权春梅,周光姣,朱 勇,张 兴
(亳州职业技术学院药学院,安徽 亳州 236800)
精油提取方法及芍花精油的研究进展*
权春梅,周光姣,朱 勇,张 兴
(亳州职业技术学院药学院,安徽 亳州 236800)
综述了精油及其发展、应用现状,对精油的主要提取方法水蒸气蒸馏法、有机溶剂萃取法、超临界流体萃取法作了介绍,特别是对超临界CO2萃取法的原理、特点及其应用作了重点介绍;还介绍了芍花及其药用功效、保健价值,对芍花的研究进展及芍花精油的提取研究的意义作了阐述,最后展望了芍花精油在化妆品和药品行业的应用前景。
精油;提取方法;芍花精油
精油是存在于植物中的一类具有芳香气味、可随水蒸气蒸馏出来而又与水不相混溶的挥发性油状成分的总称。精油种类繁多,在美容行业占有一席之位,深受大众的青睐。常见的精油提取方法依次为水蒸气蒸馏法、化学溶剂萃取法、油脂分离法、超临界CO2流体萃取法等,然而每种方法都有不同的适用范围及特点。文章主要是对几种不同的提取方法进行阐述,并对芍花的功效及芍花精油的研究进行了展望。
植物精油的历史可追溯到前几个世纪。中国、印度、阿拉伯和希腊等文明古国大量应用于化妆品、医疗及预防传染病。精油是从植物的根茎叶花朵种子果实等单一有效部位提取的,油溶性大于水溶性,可随水蒸汽蒸馏出来。大部分都具有香气,如薄荷油、丁香油、玫瑰油等。其中唇形科、伞形科、菊科、芸香科、姜科等科的香味更为丰富。植物精油中含有醇类、醛类、酸类、酚类以及某些芳香族化合物类[1]。挥发油中的重要成分含有醇、醛、酮、醚等氧衍生物虽然含量较少但大部分都具有优异的芳香气。精油不仅散发着淡淡的香气而且还有各种神奇的功效。被誉为鲜花油之冠的玫瑰精油可以祛除细纹、抗皱保湿、补充雄激素,调节内分泌。深受众多女性消费者的喜爱。目前,植物精油已广泛的应用于花样繁多、性能多样的日用品和化妆品行业当中[2]。
2.1 水蒸气蒸馏法
水蒸气蒸馏法是利用高温水蒸气,使挥发油汽化随水蒸气一起分离出来。水蒸气蒸馏法主要包括水中蒸馏、水上蒸馏和水汽蒸馏3种形式[3]。
水蒸气蒸馏适用于以下几种情况:
①沸点较高,在沸点温度下易发生分解或是其他的化学反应。
②反应混合物中存在大量固体杂质,需从中分离出产物时。
③除去反应混合物中的挥发性副产物。
④用其他方法有一定操作困难的化合物。
水蒸气蒸馏操作简便、成本低、设备简单大部分应用于实验室操作,因温度不易控制,很可能高温会对精油中的热敏性成分、易水解成分造成不良影响。再者经改良过的装置不能长时间提供连续的蒸汽,提取率低,因此不适合工业化生产。
2.2 有机溶剂萃取法
有机溶剂萃取法一般是指用乙醚、乙醇、四氯化碳等有机溶剂进行萃取,被提取物中的成分溶解于有机溶剂中,然后再把有机溶剂与被提取成分分离开来的方法。该方法适用于一些含挥发性成分,不稳定的芳香物质,避免有效成分受到高温破坏,可以弥补水蒸气蒸馏法的不足之处。但是有机溶剂萃取会造成有机溶剂的残留影响精油的质量。
2.3 其他方法
其他方法包括压榨法和吸附法。“物理压榨法” 可在室温下操作,具有天然的气味,但是提取率比较低。大部分柑橘类的精油都是采取压榨法,加工工艺有手工法和机械法之分[4],例如:甜橙、柠檬、佛手柑等。吸附法和浸提法在生产天然香料的原理上具有相似性,不同点在于吸附法采用非挥发性溶剂或固体吸附剂。吸附剂用量大,需要再生,因此在规模化生产中具有局限性。
本着分级回收的原则,对主厂房现有煤泥回收设备进行完善,淘汰原有3台SB6400筛网沉降离心机,更换2台唐山森普离心机和2台博润离心机,处理能力达到100 t/h以上,大幅度降低了洗水中的煤泥含量,一段浓缩机沉降效果明显加强。
2.4 超临界流体萃取法
超临界流体萃取法是20世纪70年代发展起来的一种集提取、分离一体化的新型提取分离技术。
2.4.1 工作原理
该方法是利用提取溶剂在某些特殊的条件下达到溶剂的临界状态点,在该条件下溶剂兼有气、液两者的特点,密度接近于液体,黏度和扩散系数接近于气体,此时该溶剂不但具有与液体溶剂相当的溶解能力,而且还具有优良的传质性能[5]。该方法就是利用物质在超临界流体中的溶解度受温度和压力的影响,因此升高温度或降压的方式使被提取物的溶解度发生变化而沉降出来,从而达到分离提取的目的。目前较常用的是超临界CO2萃取法。
2.4.2 超临界CO2萃取法的特点
CO2是不活泼性气体,具有较好的溶解性,且无毒、不燃、廉价易得等优点[6],因此效率高、能耗低;CO2的临界温度是31.06 ℃,临界压力为7.38 MPa,因此,低温操作,活性物质的生理活性不被破坏,提取物有效成分稳定、质量较高;在常温常压下CO2为气体,提取物无有机溶剂残留,有利于环境保护;且选择性高,可以萃取分离一些沸点接近,溶解度相似,用一般方法难以分离的物质。
2.4.3 超临界CO2萃取法的应用现状
(1)食品工业
可以从咖啡豆中除去咖啡因,从烟草中脱除尼古丁;啤酒花有效成分律草酮的萃取;植物油脂的萃取,如米糠油、小麦胚芽油、沙棘油、葡萄籽油等;从鱼油中分离提取高度不饱和肪酸以及磷脂的分离、提纯[7]。
(2)医药工业
