佛手精油的提取技術(shù)研究

陳樹喜，陳銘輝，張淑芝

（廣東展翠食品股份有限公司，廣東潮州 515634）

佛手又名佛手果、佛手柑，為蕓香科柑橘屬常綠小喬木，佛手氣味芳香、清新淡雅、留香持久，濃郁的香味因子蘊含于佛手的花、葉和果實之中[1]。一方面，佛手揮發(fā)精油具有一定的生理活性, 在臨床上具有較好的功效作用，能改善抑郁、焦慮，可舒緩情緒[2]，還可達(dá)到止咳平喘、抗氧化作用[3]；另一方面，佛手精油氣味清新芳香，作為一種名貴天然香料，在食品、化妝品、藥品等工業(yè)中有良好的應(yīng)用價值[4]。

揮發(fā)性油的提取和分離技術(shù)主要有壓榨法[5]、水蒸汽蒸餾法[6]、溶劑提取法[7]、同步蒸餾- 萃取法[8]和超臨界流體萃取法[9]等，佛手精油在不同提取方法所獲得的得率差異較大，對精油品質(zhì)會造成較大影響。水蒸氣蒸餾提取揮發(fā)精油的原理是含有揮發(fā)性成分的藥材與水共蒸餾，使揮發(fā)性成分隨水蒸氣一并餾出，經(jīng)冷凝分取揮發(fā)性成分的浸提方法。該方法操作相對簡單、成本較低，是常用的植物精油萃取方法，對企業(yè)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用也比較方便。另外，作為一種環(huán)境友好型溶劑，水不會對環(huán)境和精油產(chǎn)品造成污染，所制得的佛手精油風(fēng)味純正，可直接在食品等領(lǐng)域應(yīng)用。

以新鮮佛手為原料，測定其精油的含量，并對佛手中的揮發(fā)性精油進行分離提取研究，建立分離提取過程的最優(yōu)技術(shù)工藝條件。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

佛手果，產(chǎn)自廣東省潮州市。

氯化鈉，福晨（天津） 化學(xué)試劑有限公司提供；鹽酸、異丙醇、甲基橙指示劑、溴化鉀、溴酸鉀、氧化砷，西隴化工股份有限公司提供。

1.2 儀器設(shè)備

索氏提取器。

1.3 試驗方法

1.3.1 佛手中精油含量的測定方法

采用蒸餾滴定測定法測定佛手中精油含量。測定過程，經(jīng)蒸餾法提取佛手中的精油，將溴化鹽和鹽酸溶液加入到提取液中，香精油與游離出來的溴發(fā)生定量反應(yīng)；選用的指示劑為甲基橙，滴定采用溴化鉀- 溴酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液，滴定終點的依據(jù)為黃色溶液消褪直至無色。進行定量的根據(jù)為標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定消耗量。

佛手精油含量測定試驗蒸餾裝置（索氏提取器）見圖1。

圖1 佛手精油含量測定試驗蒸餾裝置（索氏提取器）

（1） 樣品制備和蒸餾。稱取25 g 佛手樣品置于500 mL 圓底燒瓶中，分別加入水30 mL 及異丙醇25 mL，按照圖1 安裝蒸餾裝置，并檢查裝置已完好密封。使用帶刻度的150 mL 錐形瓶以接收餾分（在蒸餾過程，接收瓶置于冷水的燒杯內(nèi)）。開始加熱蒸餾，蒸餾時盡量處于微沸狀態(tài)，收集約30 mL 則結(jié)束餾分。

（2） 溴化鉀- 溴酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液配制。準(zhǔn)確吸取20 mL 氧化砷溶液[C（l/4As2O3）=0.100 mol/L]及5 mL鹽酸溶液[Ψ（HCl+H2O）=1+3]于錐形瓶中，加入指示劑（甲基橙） 2～3 滴，滴定采用溴化鉀- 溴酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液，滴定終點的依據(jù)為黃色溶液消褪直至無色，此時記下所消耗的標(biāo)準(zhǔn)溶液體積。其中，溴化鉀-溴酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液由溴酸鉀2.80 g 和溴化鉀12.00 g，加入純水溶解，定容至體積1 000 mL，滴定前用水稀釋4 倍，其濃度為0.024 8 mol/L。

滴定過程中，在餾分中加入10 mL 鹽酸溶液[Ψ（HCl+H2O）=1+2]和指示劑（甲基橙） 2～3 滴，用溴化鉀- 溴酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至無色為終點，且設(shè)置空白試驗作為對照，在500 mL 圓底燒瓶中分別加入純水30 mL、異丙醇25 mL，均按上述步驟進行操作。

