柑橘类精油提取技术的研究进展_赵文红
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陈纯馨等人的研究中，柑橘破碎粒度为 3 mm， 提取时间为 2.5 h，得油率为 2.13％。
李建敏的研究中，柑橘破碎粒度为 2~3 mm，加 入质量分数 3％的 NaCl，蒸馏 120 min，收集馏分， 油水分离，采取常压静置，再进行离心分离，可除去 大部分杂质，在精油中加入无水乙醇和无水硫酸钠， 置于冰箱中 24 h，进行深度纯化，得到橘属精油， 水蒸气蒸馏鲜橘皮的得油率为 2.0％；水蒸气蒸馏干 橘皮的得油率为 2.6％[8]。 2.1.2 蒸馏法的优点及存在问题
柑橘精油的主要成分是萜烯类、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 95％以上是萜烯类和倍半萜烯类化合物， 虽然含氧化合物占的比例很小，但却是柑橘精油香气 的主要来源 。 [11] 萜烯类化合物很容易因加工 （如蒸 馏、蒸发及贮存） 不当而导致氧化及酶促反应，产生 香芹酮、香芹醇等异味物，从而使精油品质下降，并 缩短货架期。因此生产上需要进一步浓缩香精，以脱 除萜烯类化合物，这样不仅可提高柑橘油的风味强 度，而且由于萜烯类浓度下降而提高了产品的稳定性 和溶解性。同时也由于产品体积的减小，可降低贮存 和运输费用。
从果皮上或碎皮上冲洗下来的油水混合液，都要 经过粗滤和细滤。粗滤多数采用连续旋转式圆筛过滤 器，铜网网眼一般为 24~60 目，而细滤铜网网眼则 为 80~120 目。经过滤后，有时还需要通过多级隔板 式沉降槽进行沉降，使其成为果胶盐类物质而逐渐沉 降下来。经过过滤或沉降后的油水混合液，还须经高 速离心分离后才能获得精油。高速离心分离机转速为 6 000 r/min。经过高速离心分离后得到的精油需要置 于 5~10 ℃低温处静置一段时间，使水和杂质充分沉 淀下来，静置后分离出水和沉淀物，再经减压过滤除 去细小的悬浮杂质，便可得到精油产品。得到精油产 品后，还需要对榨磨后的果皮进行处理，对精油除 萜。 2.2.2 冷榨法的优缺点
与水蒸气蒸馏法相比，冷榨法由于在室温下操 作，未经热处理及精油中含有天然抗氧化物 （如酚类
·20·
农产品加工·学刊
2009 年第 5 期
物质），因此有较佳的气味，其香气更近于鲜橘果香， 色泽为淡黄色液体，成分中含有较多醇类和较少柠檬 醛。但此法所得产品纯度低，可能含有水分、叶绿 素、黏液质及细胞组织等杂质而呈混浊状态，同时很 难将挥发油完全压榨出来，出油率较低，为 1.0%~ 1.6%。 2.3 超临界流体萃取法 2.3.1 超临界流体萃取法的原理与工艺
1 柑橘精油
精油在商业上称为“芳香油”，医药上称为“挥 发油”，是一类重要的天然香料，是采用蒸馏、压榨、 萃取 （浸提） 或吸附等物理方法从芳香植物的花、 草、枝、皮、根、茎、果实、种子等分泌物中提取出 来的具有一定香气和挥发性的油状物质[5]。
柑橘皮香精油可通过蒸馏法、浸提法、热榨法、 冷榨法及超临界萃取法来制备，属柑橘类芳香型挥发 性油，常被应用在碳酸饮料、冰淇淋、蛋糕、香料等 食品和制药工业上。香柠檬油、白柠檬油、橙油、柠 檬油、柚子油等均属于柑橘类精油。柑橘皮的油胞中 含丰富的香精油，为果皮鲜质量的 0.5％~2.0％。柑 橘精油具有令人愉悦的独特芳香风昧，由萜烯类、醇
农产品加工·学刊
第 5 期(总第 172 期) 2009 年 5 月
农产品加工·学刊 Academic Periodical of Farm Products Processing
文章编号：1671- 9646 ( 2009 ) 05- 0018- 04
2009 年第 5 期
No.5 May.
