水蒸气蒸馏法

柚子皮中提取香精酯

摘要：柚子（CitrusgrandisL.Osbeck）为芸香科柑橘亚科柑橘属水果，其化学成分包括黄酮类物质、芳香油、色素、膳食纤维等。从柚子皮中提取香精酯的方法目前包括有：水蒸气蒸馏法、微波萃取法、溶剂浸取法、压榨法、超临界二氧化碳萃取法。本文以柚子皮为实验验原料，采用水蒸气蒸馏法在实验过程中控制不同的工艺参数（干燥度、破碎度、提取时间、蒸馏的温度、助剂）对香精酯质量不同影响，为以后柚子精油在日常生活中应用与发展做相应展望。

关键词：柚子皮水蒸气蒸馏法成分

前言

柚子是生活中常见的水果，口感酸甜，凉润，营养丰富，药用价值高。人们经常只食用其果肉，而丢弃果皮。其实在柚皮中也含有大量的有用物质，若能将其提取利用，不仅对资源合理利用，而且对环境也起到保护作用。柚子皮重约占柚果重的40%，柚皮中含有丰富柚皮苷、橙皮苷类柠檬苦素、胡萝卜素、果胶和香精油等，具有化痰，消食，下气等作用，含有较高的保健和药用价值。

柚皮中的香精酯即柚皮油（柚皮挥发油），是柚皮提取物的主要成分之一。它是一种混合物，主要为单萜烯、倍半萜烯和双烯或这些物质的氧化还原衍生物。其中的主要成分较明确地包括了d-烯（d-

烯是香味成分的主要“发香体”和“载香体”），还有α-蒎烯、柠檬醛、芳樟醛、癸醛、辛醛、辛醇、壬醇、α萜品醇、邻氨基苯甲酸甲酯等几十种成分。柚皮油是黄色至黄绿色液体，具有柚子的果香。同时它具有祛痰、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[1]。可作医药、食品、饮料、化妆品的香原料，广泛应用于食品、日用化工等行业。我国每年种植大量柚子，自然产生大量柚皮。

近年来已经有很多的研究人员，对柚皮油的提取进行了大量的研究，本文通过查找阅读大量的文献资料，发现柚皮油的提取有多种方法。其中有水蒸汽蒸馏法、压榨法、溶剂浸提法超临界二氧化碳萃取法、微波辐射法。不同提取方法对物质的质量影响极大，故探寻更高效可行的提取方法具有特别重要的理论和实践意义。

1柚皮的柚皮化学成分

柚子属芸香科[Rutaceac]柑橘属木本植物，形状为球形或近于梨形，呈柠檬黄色；果肉白或红色，隔分成瓣，其性寒，味甘酸。柚子变种甚多，其著名品种有文旦柚、沙田柚、坪山柚、四季抛、大红抛等。经过研究调查发现柚皮中含有丰富柚皮苷、橙皮苷类柠檬苦素、胡萝卜素、果胶和香精油等，具有较高的保健和药用价值[2]。

2香精酯的提取工艺

根据文献资料调查，从柚皮中提取挥发油有多种方法。其中传统的方法有水蒸汽蒸馏法、压榨法、溶剂浸提法等。下面是水蒸气蒸

馏法提取工艺的介绍。

中国药典规定的很多挥发油的提取都是水蒸气蒸馏法，其原理是由于水分子容易向果皮细胞组织中渗透，水置换出香精油，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。它避免了直接蒸馏的过热或焦化，随水蒸气的蒸馏，挥发油的化学结构不被破坏，故特别适合挥发油提取，是应用最广泛的一种方法。

蒸馏法工艺步骤：准确称取一定量的柚皮，切成大小不一的小块，捣烂后装入蒸馏烧瓶中。加入适量蒸馏水。加热回流，待提取器中油量不再增加时，停止加热。将水缓缓放出，即得到柚皮挥发油[ 3－4 ]。

