植物挥发油的提取技术研究进展

专题论述植物挥发性化学成分又称挥发油、精油，是植物体内的次生代谢物，由相对分子质量较小的简单化合物组成，具有芳香气味，在常温下可挥发。

植物精油多具有祛痰、止咳、平喘、驱风、健胃、解热、镇痛、抗菌消炎等作用。

精油还是天然香精、香料的重要组成部分，由于天然香料有着合成香料无法代替的、独特的香韵以及大多不存在毒副作用等原因，其生产和销售经久不衰。

在天然香料和食品添加剂的研制和生产中，提取和保留挥发油成分是保障其效用的重要步骤之一。

现将植物挥发油提取技术方法的研究进展作一综述，希望为植物挥发油的研究、开发、应用提供参考。

1传统的提取方法传统提取方法有：水蒸气蒸馏法[1-2]、溶剂提取法、压榨法、吸附法等方法。

水蒸气蒸馏（hydro distillation ，HD ）是根据每种挥发性成分都有固定沸点且不同温度下具有相应蒸汽压的原理。

水蒸气蒸馏提取的方式有：水中蒸馏、水上蒸馏、直接蒸汽蒸馏、水扩散蒸汽蒸馏等。

其中，水扩散蒸气蒸馏是近年国外应用的一种新颖的蒸馏技术；水蒸气由锅顶进入，蒸气自上而下逐渐向料层渗透，同时将料层内的空气推出，其水散和传质出的精油无须全部气化即可进入锅底冷凝器。

蒸气为渗滤型，蒸馏均匀、一致、完全，而且水油冷凝液较快进入冷凝器，因此所得精油质量较好、得率较高、能耗较低、蒸馏时间短、设备简单。

水蒸气蒸馏适合于水中溶解度不大的挥发性成分的萃取。

此方法具有设备简单、易操作、成本低、产量大的优点，但若加热温度较高时，可能会使精油中热敏性成分发生热分解，易水解成分发生水解及原料焦化等。

HD 是目前应用较多的方法之一。

溶剂提取法是利用低沸点的弱极性有机溶剂如石油醚、乙醚等连续回流提取或冷浸提取，提取液经过蒸馏除去溶剂，即可得到粗挥发油。

此法得到的挥发油含有树脂、油脂、蜡、叶绿素等较多杂质，必须进一步精制提纯。

其方法是将挥发油粗品加适量的乙醇浸渍，放置冷冻（-20℃左右），过滤，滤液蒸馏除去乙醇；也可将挥发油粗品再进行水蒸气蒸馏。

压榨法是将含挥发油较丰富的原料（如鲜橘、柑、植物挥发油的提取技术研究进展陈丛瑾，黎跃，李欣（广西大学化学化工学院，广西南宁530004）摘要:综述植物的挥发性油的提取技术的研究进展，包括传统的提取方法和现代提取技术如同时蒸馏萃取、超声提取、微波提取、超临界CO 2提取、亚临界水萃取、酶法提取、联合提取法等，旨在为植物挥发油的研究、开发、应用提供参考。

关键词：挥发油；提取技术方法；进展Research Progress on Technology Methods for Extracting Plant Volatile OilCHEN Cong -jin ，LI Yue ，LI Xin（School of Chemistry and Chemical Engineering of guangxi University ，Nanning 530004，Guangxi ，China ）Abstract ：The extracting methods of plant volatile oil including traditional extracting methods and morden methods such as simultaneous－distillation and solvent－extraction ，ultrasound－assisted extraction ，microwave－assisted extraction ，supercritical CO 2extraction ，subcritical water extraction ，enzyme hydrolysis －assisted extraction ，and joint extraction were reviewed in this paper in order to offer reference to the research ，development and application of plant volatile oil .Key words ：volatile oil;extraction technology method ；progress基金项目：广西自然科学基金项目（桂科自09236002）；广西教育厅科研项目（200911LX03）作者简介：陈丛瑾（1970—），女（汉），副教授，博士，主要从事天然产物化学与利用的教学、科研工作。

食品研究与开发F ood Research And Development2011年11月第32卷第11期151陈丛瑾，等：植物挥发油的提取技术研究进展柠檬的果皮等），经撕裂粉碎压榨，将挥发油从植物组织中挤压出来，后静置分层或用离心机分出油分，即得粗品。

此法所得的产品不纯，也很难将挥发油全部压榨出来，但所得精油香气逼真。

对热敏感的贵重挥发油，如玫瑰油、茉莉花油，常用吸附法提取。

吸附法分3种，即脂肪冷吸法、油脂温浸法和吹气吸附法。

常用吸附剂有脂肪、活性炭和硅胶。

2现代提取方法挥发性成分现代提取方法有同时蒸馏萃取法、超临界CO2萃取法、亚临界水萃取、酶解辅助提取、微波辅助提取法、超声波辅助萃取法、固相微萃取法、联合萃取法等；植物挥发性成分的分析主要用气相色谱-质谱（GC-MS）联用分析方法。

2.1同时蒸馏萃取法同时蒸馏萃取（simultaneous－distillation and solvent－extraction，SDE）法是近二十年来发展起来的提取挥发性和半挥发性成分的分离方法，其原理是利用样品蒸汽和萃取溶剂的蒸汽在密闭的装置中充分混合，各组分在低于各自沸点时能被蒸馏出来，蒸馏时混合物的沸点将保持不变，当其中某一组分被完全蒸出后，温度才上升到留在瓶中组分的沸点。