柑橘类精油提取技术的研究进展
从柑橘植物的果皮中提取精油，目前大多以压榨 或冷压法制得[10]。柑橘类果皮中精油位于外果皮的表 层，含精油的油囊直径一般可达 0.4~0.6 mm，由较 大、无管腺、周围无色壁、有退化的细胞堆积包围而 成。如果不经破碎，无论减压或常压，油囊都不易破 裂，精油不易流出。但橘皮在水中浸泡一定时间后， 取出用手挤压，会有一股橘油喷射而出，这是因为水 能渗入油囊中，使油囊内压增加，施加外压能使油囊 破裂，从而精油射出。因此，榨磨法的基本原理，就 是利用有尖刺的突起物刺伤橘皮外果皮，使油囊破裂 而释放出精油来。用适量的喷淋水液把精油从该组织 中洗脱下来，再通过筛网过滤与沉降，用转速为 6 000 r/min 的高速离心机分离，从而获得柑橘精油； 还可采用溶剂萃取、真空分馏脱萜而得到脱萜柑橘精 油。
原料选择必须是新鲜无霉烂的柑橘果皮。预处理 时先用清水浸泡，然后用浸泡剂 （过饱和石灰水浸 泡） 浸泡，果皮与浸泡剂的质量比约为 1∶4，浸泡 时间 12~20 h。用清水洗去残留在果皮表面上的浸泡 剂，使 pH 值为 7~8，接着进行均匀、衡量、连续或 间歇的加料压榨。在生产过程中要用水进行喷淋。为 防止压榨法生产过程中精油黏稠液 （乳胶液） 的生 成，常在喷淋水中加入少许水溶性电解质 （如硫酸钠 等），其质量分数为 0.2%~0.3%；还要用碳酸氢钠或 乙酸，使喷淋液的 pH 值控制在 7~8 或 6~7，弱碱性 有利于抑制酶菌的活性，弱酸性可保护柑橘类精油中 的有效成分。
目前，在众多果树品种中，柑橘的种植面积及产 量居全球首位。根据 FAO 统计，近几年全球柑橘产 量约 1×108 t，种植面积约 670×104 hm2，有 2/3 的柑 橘产于北半球，1/3 的柑橘产于南半球[1， 2]。我国的柑 橘加工业已发展并逐渐成熟，2004 年我国柑橘的种植
面 积 为 163 ×104 hm2， 居 世 界 第 1 位 ， 柑 橘 产 量 1 495.8×104 t[3， 4]，仅次于巴西 （2 059.4×104 ）t ，首次 超过美国 （1 490.8×104 ）t ，成为世界第二大柑橘生产 国。我国柑橘资源十分丰富，因此柑橘废弃物的利用 更是迫在眉睫。
2009 年第 5 期
赵文红，等：柑橘类精油提取技术的研究进展
·19·
类 、 醛 类 和 酯 类 组 成 ， 主 要 成 分 是 d- 柠 檬 烯 （d- Limonene），在食品工业、日化工业上运用得相当 广泛，是一种非常重要且广受欢迎的天然香料。据文 献报道，柑橘香精油具有使人体中枢神经镇静的功效 和减轻应激性的作用，其中所含的微量香豆素有明显 的抗癌功效。柑橘香精油还具有祛痰、止咳、促进肠 胃蠕动、促进消化液分泌及消炎抗菌等作用。柑橘果 皮香精油也可作为食品或化妆品的香料。
柑橘是世界上分布较广和产量较高的水果之一， 原产于热带、亚热带雨林地区，性喜温暖潮湿的气 候。柑橘果实色、香、味兼优，鲜食和加工兼宜，经 济价值很高，不仅富含糖和各种矿物质，还含多种维 生素，其中尤以 VC 最多。
柑橘果皮是柑橘深加工后的副产物，如将果皮填 埋或加工成饲料来处理，效果均不理想，而且商业意 义不大。因此世界上许多国家就如何利用柑橘废弃物 进行了大量探索和研究。柑橘副产物加工的重要途径 之一便是精油的提取，这不仅充分利用了柑橘副产 物，避免了资源损失，同时还开拓了新的市场，创造 了价值。柑橘果皮中含有香精油、纤维素、橙皮色 素、果胶、橙皮苷等，这些物质在食品、化妆品和医 药工业中都有重要的应用。
