植物精油提取技術的研究進展及應用現狀

李 雙，王成忠，唐曉璇，王曉華

（齊魯工業大學 食品與生物工程學院，山東 濟南 250353）

植物精油提取技術的研究進展及應用現狀

李 雙，王成忠，唐曉璇，王曉華

（齊魯工業大學 食品與生物工程學院，山東 濟南 250353）

隨著植物精油應用領域的擴大，其提取技術得到了進一步發展，出現了很多新的提取技術和方法。綜合介紹幾種植物精油提取技術的原理、優缺點及應用現狀，包括水蒸氣蒸餾法、溶劑浸提法、超高壓提取、超聲波輔助萃取、微波輔助萃取、微膠囊雙水相萃取、酶法輔助提取、同時蒸餾-靜置頂空液相微萃取、亞臨界萃取、超臨界CO2萃取等，并對其發展前景進行展望。

植物精油；提取技術；發展前景

植物精油是采用蒸餾、萃取等物理方法從芳香植物的花、草、葉、根、莖、枝、樹膠和果實等中提取出來的具有一定香氣和揮發性的油狀物質［1］。由于植物精油具有增香、抗氧化和抑菌等活性，因此在香料、化妝品、食品、醫藥等方面得到廣泛應用。

1 傳統的精油提取方法

1.1 水蒸氣蒸餾法

水蒸氣蒸餾法是目前應用最廣的一種精油提取方法，適用于易揮發、水中溶解度不大的成分的提取，絕大多數芳香植物，如薄荷、香茅、柏木等都可用此法提取精油。它是利用植物精油各組分蒸氣壓力的不同，使精油在低于100℃的條件下隨著水蒸氣從植物原料中蒸餾出來。該方法所用設備簡單，易操作，成本低，產量大，無污染。目前，水蒸氣蒸餾法已廣泛用于迷迭香精油、薰衣草精油、羅勒屬植物精油等的提取［2］。這種方法的缺點是：長時間的高溫操作易引起精油中熱敏性化合物的熱分解和易水解成分的水解，導致精油有效成分損失，芳香氣味改變，進而降低作為香料的使用價值。

1.2 溶劑浸提法

溶劑浸提法是用低沸點有機溶劑如石油醚、乙醚等連續回流提取或冷浸提取，提取液蒸餾或減壓蒸餾除去溶劑得到粗制精油。該法提取精油具有得率高、設備簡單的優點。王琦等用有機溶劑正己烷提取火龍果花精油，可同時將低沸點組分和高沸點組分提取出來，從而減少芳香油的損失，使所得精油的香氣更接近于天然香氣［3］。但有機溶劑提取的精油不僅含有較多的樹脂、油脂、蠟等雜質，還存在溶劑殘留問題，在生產過程中需要通過增加蒸餾裝置來去除有機溶劑，因此成本較高。

2 新型的精油提取方法

2.1 超高壓提取法

超高壓提取技術是在常溫條件下提取植物原料中有效成分的新技術。它是在常溫或較低溫度條件下，對原料迅速施加100 MPa以上的流體靜壓力，保壓一定時間，從而達到快速、高效提取的目的。武艷梅等用超高壓提取法提取富含諾卡酮的柚皮精油，有效提取和保留了柚皮精油中的諾卡酮［4］。超高壓提取技術還可用于姜精油等的提取［5］，應用前景較好。

與傳統的精油提取方法相比，超高壓提取法可大大縮短提取時間，降低能耗，減少雜質成分的溶出，提高精油的得率；能有效避免因熱效應引起的精油有效成分結構的變化、損失及生理活性的降低；沒有溶劑的揮發，更加符合“綠色、環保”的要求。缺點是投資成本高，設備密封和強度要求高，設備耗材壽命短。

2.2 超聲波輔助萃取

超聲波輔助萃取是利用超聲波輻射壓強產生的強烈空化效應和次級效應，提高萃取成分分子的運動速度和頻率，增強溶劑穿透力，使萃取成分與溶劑充分混合，提高萃取效率。冷進松等用超聲波輔助水酶法提取啤酒花精油，并對其提取工藝進行了優化。確定最優條件為：復合酶添加量3.0%、酶解溫度50℃、酶解時間2.5 h、酶解pH值為5，實際啤酒花精油提取率為5.27%［6］。此外，謝三都等用超聲波輔助溶劑法提取蘆柑籽精油，所得精油提取率為40.49%［7］。目前超聲波輔助水蒸氣蒸餾法已被廣泛用于南美蟛蜞菊精油、佛手精油等的提取。該法具有提取溫度低，提取率高，提取時間短和節約能源等優點，因而具有廣闊的應用前景。

2.3 微波輔助萃取

微波輔助萃取主要是通過微波穿透萃取介質，讓萃取介質吸收微波能，使得細胞因內部壓力過大而破裂，有效成分流出并溶解到提取劑里，再通過后續的過濾分離得到萃取物。目前應用較多的微波輔助萃取工藝有微波輔助水蒸氣蒸餾法、微波加速蒸餾法、微波輔助有機溶劑法和微波水擴散重力法等。微波輔助萃取具有設備簡單，適用范圍廣，萃取時間短，萃取率高，重現性好，節約溶劑和污染小等優點，特別適合于天然物質中熱敏性成分的提取，具有較好的發展前景。