干燥度：与新鲜果皮的得油率相比，干燥果皮的得油率较高[5]。因为干燥果皮的水分丢失较多，但新鲜果皮的香精油质量要比干燥果皮的好，香气更为自然丰满。因为正常生理状态下，香精油分子周围有一层保护膜，使其较难渗出果皮。但在干燥的过程中，保护膜由于渗透压的变化而破损，果皮中的某些易挥发性成分随着水分的蒸出而损失了一部分，某些不稳定成分还会发生变性，从而导致香精油成分发生变化，使香精油质量降低。

破碎度：适度的破碎有利于提高得油率[6]。块状果皮的得油率明显高于颗粒状果皮的得油率。其中边长小的块状果皮得油率又明显高于边长大的果皮。这是因为破碎度越高，颗粒越小，物料和溶剂接触的面积越大，香精油从物料内部扩散到固体表面所通过的距离越短，越容易被蒸出。颗粒状的果皮随着粉碎度的升高，得油率有下降的趋

势。粉碎的物料提取时会发生“冲团”现象，导致蒸发烧瓶内溶液暴沸，导致得油率下降，有时甚至造成试验失败。

提取时间：随着提取时间的延长，柚皮得油率均不断增加。提取时间超过一定时间后，得油率的增加趋于缓慢，此时的时间即为最适提取时间。资料显示，柚皮挥发油的提取时间超过90 min后，得油率的增加趋于缓慢。水蒸气蒸馏法提取柚皮香精油的最佳提取时问确定为90 min[7]。

助剂：提取时加入一定的助剂可改变果皮内外的渗透压差，改变香精油的得率。通过对氯化钠、硫酸钠、碳酸钙三种助剂对得油率的调查发现氯化钠对沙田柚果皮的得油率影响较大，得油率三者中最大[ 7]。

方法的特点：该方法设备简单、成本低、产量大、但提取时间长。

柚皮油主要以萜烯类化合物为主，共有26种，占到总量的53%。分别为十氢-1，5，5，8-四甲基-1，2，4-亚甲基奠烯、6-乙烯基-6-甲基-1-(1-甲基乙基)-3-环己烯、8-芹子烯、ａ-蒎烯、β-蒎烯、D-芋烯、1a，2，3，5，6，7，7a，7b-庚氢-1氢-环丙[e]奠烯等7种。其次为酮(4种)、醇(3种)、十一烷(2种)和萘等。分子量分别为136和204的化合物居多，可能是柚皮有香气组分的原因。另外，柚皮中还含有少量的酯、醇、酮、奠、烷烃等挥发性成分[8]。有人对胡柚皮的化学成分进行了较为系统的研究,从中较明确知道大部分化合物：如d－芋

烯等22个萜及烃类化合物，占71．57％；芳樟醇等8个醇类化合物，占5．24％；紫苏醛等2个醛类化合物，占0．22％；奴卡酮等7个酮类化合物，占6．66％；乙酸香叶酯等6个酯类化合物占，2．62％等[9]。

目前，香精酯的测定方法有红外光谱法、质谱法、气相色谱法。气相色谱法(GC)可分离挥发油中的成分，并根据已知成分的对照品作出定性和定量。近年来迅猛发展的超临界流体萃取技术(SFE)以其分离效率高、操作周期短、传质速率快、渗透能力强、蒸发潜热低等优点在中药有效成分如生物碱、挥发油、苯丙素等的提取方面得到广泛应用，对于挥发油SFE与其它色谱技术及红外光谱、质谱联用，可高效、快速地分析其中的有效成分。但GC与SFE因仪器设备昂贵、对照品来源有限及实验操作复杂等因素的限制，目前尚难普及，而且CC与SFE都不能对挥发油整体作出定量。所以在实验室中最常用的是红外光谱法，这种方法操作简便，检测所需时间短。

·讨论

通过实验，我们知道水蒸气蒸馏法所需要的设备比较简单、成本低、产量大、得油率比较高、但是所需时间比较长，而且容易堵塞玻璃管道,方法比较落后，这对柚皮挥发油的提取有极大的抑制作用。因此，如何改进提取工艺技术，改进设备条件，降低生产成本，提取出更多更纯的柚皮油，是提高柚皮油发展的重要课题.