应用超临界流体技术分离中药中的生物碱,如益母草、洋金花、延胡索;黄酮类,如银杏叶、甘草、茶叶;醌类及其衍生物,如大黄、丹参;皂苷类,如雪灵芝、人参等[5];精油类,如迷迭香精油[8]、侧柏桧木精油[9]、桂花精油[10]、玫瑰精油[11]等。
2.4.4 发展前景
被称为“绿色工程”的超临界CO2萃取,效率高、耗能低、溶剂无毒安全环保符合如今大力提倡的可持续发展理念。天然色素、植物精油、生物碱等天然活性物质现如今为热点研究对象,具有巨大的市场需求和发展前景,正在渗透到有关组织工程材料、生物技术、环境污染控制等高技术领域[12],而且研究也表明此方法较传统的水蒸气蒸馏法提取率大幅度提高,因此,该方法具有广阔的应用前景。
芍药为毛茛科多年生草本植物,主产浙江、安徽、四川、贵州、山东等省。芍花即芍药的花。芍药花色艳丽、香气浓郁,古人评花曰:“牡丹第一,芍药第二”,所以芍花有“一花之下,万花之上”的美称。
芍花一般独开在茎的顶端或近顶端叶腋处,也有一些稀有品种,2花或3花并出的。原种花白色,花瓣5~13枚,呈倒卵形,雄蕊多数,花丝为黄色;园艺品种花色丰富,有白、粉、红、紫、黄、绿、黑和肤复色等。花瓣可达上百枚,花型多变,但以红色较为常见。4月底5月初花朵初开。
3.1 芍花的药用功效
《五十二病方》是最早以花入方药的医药著作。芍花有较高的药用价值,有抗氧化,抗菌、抗病毒,抗癌,抗神经退行性疾病,抗心血管疾病和抗肾脏、肺纤维化,具有抗炎活性[13];还具有很高的活性氧自由基的清除能力,富含总酚类、黄酮类、多糖物质等活性成分[14];另外,还含有总糖、总蛋白质和维生素C等营养物质[15],锌铁铜等微量元素[16]。
3.2 芍花的食用及保健价值
随着社会的发展人们开始追求绿色、健康、无污染的生活方式,芍药花蜜、芍药花饼、芍药花粥是深受大家欢迎的食品,另外春夏秋冬喝花茶成了一种潮流。花类本草在养生保健方面有八种不同的应用方式分别为花入食(饭粥、糕饼、点心、汤羹、菜肴、蜜饯等)、花入酒、花人茶饮、花入浴、花入枕、花入香囊、花制露、花制油,都属于我国传统文化的重要组成部分[17]。分形虽异种,气类暗相通。芍花经加工后常作为花草茶泡水饮用,具有养血柔肝,散郁祛瘀、调经等功效。
目前,对芍花精油的研究尚未见国内文献报道,但是有文献已报到用有机溶剂提取芍花的有效成分[13-16]。基于芍花具有以上重要的药用功效,因此,芍花精油的提取研究具有重要意义,该研究将提升芍药利用价值,对废弃的芍花资源的充分利用产生深远的影响;鉴于芍花中含有抗氧化和抗炎活性,因此芍花精油有望成为化妆品和药品行业的新秀,有广阔的应用前景。芍花精油的提取方法及成分含量研究将成为未来重要的研究方向和研究课题。
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Extracting Method of Essential Oil and Research Progress on Essential Oil of the Peony Flower*
QUANChun-mei,ZHOUGuang-jiao,ZHUYong,ZHANGXing
(School of Pharmacy, Bozhou Vocational and Technical College, Anhui Bozhou 236800, China)
The development and application status of essential oil were summarized. In addition, the three main extracting methods, such as steam distillation, extraction in organic solvent and supercritical fluid extraction, were introduced. The supercritical CO2fluid extraction, special for its principle, the feature and its application, were focused on. Besides, the Peony flower and the medical function, healthy function, research progress and its meaning of extracting research were introduced. The future of the essential oil of the Peony flower in the cosmetic and pharmaceutical industries was put forward.
essential oil; extracting method; the essential oil of the Peony flower
安徽省高等学校自然科学研究项目“亳州芍花精油的提取工艺研究”(编号:KJ2016A496)。
权春梅(1984-),女,实验师,硕士,研究方向:中药有效成分提取及中药质量控制。
R284.2
A
1001-9677(2016)020-0016-03