浅析植物精油的提取与精炼再制造

王 爽 王慧宾 翁雅青 涂招秀 杨 奕

（江西省科学院应用化学研究所，江西 南昌 330096）

0 前言

植物精油的含量除了和生长环境（海拔高度、降雨量、气候等）、采摘时间（王自健等[1]用水蒸气蒸馏法研究了薰衣草不同生长时期的精油含量，结果表明此种植物在开花盛期时采摘，精油品质最好））、太空诱变（胡莲花等[2]研究了太空效应对薰衣草精油成分的影响）等有关之外，还和提取方法有关，例如萃取前的处理、萃取的温度、时间长短和萃取方式等有关。该文论述了精油的各种提取方法，分析其利弊，并用薰衣草精油的提取方式举例说明，以期为从事精油提取的科研人员全面掌握目前已广泛使用的精油萃取方法。因为薰衣草精油用途广泛，被认为是芳香疗法中的万用精油[3]，属唇形科植物，具有舒缓神经系统的精神紧张、辅助治疗失眠、头痛、坐骨神经痛、高血压、活血通络、杀菌、治疗皮肤炎症、缓解肌肉疼痛、哮喘和蛰伤等功效，所以该文在论述精油的提取方法时以薰衣草精油的研究论文为例进行说明。

1 精油本质

精油内含的成分是维持植物生命的元素，被称为是植物的“第五元素”，是一种存在于自然界植物花朵、叶片、根茎和果实等中的有机化合物，它们具有挥发性、含有芳香气味以及高浓缩度的性质，至今运用在芳香疗法用途上的精油有100 多种。

2 精油的提取方法

精油的提取方法主要包括蒸馏法、压榨法[4]、古代脂吸法、有机溶剂萃取法[5]、超临界二氧化碳萃取法、超声波萃取法、微波辅助水蒸气蒸馏法[6]。

2.1 蒸馏法

此种方法是最普遍使用的方法，包括水蒸馏法、水蒸汽蒸馏法[7]、循环水蒸馏法、减压蒸馏法、渗透蒸馏法、分馏法、干馏法、精馏法和Attar 蒸馏法。其中最常用的是水蒸馏法、水蒸汽蒸馏法。

2.1.1 水蒸馏法

用于在热水里不发生反应的精油，由于蒸馏时间长，酯类百分比含量高的精油，易转变为相应的醇类和羧酸类，因此有的植物需要采用水蒸汽蒸馏法。水蒸馏法是个缓慢的过程，较多地用于接触热水而不被损害的精油。

2.1.2 水蒸汽蒸馏法

精油接触热量的时间比水蒸馏法短，不易产生水解。多用于植物的茎、根、花朵及叶片，在冷凝过程中，循环的水可多次使用，最后可用来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产地不同品种的精油成分含量，用的是水蒸气蒸馏法。李双明等研究了在水蒸气蒸馏法过程中使用超声处理以提高萃取率[9]。路喆等[10]用水蒸汽蒸馏法研究了新疆不同品种的熏衣草精油的成分和含量。

2.1.3 循环水蒸馏法

分离出的纯露再蒸馏，以提高萃取率。

2.1.4 减压蒸馏法

用减压装置，降低容器内的压力，以降低水的沸点的目的。

2.1.5 渗透蒸馏法

蒸气从植物的上方压下来，与蒸汽蒸馏法的蒸汽运行方向相反。

2.1.6 分馏法

操作过程和一般的蒸馏法一样，根据蒸馏速度的不同，分批次收集精油，这些不同批次收集的精油称为镏分。

依兰精油是利用分馏法获得的。在此方法中，分馏过程停止和重新启动的次数达到4 次，不同批次更换不同的收集器。第一次的馏分为依兰的萃取物，后续的馏分则为第一、第二和第三级别之分。

第一等级是依兰萃取物，包含有挥发性最强的精油成分，再加上部分较低挥发性的组成物。第二和第三等级则含有大量挥发性低的组成物质，等级最低的馏分成分含有挥发性最低的组成物质。

佛手柑精油中的呋喃香豆素会引起光敏副作用，因此运用分馏的方式去除佛手柑精油中的呋喃香豆素。此外，甜橙油、柠檬油、葡萄柚等精油要在化妆品或医药上使用就必须要去除单萜类和倍半萜类。

2.1.7 干馏法

干馏法又称干式蒸馏法，是物质在隔绝空气环境下发生的反应。由于温度高，精油成分内含有高温破坏的植物组织，例如酚类和焦油等，降低了精油的品质。

秘鲁香膏（Peru balsam）和苦配巴香脂（Copaiba）都是使用干馏法提取出来的，这2 种精油并不常使用在芳香疗法上。可以在真空环境、低于沸点的温度下蒸馏植物原料。