Guangzhou，Guangdong 510225，China） Abstract：Each production extraction process method of the citrus essential oil at home and abroad was summarized，including the traditional steam distillation and cold- squeeze， as well as the organic solvent soaks， the supercritical carbon dioxide extraction method. Compared with each method's technological requirement，the mechanism and obtained fragrant volatile oil's extraction rate and the fragrance ingredient were studied，the extraction technology prospect of citrus fruits essential oil were proposed based on the above content. Key words：citrus；essential oil；steam distill；cold- squeeze；organic impregnant；supercritical fluid extract
柑橘精油的提取工艺为：先用破碎机将原料粉碎 成 3~5 mm 的细粒，即可放入蒸馏装置内提取精油； 水分子容易向果皮细胞组织中渗透，置换出香精油， 使精油向水中扩散，在水蒸气作用下形成油水共沸物 同时蒸出，蒸馏出的油水混合物，静置后分离出油 层，即可得到橘皮精油。
在陈志慧的研究中，柑橘最佳破碎粒度为 4 mm， 用挥发油提取器提取橘皮油，提取完全时间为 1.5 h， 加Leabharlann Baidu质量分数为 3％的 NaCl，可提高出油率 20％。
水蒸气蒸馏法用于柑橘皮中精油的提取，设备简 单、容易操作、成本低，出油率较高，可达到 1.2% ~2.1% [9]。 实 验 中 所 采 用 的 水 蒸 汽 蒸 馏 为 水 中 蒸 馏 ， 蒸馏均匀、一致、完全，而且水油冷凝液较快进入冷 凝器，因此所得精油品质较好，有较佳的气味，其香 气接近于鲜橙果香，色泽为黄色液体，蒸馏后的果皮 可以继续用来提取果胶物质。
进行了展望。
关键词：柑橘；精油；蒸馏法；冷榨法；溶剂浸提；超临界流体萃取法
中图分类号：TS225.6；S666
文献标志码：A
Research on Extraction Technology of Citrus Essential Oil
Zhao Wenhong，*Bai Weidong，Bai Siyun，Cai Peidian （College of Light Industry and Food，Zhongkai University of Agricultural and Engineering，
2 柑橘精油的提取方法及工艺
2.1 水蒸气蒸馏法 2.1.1 蒸馏法原理与工艺
蒸馏法是一种传统的方法，分为水上蒸馏、水中 蒸馏和直接蒸气蒸馏 3 种。其原理是水分子向果皮细 胞组织中渗透，置换出香精油，在水蒸气作用下，形 成的油水共沸物同时被蒸馏出来，此过程同时存在 3 种不同的作用，即扩散、水解和热解作用。柑橘皮 精油具有沸点低、密度小、可随水蒸气挥发等特点， 可利用这些特点用蒸馏法提取。
赵文红，* 白卫东，白思韵，蔡培钿
（仲恺农业工程学院 轻工食品学院，广东 广州 510225）
摘要：综述了国内外提取柑橘类精油的工艺方法 （包括传统的水蒸气蒸馏法、冷榨法、有机溶剂浸提法，CO2 超临界 萃取法） 和作用机理，以及提取所得香精油的出油率及香气成分，并在此基础上对我国柑橘类精油提取技术的前景
由于操作温度较高，会引起精油中热敏性化合物 的热分解和易水解成分的水解，降低了精油品质，造 成馏分损失，并且柑橘油在高温下易水解生成新的杂
质，水解和热解作用是不利因素。加热方式、蒸馏速 度、破碎度、浸泡度、添加剂、操作温度等工艺条件 对出油率均有影响。 2.2 冷榨法 2.2.1 冷榨法的原理与工艺
