综合实验-柑橘精油的提取与分析

柑橘皮中精油成分的提取与检测

一、实验目的

1.让学生了解橘皮提取物的主要成分及提取精油成分的主要方法。

2. 训练学生实验技能，加强物质结构综合分析能力。

3. 掌握水蒸气蒸馏等提纯方法。

4. 了解GC法测定精油成分的原理。

5. 了解LC-MS法分析原理。

二、实验原理

1、柑橘皮有效成分

柑橘种类很多，广植于我国长江以南各省，橘与橙的异名也称为柑，柑橘的皮色由红到黄深浅不一，内面为白色，油性大，香气浓郁。柑橘精油是天然香料精油中的一大类，无色透明,具有诱人的橘香味。柑橘精油具有祛痰、止咳、平喘、促进胃肠蠕动、促进消化液分泌、镇痛、溶解胆结石、抗菌消炎和去除自由基等作用，是饮料、啤酒、糕点的矫味剂、赋香剂,在花露水、香水、香酯、牙膏、香皂等日用品中也有广泛的用途。

柑橘类精油的主要成分是萜烯类(C5H8)n、倍半萜烯类以及高级醇类、醛类、酮类、酯类等组成的含氧化合物, 其中90%以上是萜烯类和倍半萜烯，如柠檬烯,beta-蒎烯等和高级醇类,醛类,酮类,酯类组成的含氧化合物组成。这些成分不溶于水,沸点较高,易被空气中的氧气氧化。因此常用水蒸气蒸馏提取。

表一、柑橘皮精油中的主要成分

关于一些柑桔类果实果皮精油、果核的抗氧化活性最近已有报道, Chio等人研究了34种柑桔精油对自由基的清除活性, 发现所有的精油对自由基有清除效果。Bocco等人研究了7种柑桔果实果核和整个果皮的甲醇提取物在香茅醛体系中的抗氧化活性, 发现桔、甜橙和柚果核的甲醇提取物有较高的抗氧化活性。全世界一年柑橘类香精油的需求量约为18000吨,其中60%~70%供食品工业使用, 其余则用于化妆品、芳香清洁剂和杀虫剂。目前柑橘类精油的提取主要有水蒸气蒸馏法、压榨法和溶剂浸提法。

2、水蒸气蒸馏

水蒸气蒸馏是用来分离和提纯液态或固态有机化合物的一种方法，常用于下列几种情况：①某些沸点高的有机化合物，在常压下蒸馏虽可与副产品分离，但易被破坏；②混合物中含有大量树脂状杂质或不挥发性杂质，采用蒸馏、萃取等方法都难于分离；③从较多固体反应物中分离出被吸附的液体。使用水蒸气蒸馏这种分离方法是有条件限制的，被提纯物质必须具备以下几个条件：①不溶或难溶于水；②与沸水长时间共存而不发生化学反应；③在100℃左右必须具有一定的蒸气压（一般不小于1.33 kPa）

三、实验仪器与试剂

仪器：水蒸气发生装置、T型管、弹簧夹、分液漏斗、量筒、三口烧瓶（250mL）、玻璃塞、直形冷凝管、蒸馏头、接液管、磨口锥形瓶（圆底烧瓶）、烧杯、橡皮管等。

试剂：橘皮、无水乙醚、无水硫酸钠、氯化钠等。

图一、水蒸汽蒸馏装置示意图

四、实验步骤

1. 称取30.0g橙皮切成4mm的小块，置于250mL烧瓶中，加入50mL蒸馏水与3% NaCl固体，

用水蒸气蒸馏1.5小时。注意通气量不宜过大，以免蒸出过多的水，为进一步萃取带来不便。将馏出液收集于锥形瓶中。向锥形瓶中加入20mL乙醚混合均匀后转移入分液漏斗中，用分液漏斗萃取时注意及时放气。静置分离出有机相后再用10mL乙醚萃取馏出液，取得有机层。合并有机层。加入少量无水Na2SO4脱水，常温下旋转蒸发出乙醚得到精油产物，产物经过离心，提取上层精油，称重，计算出油率（出油率=100%×精油质量/橘皮质量）。

2. 气相色谱测定香精油的含量：先进行色谱条件优化选出最优条件在进行样品及标准液的测定，优化条件为：①柱温：60℃保留1min，以10℃/min的速度升到230℃，保留0min；

②柱温：60℃保留1min，以20℃/min的速度升到230℃，保留0min；③柱温：恒温150℃保留1min；优化完成后，选择最好条件进行样品的测定，并记录数据。

五、思考题

1.为何要加入NaCl固体？

2.水蒸气蒸馏的优缺点。

3.GC-FID法的原理，实验中为何要进行程序升温？