式一直是研究人員攻克的目標(biāo)。

2.4.1 超臨界二氧化碳萃取法

此種方法是用氣液混合的CO2代替溶劑萃取法中的溶劑，因此無溶劑殘留。缺點(diǎn)是設(shè)備昂貴。王仲等[14]用此法提取了不同產(chǎn)地的薰衣草，萃取率大于5.15%。馬萱等[15]研究了用超臨界CO2萃取法萃取熏衣草精油，得到的精油品質(zhì)和得油率效果都很好，而由于用此方法操作溫度低，精油的中的熱不穩(wěn)定性成分和易氧化組分不易破壞，能很好地保留薰衣草的天然香氣。圖1 是TY-021 型超臨界CO2萃取裝置圖。

圖1 TY-021 型超臨界CO2 萃取裝置圖

2.4.2 香脂法

首先在木框或玻璃板上涂上動(dòng)物脂肪或植物油，將鮮花鋪在其上方，放置24 h ～48 h 后，取下鮮花，再鋪滿一層新鮮的花瓣，重復(fù)上述步驟直到吸收飽和為止。香脂肪法制作成本高。

2.5 超聲波萃取法

超聲波萃取法是用超聲波提取精油的一種方法。

2.6 微波輔助水蒸氣蒸餾法

此種方法主要是以水蒸氣蒸餾法為主，是水蒸氣蒸餾法的改進(jìn)方法。

3 精油的再制技術(shù)

精油除了上述提取方式之外，還有混合摻雜的、添加某種功效成分的或化學(xué)合成的，化學(xué)合成的雖然氣味和物理特征上與天然精油極為相似，但在功效使用上不同，這種化學(xué)合成的精油一般應(yīng)用于香水行業(yè)。部分精油會(huì)有后續(xù)處理，通常指的是去除易氧化的單萜烯和能導(dǎo)致光敏性的呋喃香豆素，例如去除呋喃香豆素的佛手柑精油。

4 精油成分的檢測(cè)分析方法

精油提取后采用氣相-質(zhì)譜聯(lián)用儀（ GC-MS） 檢測(cè)分析精油化學(xué)成分。

5 結(jié)語

隨著人們對(duì)中醫(yī)香療法和芳香療法的深入研究以及人們生活水平的提高，精油的品質(zhì)和純度越來越受到重視，精油的每種提取方法都有其各自的優(yōu)勢(shì)和不足，為了得到更高的得油率和更好品質(zhì)的精油，有時(shí)綜合采用幾種方法。所有精油都是萃取自木本、灌木或草本植物。同一種物質(zhì)萃取的部位不同，例如根莖、葉片、花朵、果實(shí)，有時(shí)功效也不完全一致，需要我們做更深入的研究。