收稿日期：2009- 02- 09 基金项目：广东省科技攻关项目 （2005B20401014；2006B20701007）。 作者简介：赵文红 （1966- ），女，甘肃人，高级工程师，研究方向：食品研究与开发。
* 为通讯作者：白卫东 （1967- ），男，河南人，教授，研究方向：香精香料的开发与研究。 E- mail：whitebai2002@yahoo.com.cn。
李建敏的研究中，柑橘破碎粒度为 2~3 mm，加 入质量分数 3％的 NaCl，蒸馏 120 min，收集馏分， 油水分离，采取常压静置，再进行离心分离，可除去 大部分杂质，在精油中加入无水乙醇和无水硫酸钠， 置于冰箱中 24 h，进行深度纯化，得到橘属精油， 水蒸气蒸馏鲜橘皮的得油率为 2.0％；水蒸气蒸馏干 橘皮的得油率为 2.6％[8]。 2.1.2 蒸馏法的优点及存在问题
柑橘精油的主要成分是萜烯类、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 95％以上是萜烯类和倍半萜烯类化合物， 虽然含氧化合物占的比例很小，但却是柑橘精油香气 的主要来源 。 [11] 萜烯类化合物很容易因加工 （如蒸 馏、蒸发及贮存） 不当而导致氧化及酶促反应，产生 香芹酮、香芹醇等异味物，从而使精油品质下降，并 缩短货架期。因此生产上需要进一步浓缩香精，以脱 除萜烯类化合物，这样不仅可提高柑橘油的风味强 度，而且由于萜烯类浓度下降而提高了产品的稳定性 和溶解性。同时也由于产品体积的减小，可降低贮存 和运输费用。
从果皮上或碎皮上冲洗下来的油水混合液，都要 经过粗滤和细滤。粗滤多数采用连续旋转式圆筛过滤 器，铜网网眼一般为 24~60 目，而细滤铜网网眼则 为 80~120 目。经过滤后，有时还需要通过多级隔板 式沉降槽进行沉降，使其成为果胶盐类物质而逐渐沉 降下来。经过过滤或沉降后的油水混合液，还须经高 速离心分离后才能获得精油。高速离心分离机转速为 6 000 r/min。经过高速离心分离后得到的精油需要置 于 5~10 ℃低温处静置一段时间，使水和杂质充分沉 淀下来，静置后分离出水和沉淀物，再经减压过滤除 去细小的悬浮杂质，便可得到精油产品。得到精油产 品后，还需要对榨磨后的果皮进行处理，对精油除 萜。 2.2.2 冷榨法的优缺点
与水蒸气蒸馏法相比，冷榨法由于在室温下操 作，未经热处理及精油中含有天然抗氧化物 （如酚类
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农产品加工·学刊
2009 年第 5 期
物质），因此有较佳的气味，其香气更近于鲜橘果香， 色泽为淡黄色液体，成分中含有较多醇类和较少柠檬 醛。但此法所得产品纯度低，可能含有水分、叶绿 素、黏液质及细胞组织等杂质而呈混浊状态，同时很 难将挥发油完全压榨出来，出油率较低，为 1.0%~ 1.6%。 2.3 超临界流体萃取法 2.3.1 超临界流体萃取法的原理与工艺
1 柑橘精油
精油在商业上称为“芳香油”，医药上称为“挥 发油”，是一类重要的天然香料，是采用蒸馏、压榨、 萃取 （浸提） 或吸附等物理方法从芳香植物的花、 草、枝、皮、根、茎、果实、种子等分泌物中提取出 来的具有一定香气和挥发性的油状物质[5]。
柑橘皮香精油可通过蒸馏法、浸提法、热榨法、 冷榨法及超临界萃取法来制备，属柑橘类芳香型挥发 性油，常被应用在碳酸饮料、冰淇淋、蛋糕、香料等 食品和制药工业上。香柠檬油、白柠檬油、橙油、柠 檬油、柚子油等均属于柑橘类精油。柑橘皮的油胞中 含丰富的香精油，为果皮鲜质量的 0.5％~2.0％。柑 橘精油具有令人愉悦的独特芳香风昧，由萜烯类、醇
农产品加工·学刊
第 5 期(总第 172 期) 2009 年 5 月
农产品加工·学刊 Academic Periodical of Farm Products Processing
文章编号：1671- 9646 ( 2009 ) 05- 0018- 04
2009 年第 5 期
No.5 May.