以d - 芋烯的W質(zhì)量分?jǐn)?shù)以計試樣中佛手精油含量，按下式計算：

式中：W——樣品中精油的含量，g/kg；

V1——試料滴定體積，mL；

V0——空白試驗的滴定體積，mL；

C——溴化鉀- 溴酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mol/L；

m——試料質(zhì)量，g；

0.003 2——1 mL 溴化鉀- 溴酸鉀滴定液（濃度0.099 mol/L） 相當(dāng)于佛手精油質(zhì)量0.003 2 g。

最終計算結(jié)果保留3 位有效數(shù)字。

1.3.2 佛手精油提取的方法

（1） 精油提取工藝流程。新鮮佛手果→準(zhǔn)確稱量、切塊→按照料液比加入定量純水、助劑→蒸餾提取→獲得佛手精油。

（2） 單因素試驗方法。分別對料液比、蒸餾時間和NaCl 助劑添加量進行單因素試驗，選取最佳提取條件。①料液比。在2∶1，1∶1，1∶2，1∶3，1∶4 的料液比條件下，分別對佛手樣品進行蒸餾3 h以提取佛手精油，再測定其最終提取率。②蒸餾時間。在料液比為1∶1 的條件下，分別對佛手樣品蒸餾2，3，4，5，6 h，提取佛手果揮發(fā)油。③NaCl 助劑。利用NaCl 電解質(zhì)對被分離組分的相對揮發(fā)度影響不同的原理，可在植物精油提取過程中提高出油率。在料液比為1∶1 條件下，分別加入0，1%，2%，3%，4%，5%的NaCl 助劑，在此條件下，分別對佛手樣品蒸餾4 h，提取佛手果揮發(fā)油。

2 結(jié)果與分析

2.1 佛手精油含量

新鮮佛手中精油含量測定結(jié)果見表1。

表1 新鮮佛手中精油含量測定結(jié)果

揮發(fā)性植物精油是佛手天然香味的主要來源，測定結(jié)果表明，鮮佛手中精油含量較高，均達(dá)到10 g/kg以上，具有較高的研究和利用價值。

2.2 佛手精油提取結(jié)果

2.2.1 料液比對佛手精油得率的影響

料液比對佛手精油得率的影響見圖2。

圖2 料液比對佛手精油得率的影響

由圖2 可知，料液比為1∶2 時，獲得最大為2.39‰的佛手精油得率；當(dāng)料液比小于1∶2 時，佛手精油的得率明顯降低。在較小的料液比條件下，產(chǎn)生的水蒸汽不能引起燒杯內(nèi)液固的順暢循環(huán)，造成佛手果表面精油的更新速度下降，從而影響出油率；另外，因燒杯內(nèi)的水分較少導(dǎo)致部分佛手果不能浸沒于水中，也容易造成佛手果的溫度分布不均，導(dǎo)致精油的內(nèi)擴散速度有所不同，從而使得精油出油率較低。由此可見，為提高佛手精油從油胞中對外擴散速率，可適當(dāng)加大料液比，有利于提升佛手出油速率。不宜加入過量純水，因會延長加熱至微沸的時間，造成部分精油成分散失，降低了佛手出油率。

2.2.2 蒸餾時間對佛手精油得率的影響

蒸餾時間對佛手精油得率的影響見圖3。

圖3 蒸餾時間對佛手精油得率的影響

由圖3 可知，蒸餾時間影響精油得率的一個重要因素，在4 h 蒸餾時間條件下，佛手精油得率2.82‰，為各蒸餾時間段中得率最高。當(dāng)蒸餾時間小于4 h時，蒸餾時間越長，精油得率反而下降。可能是佛手精油屬于易揮發(fā)液體，在蒸餾時間太長，容易大量散失精油。

2.2.3 NaCl 助劑添加量對佛手精油得率的影響

NaCl 助劑添加量對佛手精油得率的影響見圖4。

圖4 NaCl 助劑添加量對佛手精油得率的影響

加入NaCl 對佛手出油率都有顯著影響，隨著添加量增加，精油得率逐步上升，當(dāng)NaCl 助劑添加量達(dá)3%時，佛手精油得率最大，為2.98‰，隨后即使再增加助劑使用量，精油得率變化不明顯，甚至出現(xiàn)下滑跡象。加入適量的NaCl 有助于出油率的提升，精油更容易滲出原因在于NaCl 溶液有可能會對被分離組分的相對揮發(fā)度有不同的影響，在果皮內(nèi)外形成滲透壓差，更容易蒸餾出來。作為一種中性鹽，NaCl 不影響佛手的結(jié)構(gòu)，且具有鹽析作用，能使得精油更加澄清。增大加入NaCl 助劑，超過3%添加量后，佛手出油率并不能持續(xù)增加，究其原因，有可能在外界較高的滲透壓下精油不易蒸出，導(dǎo)致出油率降低。

3 結(jié)論

經(jīng)驗證，采用以上試驗中水蒸氣蒸餾法提取佛手揮發(fā)油的各項最優(yōu)工藝，即在料液比1∶2，蒸餾時間4 h，NaCl 助劑添加量3%的條件下，獲得最高提取得率，為3.01‰。以期為佛手精油在工業(yè)方面的開發(fā)利用提供參考。