從柑橘果皮中提取芳香油的研究

黃天芳，祝遠超,2

(1.湖北工程學(xué)院 生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖北 孝感 432000;2.湖北省天門市岳口高級中學(xué)，湖北 天門 431702)

從柑橘果皮中提取芳香油的研究

黃天芳1，祝遠超1,2

(1.湖北工程學(xué)院 生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖北 孝感 432000;2.湖北省天門市岳口高級中學(xué)，湖北 天門 431702)

柑橘果皮中含有豐富的芳香油，有著廣闊的開發(fā)利用前景。文章對影響芳香油提取的因素進行了研究。實驗結(jié)果表明，有機溶劑的種類及用量、浸提時間及溫度和原材料的粉碎度等對柑橘果皮中芳香油的提取均有影響。采用乙醇浸提的最佳條件為：溫度約50℃，溶劑用量W/V≈1/4，原材料越碎越好。

柑橘果皮；芳香油；提取

芳香油(fragrant oils)又稱為精油(essential oils)，是植物體內(nèi)的次生性物質(zhì)，由分子量相對較小的簡單化合物組成，可隨水蒸氣蒸餾，且具有一定氣味的揮發(fā)性油狀液體物質(zhì)的總稱[1]。芳香油具有芳香味，是一類重要的活性成分，臨床上除直接應(yīng)用主要含芳香油的植物外，還可應(yīng)用從中精制的芳香油，如桉葉油、薄荷油等。近年來，芳香油的應(yīng)用越來越廣泛。芳香療法已在醫(yī)療、保健上得到廣泛應(yīng)用。它可以舒展緊張情緒，消除疲勞；提高智力，使反應(yīng)更靈敏；可用于解熱，促進血液循環(huán)，預(yù)防疾病。另外，它在日用品化學(xué)工業(yè)、食品工業(yè)等方面亦占有重要的地位。芳香油還廣泛應(yīng)用于香料、食品與化妝品的生產(chǎn)。它在植物界中分布較廣，其中蕓香科柑橘屬植物如橘皮、橙皮、佛手柑等都含有豐富的芳香油。橘皮中芳香油的含量高達3.6%(芳香植物中芳香油的含量一般在1%以下)。這就毫無疑問地對芳香油的開發(fā)問題提出了新的挑戰(zhàn)。目前從柑橘果皮中提取芳香油的常用方法有蒸餾法、浸提法和壓榨法。這三種方法中操作較簡單的是浸提法。那么，影響柑橘果皮中芳香油浸提的因素又有哪些呢？提取的最佳條件又是什么？這些都是亟待解決的問題。本文對影響柑橘果皮中芳香油提取的因素進行了研究，以期找到最佳的浸提條件。

1 材料與方法

1.1實驗材料

采用新鮮且無污染的柑橘(C.reticulataBlanco)果皮為原材料。

1.2實驗方法

浸提法是用揮發(fā)性的有機溶劑(如無水乙醇)將橘皮中的芳香成分浸取出來，使之溶解到有機溶劑中，然后蒸去溶劑。具體方法是先將新鮮且無污染的橘皮破碎，保持較低溫度以免浸出的香精油揮發(fā)，用有機溶劑在密封容器內(nèi)浸漬，時間一般是12小時左右。浸漬完畢放出浸提液，同時輕輕壓出原料中的浸液，這些擠壓出的浸液可以再次用來浸漬新的原料。如此反復(fù)浸漬3次。最后得到較濃的帶有原料色素的酒精浸提液，過濾后可作為帶酒精的芳香油保存。如果需要濃縮的芳香油，可將帶酒精的浸提液進一步用蒸餾裝置以較低溫度將有機溶劑回收，回收的有機溶劑還能提取植物中的蠟質(zhì)和其他成分。

2 結(jié)果與分析

2.1溶劑種類對浸提產(chǎn)量的影響

將原料切碎，分成4份，每份100g，分別用400mL無水乙醇、石油醚、乙醚和丙酮4種溶劑在常溫下提取12h，結(jié)果見表1。

表1 用不同溶劑提取的芳香油的產(chǎn)量統(tǒng)計表

對表1進行方差分析，結(jié)果見表2。

表2 用不同溶劑提取的芳香油的產(chǎn)量方差分析表

由表2可看出，用上述4種溶劑提取時，其產(chǎn)量差異也達到了極顯著水平。并且由高到低的順序為：無水乙醇>石油醚>乙醚>丙酮。芳香油能完全溶于無水乙醇，石油醚、乙醚和丙酮的脂溶性逐漸減弱，芳香油在其中的溶解度逐漸減小[2]。所以，用這4種溶劑提取時，其產(chǎn)量逐漸降低。