柑橘类精油提取技术的研究进展
从柑橘植物的果皮中提取精油，目前大多以压榨 或冷压法制得[10]。柑橘类果皮中精油位于外果皮的表 层，含精油的油囊直径一般可达 0.4~0.6 mm，由较 大、无管腺、周围无色壁、有退化的细胞堆积包围而 成。如果不经破碎，无论减压或常压，油囊都不易破 裂，精油不易流出。但橘皮在水中浸泡一定时间后， 取出用手挤压，会有一股橘油喷射而出，这是因为水 能渗入油囊中，使油囊内压增加，施加外压能使油囊 破裂，从而精油射出。因此，榨磨法的基本原理，就 是利用有尖刺的突起物刺伤橘皮外果皮，使油囊破裂 而释放出精油来。用适量的喷淋水液把精油从该组织 中洗脱下来，再通过筛网过滤与沉降，用转速为 6 000 r/min 的高速离心机分离，从而获得柑橘精油； 还可采用溶剂萃取、真空分馏脱萜而得到脱萜柑橘精 油。
原料选择必须是新鲜无霉烂的柑橘果皮。预处理 时先用清水浸泡，然后用浸泡剂 （过饱和石灰水浸 泡） 浸泡，果皮与浸泡剂的质量比约为 1∶4，浸泡 时间 12~20 h。用清水洗去残留在果皮表面上的浸泡 剂，使 pH 值为 7~8，接着进行均匀、衡量、连续或 间歇的加料压榨。在生产过程中要用水进行喷淋。为 防止压榨法生产过程中精油黏稠液 （乳胶液） 的生 成，常在喷淋水中加入少许水溶性电解质 （如硫酸钠 等），其质量分数为 0.2%~0.3%；还要用碳酸氢钠或 乙酸，使喷淋液的 pH 值控制在 7~8 或 6~7，弱碱性 有利于抑制酶菌的活性，弱酸性可保护柑橘类精油中 的有效成分。
目前，在众多果树品种中，柑橘的种植面积及产 量居全球首位。根据 FAO 统计，近几年全球柑橘产 量约 1×108 t，种植面积约 670×104 hm2，有 2/3 的柑 橘产于北半球，1/3 的柑橘产于南半球[1， 2]。我国的柑 橘加工业已发展并逐渐成熟，2004 年我国柑橘的种植
面 积 为 163 ×104 hm2， 居 世 界 第 1 位 ， 柑 橘 产 量 1 495.8×104 t[3， 4]，仅次于巴西 （2 059.4×104 ）t ，首次 超过美国 （1 490.8×104 ）t ，成为世界第二大柑橘生产 国。我国柑橘资源十分丰富，因此柑橘废弃物的利用 更是迫在眉睫。
2009 年第 5 期
赵文红，等：柑橘类精油提取技术的研究进展
·19·
类 、 醛 类 和 酯 类 组 成 ， 主 要 成 分 是 d- 柠 檬 烯 （d- Limonene），在食品工业、日化工业上运用得相当 广泛，是一种非常重要且广受欢迎的天然香料。据文 献报道，柑橘香精油具有使人体中枢神经镇静的功效 和减轻应激性的作用，其中所含的微量香豆素有明显 的抗癌功效。柑橘香精油还具有祛痰、止咳、促进肠 胃蠕动、促进消化液分泌及消炎抗菌等作用。柑橘果 皮香精油也可作为食品或化妆品的香料。
柑橘是世界上分布较广和产量较高的水果之一， 原产于热带、亚热带雨林地区，性喜温暖潮湿的气 候。柑橘果实色、香、味兼优，鲜食和加工兼宜，经 济价值很高，不仅富含糖和各种矿物质，还含多种维 生素，其中尤以 VC 最多。
柑橘果皮是柑橘深加工后的副产物，如将果皮填 埋或加工成饲料来处理，效果均不理想，而且商业意 义不大。因此世界上许多国家就如何利用柑橘废弃物 进行了大量探索和研究。柑橘副产物加工的重要途径 之一便是精油的提取，这不仅充分利用了柑橘副产 物，避免了资源损失，同时还开拓了新的市场，创造 了价值。柑橘果皮中含有香精油、纤维素、橙皮色 素、果胶、橙皮苷等，这些物质在食品、化妆品和医 药工业中都有重要的应用。
Guangzhou，Guangdong 510225，China） Abstract：Each production extraction process method of the citrus essential oil at home and abroad was summarized，including the traditional steam distillation and cold- squeeze， as well as the organic solvent soaks， the supercritical