2.4 微膠囊-雙水相萃取

微膠囊-雙水相萃取是利用被提取物質在不同的兩相系間分配行為的差異進行分離，并選用β-環糊精作為主要的囊壁材料，針對不同的囊化目標產物按比例配以α-環糊精和γ-環糊精，以提高囊心的耐熱穩定性，避免提取過程中的高溫、氧化、聚合等不良影響，能有效保持精油的天然成分，在常溫下可得到性能穩定、香味均一的精油成分［8］。一些研究人員將微膠囊技術和雙水相萃取技術結合起來，用于提取植物精油。王娣等用β-環糊精-硫酸鈉微膠囊雙水相體系萃取地椒精油，具有較好的提取效果［9］。目前，有關微膠囊-雙水相萃取的研究報道還比較少。

2.5 酶法輔助提取

酶法輔助提取精油是利用酶反應高度專一性的特點，選擇相應的酶，將細胞壁的成分（纖維素、半纖維素和果膠質）水解或降解，破壞細胞壁結構，將細胞內的成分溶解、混懸或膠溶于溶劑中，從而達到提取的目的［10］。于功明等人用酶法輔助提取迷迭香精油，與未經過酶處理直接提取的揮發油相比，出油率提高了69.2%［11］。酶輔助提取精油能夠在溫和條件下分解植物組織，具有精油得率高、提取時間短、有效成分破壞少的優點。

2.6 同時蒸餾-靜置頂空液相微萃取

同時蒸餾萃取是根據道爾頓分壓定律，利用樣品蒸汽和萃取溶劑的蒸汽在密閉的裝置中充分混合，各組分在低于各自沸點時能被蒸餾出來，揮發性成分首先被蒸餾出來，然后和萃取劑在螺旋形冷凝管上完成萃取，根據萃取劑與水比重的差異將兩者分開，最后回收萃取液。頂空液相微萃取將有機溶劑懸于微量進樣針頭或置于待測溶液上方，分離富集分析物。適用于分析物容易進入樣品上方空間的揮發性或半揮發性有機化合物。同時蒸餾-靜置頂空液相微萃取就是將同時蒸餾技術與靜態頂空液相微萃取相結合的一種新型萃取技術。它最大的優點是萃取速度快，操作簡單，產率高，節約能源。目前國內還沒有關于采用此法萃取植物精油的報道，但國外已采用此法提取了蒿精油［12］。

2.7 亞臨界萃取

亞臨界萃取技術是利用亞臨界流體作為萃取劑，在密閉、無氧、低壓的壓力容器內，依據有機物相似相溶的原理，通過萃取物料與萃取劑在浸泡過程中的分子擴散過程，使固體物料中的脂溶性成分轉移到液態萃取劑中，再通過減壓蒸發將萃取劑與精油分離，最終得到植物精油的一種新型萃取與分離技術。目前，亞臨界流體萃取技術已用于金柚柚皮精油等的萃取［13］。優點是設備簡單，萃取時間短，萃取率高，油質干凈純正，對環境無污染。因此，亞臨界萃取符合“綠色、健康”的萃取新理念，是一種綠色安全、前景廣闊的萃取技術。

2.8 超臨界CO2萃取

超臨界流體萃取是一種以超臨界流體為溶劑，從固體或液體中萃取出某些有效組分，并進行分離的萃取技術。因CO2具有無毒、無臭、不燃、價廉等優點，因此工業領域常用的超臨界流體是CO2。SMaksimovic等用超臨界CO2萃取法提取薄荷精油，提取率更高，產品質量更好［14］。國內已用超臨界CO2萃取法得到茉莉花精油、薄荷精油等。超臨界流體萃取法具有萃取和分離的雙重作用，物料無相變過程，工藝流程簡單，萃取率高，無有機溶劑殘留，產品質量好，無環境污染。缺點是萃取時需要高壓操作，對設備要求較高，一次性投資大，對工藝操作人員的技術水平等要求較高。

3 結語

被譽為“液體黃金”的植物精油因具有抗氧化、抑菌等功效，已被越來越多地用于醫藥、化妝品和食品等領域。為了獲得安全、高品質的植物精油，學者在植物精油的提取方面做了很多工作，但是目前應用最廣的還是傳統的精油提取法，而大部分新型精油提取技術的應用范圍仍限于實驗室，難以走進工業化生產。因此，相關研究和探索仍有待繼續深入。

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［責任編輯：羅 香］

Research Development and App lication Status of the Extraction Techniques of Plant Essential Oil

LIShuang，WANG Cheng-zhong，TANG Xiao-xuan，WANG Xiao-hua
（School of Food and Bioengineering，Qilu University of Technology，Jinan 250353，Shandong，China）

With more and more application fields of plant essential oil field，the extraction of essential oil has been further developed，and many new extraction techniques and methods appeared.The principle，advantages，disadvantages and application status of several kinds of plant essential oil extraction technology was introduced in this paper，including steam distillation，solvent extraction，ultrahigh pressure extractionmethod，ultrasonic assisted extraction，microwave assisted extraction，microcapsule aqueous two-phase extraction，enzymatic extraction，simultaneous hydro-distillation-static headspace liquid phase microextraction，subcritical fluid extraction technology，supercritical CO2extraction.And the development prospect of plant essential oil extraction technology was put forward.

plant essential oil；extraction technology；development prospect

TS225

A

1006－8481（2014）04－0007－03

2014－05－06

李雙（1989—），女，齊魯工業大學食品與生物工程學院在讀碩士研究生，研究方向：食品資源開發。