2.2溶劑用量對浸提產(chǎn)量的影響

表3 用不同用量的溶劑提取芳香油的產(chǎn)量統(tǒng)計表

將原材料切碎，平均分成5份，每份100g，分別用不同用量的無水乙醇在常溫下提取5天，結(jié)果見表3(W：原材料的重量，即W=100g，V：溶劑的體積，單位mL)。

對表3進行方差分析，結(jié)果見表4。

表4 用不同用量的溶劑提取芳香油的產(chǎn)量方差分析表

表5 各對平均數(shù)之間的差

各對平均數(shù)的差的臨界值Rk見表6。

表6 各對平均數(shù)的差的臨界值

多重比較結(jié)果見表7。

表7 用不同用量的溶劑提取芳香油的多重比較結(jié)果

2.3浸提時間和溫度對提取產(chǎn)量的影響

2.3.1 浸提時間對提取產(chǎn)量的影響

將原料切碎，稱取100g，用400mL無水乙醇在常溫下提取，結(jié)果見圖1。

圖1 浸提時間對提取產(chǎn)量的影響

從圖1可看出，在前12h內(nèi)，產(chǎn)量隨提取時間的延長而快速增加；12h以后，產(chǎn)量增加很慢，幾乎不變。因為在一定條件下，浸提時間越長產(chǎn)量越高。但當擴散達到平衡后，延長提取時間不會有什么作用。故在常溫下，當W/V=1/4時，最佳提取時間為12h。

2.3.2 溫度對浸提產(chǎn)量的影響

將原料切碎，分成3份，每份100g，分別向其中加入400mL無水乙醇，在不同的溫度下提取，結(jié)果見圖2及表8。

圖2 溫度對浸提產(chǎn)量的影響

表8 不同溫度下提取的芳香油的香味比較

由圖2及表8可發(fā)現(xiàn)，溫度是提取過程的一種重要因素。在一定條件下，常溫(約25℃)提取效率低，但香味最濃，所得芳香油的品質(zhì)最佳；50℃時提取效率較高，芳香油的品質(zhì)也較好；80℃時提取效率最高，但芳香油的品質(zhì)最差。一般情況下，冷提效率低，但雜質(zhì)含量較少，而加熱能提高提取效率，但雜質(zhì)含量較高，有些熱敏性成分也會在較高溫度下分解[3]。由圖2及表8可知，加熱溫度應(yīng)以50℃左右為宜。

2.4原材料碎度對浸提產(chǎn)量的影響

將原材料切成大小不同的碎片，各稱取100g，分別向其中加入400mL無水乙醇，在常溫下提取5天，結(jié)果見圖3。

圖3 原材料碎度對浸提產(chǎn)量的影響

從圖3可看出，原材料的粉碎度密切地影響著芳香油的提取。當橘皮碎片較小(小于1cm2)時，其大小的變化對提取產(chǎn)量有顯著影響；當橘皮碎片較大時，影響甚微。根據(jù)Fick第二定律，原材料粉碎度的大小可以影響提取率，將原材料粉碎到一定程度，增加固體與液體的接觸面積可使提取速度顯著提高。

3 結(jié)論

實驗結(jié)果表明：對浸提法而言，有機溶劑的種類及用量、提取時間及溫度和原材料的碎度對柑橘果皮中芳香油的提取均有影響。用無水乙醇浸提的最佳條件為：溫度約50℃，溶劑用量W/V≈1/4，提取時間為12h，原材料越碎越好。

4 討論

從圖3可看出，橘皮碎片大小對提取產(chǎn)量的影響很大。提取產(chǎn)量與碎片大小之間是否存在反比關(guān)系？此外，如何找出一種既保證高產(chǎn)又能兼顧質(zhì)優(yōu)的提取方法仍有待研究。

[1] 侯華明，張興.植物精油殺蟲活性的研究進展[J].世界農(nóng)業(yè)，2001，23(4)：40.

[2] 北京醫(yī)學(xué)院，北京中醫(yī)學(xué)院.中草藥成分化學(xué)[M].北京：人民衛(wèi)生出版社，1980：20-24.

[3] 景謙平，慰芹，董娟娥.影響植物有效成分提取的因素評述[J].西北林學(xué)院學(xué)報，2001，16(3)：29-33.

(責任編輯：張凱兵)

Q946.85

A

2095-4824(2013)06-0069-03

2013-10-05

黃天芳(1940- )，男，湖北孝感人，湖北工程學(xué)院生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院教授。

祝遠超(1982- )，男，湖北天門人，湖北省天門市岳口高級中學(xué)一級教師。