挥发性成分首先被蒸馏出来，然后和萃取剂在螺旋形冷凝管上完成萃取，根据萃取剂与水比重的差异将两者分开，最后回收萃取液。

SDE法的优点为将样品的水蒸气蒸馏和馏分的溶剂萃取两步过程合二为一，与传统的水蒸气蒸馏方法相比，减少了实验步骤，节约了大量溶剂，同时也降低了样品在转移过程中的损失，精油可直接进行GC-MS 分析，能把mg/L级挥发性成分从脂质或水质介质中浓缩数千倍，对微量成分萃取率较高，缺点是操作温度高，所得精油香气有失真现象。

目前同时蒸馏萃取法应用于萃取牛至、紫苏和薄荷香料[3]、葡萄汁[4]、中国杏[5]、野生乌颊鱼真鲷[6]、法国豆（菜豆）[7]、岩玫瑰[8]挥发成分和蒿精油[9]的效果理想。

2.2超临界CO2流体萃取法超临界CO2流体萃取技术（supercritical carbon dioxide extraction，SFE－CO2）是目前应用于植物精油萃取和天然产物开发利用最为广泛的一种先进的萃取分离技术。

超临界流体是指在热力学状态临界点（PC、T C）之上的可压缩的高密度流体，这种流体兼有液体和气体的优点，密度接近于流体而有良好的溶解性能，扩散系数和黏稠度接近于气体，表面张力接近于零，因而有良好的穿透性，易进入固体的孔隙，能深入到萃取原料的基质中，发挥非常有效的萃取和分离功能，而且这种溶解能力随着压力的升高而急剧增大。

这些特性使超临界流体成为一种非常好的萃取剂，而超临界流体萃取就是利用超临界流体的这一强溶解能力特性，从植物原料中萃取各种有效成分，再通过减压分离将其释放出来的过程。

超临界CO2流体萃取法具有许多独特的优点：萃取和分离合二为一；萃取能力强，萃取率高，过程易于控制；萃取温度低，萃取热敏性强、易氧化分解成分效果最佳；超临界CO2便宜易得，可循环使用；产品中无残留溶剂，无害、无臭、安全性高等。

特别是SFE-CO2可以有效保护精油中热敏性、易氧化分解成分不被破坏，保持精油原有成分和品质，但是SFE-CO2也有其局限性：因在高压下操作，对设备要求较高、一次性投资费用较高、操作技术要求较高。

目前国内外广泛用此方法从植物原料中萃取香精油，已成功应用于提取缬草根精油[10]、巴豆精油[11]、薄荷精油[12]、黑胡椒精油[13]、香根草精油[14]、唇形科植物精油[15]、胡萝卜果精油[16]、意大利香菜籽精油[17]、洋甘菊精油[18]、橘皮精油[19]、西洋蓍草精油[20]、西班牙鼠尾草精油[21]、黑色小茴香籽和枸杞籽精油[22]、肉豆蔻精油[23]、香菇精油[24]等植物挥发性成分。

2.3亚临界水萃取常温常压下，水是极性很大的溶剂，它能很好地溶解极性化合物，但对低极性化合物的溶解性很低。

在适度的压力下，将水加热到100℃以上，临界温度374℃以下的高温，水体仍然保持在液体状态，这种水称为亚临界水（subcritical water），也称之为高温水、超加热水、高压热水或热液态水[25]。

水在亚临界状态下极性随温度升高而降低，因此可通过控制亚临界水的温度和压力，使水的极性在较大范围内变化，从而实现天然产物中有效成分从水溶性成分到脂溶性成分的连续萃取，并可实现选择性萃取。

亚临界水萃取（subcritical water extraction，SWE）具有以下优点：设备简单、萃取时间短、萃取能力强、精油得率高、精油品质好；用纯水作萃取剂，绿色环保；不用或很少用有机溶剂，对环境无污染或污染很少。

因此，SWE满足了“绿色、健康”的萃取新观念，是一种绿色安全前景广阔的萃取技术。

SWE主要用于萃取香菜籽精油[25]、麦冬叶精油[26]、牛膝草精油[27]、茴香精油[28]、牛至油[29]、Zataria mul tiflora Boiss．（Z．multiflora）叶精油[30]、砂仁精油[31]等。

2.4酶解辅助提取法酶解辅助提取法是在样品中加入适宜的酶处理后再提取有效成分的方法。

适当的酶可以降解植物的细胞壁及细胞间质中的纤维素、半纤维素、果胶质等物质，破坏细胞壁的致密构造，减小细胞壁、细胞间质等专题论述152传质屏障对有效成分从胞内向提取介质扩散的传质阻力，有利于溶出有效成分。

目前，酶解辅助提取法在提取挥发性成分方面，应用于提取芹菜籽精油[32]、大蒜挥发油[33]、橄榄油[34]、琉璃苣油[35]、麻疯树籽仁油[36]等效果良好。

2.5微波辅助提取法微波辅助萃取（microwave－assisted extraction，MAE）是利用微波能来提高萃取率的一种新技术，该方法具有投资少、设备简单、适用范围广、重现性好、选择性高、操作时间短、溶剂耗量少、热效率高、污染小和易于自动化等特点，是值得推广的方法。

微波辅助萃取包括微波辅助水蒸气提取法、微波水散重力法、无溶剂微波萃取等。

微波辅助水蒸气提取法（microwave－assisted hydrodistillation，MAHD）是将微波法与水蒸气蒸馏萃取方法有机结合的一种新型萃取技术。