2.1.8 精馏法

精油再次蒸馏已达到纯化效果的方法。

如果精油中包含非挥发性或极低挥发性的杂质，需要再次通过真空蒸馏或蒸汽蒸馏达到纯化的目的。尤加利精油需要使用精馏法，因为尤加利精油中桉叶素的标准含量需达到70%以上，如果第一次蒸馏出的桉叶素含量未达到70%以上，则会再次蒸馏以去除杂质，增加精油中桉叶素的浓度。

2.1.9 Attar蒸馏法

Attar 蒸馏法是印度特有的古老蒸馏方法，通常是用来蒸馏珍贵的花朵类精油。蒸馏锅和盖子之间用黏土密封，为了保持恒定的蒸馏温度，燃料用牛粪或木材，如果蒸馏过程中温度高会在锅盖上浇水，温度低则会加燃料。蒸汽流进冷却中的收集桶内，收集桶内有檀香精油，最后水油分离，得到带有檀香底味的精油。由于檀香精油的成本和人工制作的工艺，使其价格稍高。除了檀香Attar ，还有用岩兰草作为Attar 蒸馏的精油。

2.2 冷压法

冷压法又称压榨法，包括海绵吸取法、手工钉刺法和机械冷压法。适用于精油分子遇热分解的情况，果皮中的精油用物理挤压的方法经过离心分离得到的精油，此方法一般用于提取芸香科柑橘属果皮类的精油。

2.3 脂吸法

古代的脂吸法是利用精油的亲油特性，用油脂把植物中的精油溶解出来，目前已几乎不用。

2.4 有机溶剂萃取法

有机溶剂萃取法是古代脂吸法的继承和发展，目前大量用于萃取珍贵花朵类精油。此种萃取方法包括：超临界二氧化碳萃取法、挥发性碳水化合物溶剂萃取和香脂法。常采用的有机溶剂有乙醚、己烷、丁烷等，这种方法的优点是避免了蒸馏法的高温，缺点是溶剂残留问题。曹少华等[11]研究了薰衣草精油通过溶剂萃取法和水蒸气蒸馏法的得率，研究结果表明溶剂萃取法的精油得率要高于水蒸气蒸馏法，但得到的精油品质水蒸气蒸馏法要好一些。张晓燕[12]研究了用水蒸气蒸馏法提取薰衣草干花精油得率为5%。郝瑞芬等[13]研究了不同薰衣草品种的精油含量，用的也是水蒸气蒸馏法。以上的研究数据表明每一种提取方法都有各自的优势与劣势，找到适宜的提取方法，探寻最佳的提取方式一直是研究人员攻克的目标。

2.4.1 超临界二氧化碳萃取法

此种方法是用气液混合的CO2代替溶剂萃取法中的溶剂，因此无溶剂残留。缺点是设备昂贵。王仲等[14]用此法提取了不同产地的薰衣草，萃取率大于5.15%。马萱等[15]研究了用超临界CO2萃取法萃取熏衣草精油，得到的精油品质和得油率效果都很好，而由于用此方法操作温度低，精油的中的热不稳定性成分和易氧化组分不易破坏，能很好地保留薰衣草的天然香气。图1 是TY-021 型超临界CO2萃取装置图。

图1 TY-021 型超临界CO2 萃取装置图

2.4.2 香脂法

首先在木框或玻璃板上涂上动物脂肪或植物油，将鲜花铺在其上方，放置24 h ～48 h 后，取下鲜花，再铺满一层新鲜的花瓣，重复上述步骤直到吸收饱和为止。香脂肪法制作成本高。

2.5 超声波萃取法

超声波萃取法是用超声波提取精油的一种方法。

2.6 微波辅助水蒸气蒸馏法

此种方法主要是以水蒸气蒸馏法为主，是水蒸气蒸馏法的改进方法。

3 精油的再制技术

精油除了上述提取方式之外，还有混合掺杂的、添加某种功效成分的或化学合成的，化学合成的虽然气味和物理特征上与天然精油极为相似，但在功效使用上不同，这种化学合成的精油一般应用于香水行业。部分精油会有后续处理，通常指的是去除易氧化的单萜烯和能导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 精油成分的检测分析方法

精油提取后采用气相-质谱联用仪（ GC-MS） 检测分析精油化学成分。

5 结语

随着人们对中医香疗法和芳香疗法的深入研究以及人们生活水平的提高，精油的品质和纯度越来越受到重视，精油的每种提取方法都有其各自的优势和不足，为了得到更高的得油率和更好品质的精油，有时综合采用几种方法。所有精油都是萃取自木本、灌木或草本植物。同一种物质萃取的部位不同，例如根茎、叶片、花朵、果实，有时功效也不完全一致，需要我们做更深入的研究。