carbon dioxide extraction method. Compared with each method's technological requirement，the mechanism and obtained fragrant volatile oil's extraction rate and the fragrance ingredient were studied，the extraction technology prospect of citrus fruits essential oil were proposed based on the above content. Key words：citrus；essential oil；steam distill；cold- squeeze；organic impregnant；supercritical fluid extract
柑橘精油的提取工艺为：先用破碎机将原料粉碎 成 3~5 mm 的细粒，即可放入蒸馏装置内提取精油； 水分子容易向果皮细胞组织中渗透，置换出香精油， 使精油向水中扩散，在水蒸气作用下形成油水共沸物 同时蒸出，蒸馏出的油水混合物，静置后分离出油 层，即可得到橘皮精油。
在陈志慧的研究中，柑橘最佳破碎粒度为 4 mm， 用挥发油提取器提取橘皮油，提取完全时间为 1.5 h， 加Leabharlann Baidu质量分数为 3％的 NaCl，可提高出油率 20％。
水蒸气蒸馏法用于柑橘皮中精油的提取，设备简 单、容易操作、成本低，出油率较高，可达到 1.2% ~2.1% [9]。 实 验 中 所 采 用 的 水 蒸 汽 蒸 馏 为 水 中 蒸 馏 ， 蒸馏均匀、一致、完全，而且水油冷凝液较快进入冷 凝器，因此所得精油品质较好，有较佳的气味，其香 气接近于鲜橙果香，色泽为黄色液体，蒸馏后的果皮 可以继续用来提取果胶物质。
进行了展望。
关键词：柑橘；精油；蒸馏法；冷榨法；溶剂浸提；超临界流体萃取法
中图分类号：TS225.6；S666
文献标志码：A
Research on Extraction Technology of Citrus Essential Oil
Zhao Wenhong，*Bai Weidong，Bai Siyun，Cai Peidian （College of Light Industry and Food，Zhongkai University of Agricultural and Engineering，
2 柑橘精油的提取方法及工艺
2.1 水蒸气蒸馏法 2.1.1 蒸馏法原理与工艺
蒸馏法是一种传统的方法，分为水上蒸馏、水中 蒸馏和直接蒸气蒸馏 3 种。其原理是水分子向果皮细 胞组织中渗透，置换出香精油，在水蒸气作用下，形 成的油水共沸物同时被蒸馏出来，此过程同时存在 3 种不同的作用，即扩散、水解和热解作用。柑橘皮 精油具有沸点低、密度小、可随水蒸气挥发等特点， 可利用这些特点用蒸馏法提取。
赵文红，* 白卫东，白思韵，蔡培钿
（仲恺农业工程学院 轻工食品学院，广东 广州 510225）
摘要：综述了国内外提取柑橘类精油的工艺方法 （包括传统的水蒸气蒸馏法、冷榨法、有机溶剂浸提法，CO2 超临界 萃取法） 和作用机理，以及提取所得香精油的出油率及香气成分，并在此基础上对我国柑橘类精油提取技术的前景
由于操作温度较高，会引起精油中热敏性化合物 的热分解和易水解成分的水解，降低了精油品质，造 成馏分损失，并且柑橘油在高温下易水解生成新的杂
质，水解和热解作用是不利因素。加热方式、蒸馏速 度、破碎度、浸泡度、添加剂、操作温度等工艺条件 对出油率均有影响。 2.2 冷榨法 2.2.1 冷榨法的原理与工艺
收稿日期：2009- 02- 09 基金项目：广东省科技攻关项目 （2005B20401014；2006B20701007）。 作者简介：赵文红 （1966- ），女，甘肃人，高级工程师，研究方向：食品研究与开发。
* 为通讯作者：白卫东 （1967- ），男，河南人，教授，研究方向：香精香料的开发与研究。 E- mail：whitebai2002@yahoo.com.cn。