柑橘精油提取及其应用研究进展

柑橘精油提取及其应用研究进展

姓名：任泽文学号：20161100033 班级：硕士19班

摘要：柑橘精油提取自柑橘属植物的果实，是常用的天然香料之一。研究表明柑橘精油具有抑菌、抗氧化等作用。文章就其提取方法等方面的相关研究进行了综述。

关键词：柑橘；精油；提取；抑菌；抗氧化

植物精油是植物体内的次生代谢物质，由分子量相对较小的简单化合物组成，具有一定芳香气味，在常温下能挥发的油状液体物质。植物精油是植物体内的次生代谢物质，由分子量相对较小的简单化合物组成，具有一定芳香气味，在常温下能挥发的油状液体物质。植物精油所含化学成分比较复杂，按化学结构可分为脂肪族、芳香族和萜类3大类化合物以及它们的含氧衍生物，如醇、醛、酮、酸、醚、酯、内酯等，此外还有含氮和含硫的化合物。植物精油含量较为丰富的植物有：伞形花科、唇形花科、菊科、芸香科、柏科、木兰科、樟科、姜科、桃金娘科、龙脑香科和禾本科等。它们大多存在于植物体的特殊分泌组织中，如薄荷的腺毛、小茴香的油管、橘皮和丁香的油室、肉桂和姜的油细胞等[1]。植物精油是一类天然添加剂, 具有着色、抗菌消炎、防腐、抗氧化、抗肿瘤等作用,并能改善食品异味, 赋予香气。因此, 植物精油被广泛应用在肉制品、果蔬制品、乳制品、水产品、焙烤制品等食品行业中。另外，因植物精油具有其独特的组成和生物活性，所以在医药、抗菌、化妆品、食品添加剂等方面也有广泛的用

途。柑橘是芸香科植物柑橘属的总称，包括橙子、柚子、蜜橘、椪柑等，其外果皮、花朵及叶片中均含以橙花醇（单萜类化合物）为主的香精油，外果皮含香精油量最高。橘皮精油芳香宜人，是最常用的天然香料之一，主要用来调配食用香精，并用在香水、牙膏、香皂等日用品中，研究表明柑橘精油具有抑菌、抗氧化等作用[2-5]。

1 含精油柑橘植物种类

目前我国对柑橘精油的研究表明，多种柑橘属植物的外果皮中均含有精油组分，其中包括不同品种柚子，如成熟的琯溪蜜柚（福建平和县）、沙田柚（广西桂林平乐县）、玉环柚（浙江台州玉环县）、常山胡柚（浙江衢州常山县）、脆香甜柚果实（四川南充南部县）等，在上述柚类果实中均能提取获得精油组分[6]。另外，在对香橼的研究中也发现有精油成分[7]。以上对多种不同芸香科柑橘属植物果实中果皮精油的提取表明，该属植物的果实中的绝大部分品种均含精油。

2 柑橘精油提取方法研究进展

植物精油的提取方法有多种，目前常用水蒸气蒸馏法、冷榨法、微波辐射法、有机溶剂浸提法、超临界流体萃取法、快速萃取法等多种方法[8]。

2.1 水蒸气蒸馏法

水蒸气蒸馏是一种应用广泛的植物精油提取方法，可分为水上蒸馏、水中蒸馏和直接蒸气蒸馏 3 种，利用水蒸气分子向植物细胞中进行渗透，置换出其中的精油，在水蒸气作用下形成油水共沸物同时被蒸馏出来，随后精油被冷凝分离。此种方法目前已在多种柑橘类植

物精油的提取上获得了广泛应用，取得了良好效果[9-10]。

2.2 超临界萃取法

目前超临界提取技术已经应用在多种植物有效成分提取的研究上，均取得了良好的效果。目前已有研究表明，蒸馏萃取法与有机溶剂萃取法萃取柑橘类精油相比，超临界CO2 萃取技术具有萃取时间短、选择性好、萃取率高、无溶剂残留等优点[11-12]。除上述实验条件下的超临界提取研究，目前也有中试条件下柑橘类精油超临界提取的应用，中试工艺的确定进一步保证超临界CO2 萃取技术在橘皮精油和色素生产中的运用[13]。超临界流体萃取法工艺比较简单、温度低、萃取选择性强、无溶剂残留，可以得到香气比较纯正，性能比较优良的柑橘精油，具有很好的应用前景。

2.3 微波及超声波辅助提取技术

微波提取辅助技术具有有机溶剂残留低等优点，采用微波—水蒸气蒸馏法结合并选用不同添加剂来辅助橘皮精油能得到良好的效果；研究结果表明，微波—水蒸气蒸馏法提取柑橘精油比传统的水蒸气蒸馏法出油率更高[14]。另外，也有研究采用微波与超临界CO2 萃取联用提取橘皮精油[15]。采用超声波辅助水蒸气蒸馏法所获得的精油质量好，而且蒸馏后的果皮可以继续用来提取果胶物质。还可以通过控制超声波处理的时间，既可充分利用“超声效应” ，又可防止水中含有的果胶量增加而产生乳化作用，有利于油水的分离。该法工艺简单，成本低，同时可提高椪柑加工产生的固体废弃物的利用率[16]。

3 柑橘类植物精油成分分析

通过对金柚、锦橙、琯溪蜜柚、沙田柚等柑橘类精油样品的气质连用（GC-MS）成分分析表明，不同种类柑橘精油成分有一定的差异，但均含有单萜类、萜烯类、倍半萜和酯类等几种常见组分。大部分研究表明萜烯烃类物质是柑橘精油含量最高的组成部分，醛类和醇类的含量其次，酯类含量较低。精油中比例较小的高级醇类、醛类、酮类及酯类等含氧化合物是柑橘精油香气的主要来源[6,17-20]。而采用固相微萃取-气质联用技术（GC-MS）对锦橙果皮的香气成分分析表明，其精油中共含有72 种香气成分，主要香气成分的相对质量分数是：D- 柠檬烯、β- 月桂烯、芳樟醇、桧烯、香叶醛、橙花醛、α- 蒎烯、癸醛，主要的香气成分是萜烯类化合物[21]。此外，通过对蒸馏法与溶剂萃取法提取金柚果皮精油成分的比较分析研究表明，精油的成分及相对含量都存在一定的差异[22]。除上述对柑橘精油的成分研究以外，目前还针对柑橘精油中的抗癌成分的提取也进行了深入研究，研究结果表明SP70 大孔吸附树脂分离纯化葡萄柚精油中的橙油素较为适合，并对所得橙油素晶体采用差示扫描量热仪（DSC）、紫外吸收光谱（UV）、红外吸收光谱（IR）、电喷雾质谱（ESI-MS）进行定性分析，分析结果与橙油素标准品相符合。进一步采用高效液相色谱（HPLC）对所得晶体进行定量分析，结果表明所得晶体中橙油素的质量分数可达85% [23]。

4 柑橘类植物精油的作用

4.1 柑橘类植物精油的抑菌作用

精油类物质具有良好的抑菌活性，柑橘精油也是一种安全有效的

天然抗菌剂，在抑制食品有害菌污染方面具有较高的研究价值。目前已有研究表明，柑橘精油对食品中常见微生物如大肠杆菌（Escherichia coil）、金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）、枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）、活性干酵母（Saccharomyces sp）、黑曲霉（Aspergillus niger）等多种菌种均有良好的抑制效果[2-5]。

4.2 柑橘类植物精油的抗氧化作用

人体补充抗氧化物质，有利于减少自由基的产生，并能够消除自由基的存在，可减缓人体衰老。目前对抗氧化物质的研究多集中在黄酮类、酚类等多种植物次生代谢产物上，精油的抗氧化性也有相关研究。对柑橘类精油抗氧化研究表明，在不同体外抗氧化性评价体系下，柑橘精油具有较好的抗氧化性，在药品、化妆品领域具有一定的应用价值[24-25]。

4.3 柑橘类植物精油的杀虫作用

精油对杀虫剂的替代研究近年来国内外也多有涉及，与传统的合成杀虫剂相比具有低毒、低残留、对环境影响小等优点，可用于农作物的生物害虫的无公害防治[26]；目前对橘皮精油的杀虫效果研究表明其对酪蝇具有一定的杀灭作用[27]，而且柑橘类精油对天然除虫菊素有一定的增效活性[28]。

5 总结与展望

柑橘类植物的果实大多含有精油类成分，植物精油是一类很重要的天然香料，具有抗菌、防腐、抗氧化等作用, 可用于食品及化妆品工业。我国是仅次于巴西和美国的第三大柑橘生产国，柑橘在鲜食或