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芳香油
來源:互聯網

芳香油(英文名:essential oils )是植物體內一種代謝過程中的次生物質,是從植物的根、莖、葉、枝、干、花、果、籽以及分泌出的沒藥樹、樹膏中提取的具有特征性香氣的油狀物質,也稱為揮發油、精油。

芳香油的歷史可以追溯到5000年前的炎帝,17至18世紀,隨著顯微技術的進步,產生芳香油有關的植物分泌結構逐漸被認知。19世紀以后,芳香油的化學組成逐漸被鑒定出來,對芳香油的提取方法也有了改進和提高。芳香油由不同類的化學分子組成,主要包括萜烯內酯吡嗪、醚類、酯類和其他分子。芳香油在常溫下通常是透明、流動的液體,顏色從無色到黃色、綠色或棕色不等。芳香油能隨水蒸氣蒸出,易溶于多種揮發性有機溶劑如苯、乙醇等,具有一定的溶解能力,能溶解各種蠟、沒藥樹礦物油等物質。芳香油是可燃液體,質量易受光、潮氣和空氣影響而導致變質。

芳香油被廣泛應用于國產日化品牌、醫藥、化妝品和食品等行業。如肉桂精油、檸檬精油等多用于護膚產品及藥用按摩中。在食品行業中,部分芳香油被用作食品添加劑,以優化食品的味道。

研究歷史

早在5000年前炎帝就發現了植物的“芳香性”,大約在3000年前人們就發明了原始的蒸餾器以提取植物中的芳香油,8至9世紀伊朗人開始用水蒸餾法制取芳香油。17至18世紀隨著顯微技術的進步,人們逐漸認識了與產生芳香油有關的植物分泌結構。19世紀以后,人們逐漸認識和鑒定了許多芳香油的化學組成,對芳香油的提取方法也進行了改進和提高。

1835年,羅比奎(Robigvet)首先用溶劑法提取芳香油成功,并逐漸實現產業化生產,20世紀70年代蘇聯科學家用液態CO2對芳香油的提取,逐漸發展成為超臨界萃取技術。隨著科學技術的飛速發展,對芳香油的分離鑒定也有很大的進展。如采用氣相色譜—質譜—數據系統(GC/MS/DS)聯用技術,結合薄層層析一光譜(TLC/SP)技術聯用法,能快速準確地鑒定芳香物質的化學成分。

主要分類

芳香油由不同類的化學分子組成,主要包括萜烯內酯吡嗪、醚類、酯類和其他分子。芳香油中最重要的是單萜烯倍半萜烯,芳香油獨特氣味便是由這兩種化學物質產生的。芳香油按其化學成分可分為四大類:

理化性質

物理性質

芳香油在常溫(室溫)時是易流動的、透明的、無色或帶有特殊顏色(黃色、綠色、棕色)的液體,有的還有熒光,但某些芳香油在溫度稍低時會變成固體,如大茴香油和小茴香油

芳香油幾乎不溶于水,或者溶解得極微,但也有少數芳香油成分溶于水中如玫瑰油中的苯乙醇,大多數芳香油都比水輕,但也有比水重的如香根草油、桂皮油。比水輕的稱為石腦油,比水重的稱為重油,如丁香蒲桃苯甲醛芥子油等。

芳香油能隨水蒸氣蒸出,易溶于多種揮發性有機溶劑如苯、乙醇乙醚以及丙酮中,還能溶于乙二醇。芳香油具有一定的溶解能力,能溶解各種蠟、沒藥樹礦物油、脂肪以及樹膠等物質。

化學性質

光、潮氣和空氣對芳香油質量有不利影響,會促進芳香油的氧化樹脂化、聚合,并使香氣變劣。當過多水分存在時,芳香油中的成分將易于水解,異構化,使芳香油質量下降。芳香油是可燃液體,一般芳香油的燃點均在45~100℃,柑橘油、檸檬油為47~48℃,香根草油比較高為130℃,一般芳香油屬于三級易燃危險品。

芳香油在常溫下是油狀液體,少數揮發油如加拿大薄荷樟油等冷卻后可析出結晶性固體,稱為“腦”如薄荷腦樟腦。析出結晶后的油稱為“脫腦油”。

芳香油的組成成分中大多數含有烯烴化合物,具有不對稱,所以幾乎都具有旋光性。由于芳香油的組成成分絕大多數是烯類,因此化學性質也是烯的性質,易被氧化形成氧化物

分布情況

芳香油主要從植物的根、莖、葉、枝、干、花、果、籽以及分泌出的沒藥樹、樹膏中提取出來的。芳香油在植物的油腺、腺毛、腺表皮和蜜腺等中形成,后逐漸分泌出來,主要是由某些植物細胞合成,并把它們排出體外、細胞外或積累于細胞內的分泌結構產生。

相關作用

植物的腺表皮分泌的芳香油有一定的芳香,并有利于粘住花粉和控制花粉萌發的作用,如碧冬茄(Petunia hybrida),漆樹(Rhus verniciflua)等;而許多食蟲植物的腺毛能分泌芳香性的蜜汁,可以引誘昆蟲;蜜腺分泌有香味的蜜汁,可以招引昆蟲以利傳粉,如烏桕(Sapium sebiferum),一品紅(大戟屬 pulcherrima) 等。

影響因素

植物種類

芳香油雖然在植物體內普遍存在,但因種類不同其含量有較大差別。如松科(Pinaceae)、柏科(Cupressaceae)、蕓香科(Rutaceae)、唇形科(Labiatae)、桃金娘科(Myrtaceae)、傘形科(Umbelliferae)、薔薇科(Rosaceae)及木蘭科等。

植物器官

同一植物的芳香油在植物體內并非均衡分布,而多集中分布于花、果、葉、根、莖或種子等某些器官。如鳶尾屬植物的芳香油集中分布于根部和塊莖內;松、柏科以莖干中含量較高;茉莉花、桂花以花中含量較高;而茴香茴香屬 japonicum)、芫荽(Coriandrum sativum)則以果實含量最高。

環境因子

同種植物生長在不同的環境中芳香油的含量不同,這與不同環境給細胞合成芳香油所提供的營養元素有關。另外,環境溫度、濕度的適宜性也影響著合成速度的快慢。如四川省藿香(Agastache rugosus)的主產地,川產藿香的芳香油含量也高于其他地區。

分泌方式

就分泌方式而言,以內分泌為主的植物,因其芳香油不排出體外,不易散發和流失,故含量較高。而以外分泌方式為主的植物,因其芳香油排出體外,散發于空氣之中,雖易于聞到,但體內基礎含量卻相對較少。

提取方法

蒸餾法

蒸餾法的原理是通過加熱,使植物油腺細胞中所含的芳香油滲出,與水一同汽化變成蒸氣,再經過冷凝,即形成油和水的混合物,最后經過油水分離器將芳香油分離出來。蒸餾法又分為水上蒸餾、水中蒸餾和水蒸氣蒸餾三種,適用于提取花、葉、根、莖等部位的芳香油。

水上蒸餾又叫隔水蒸餾,是先在蒸餾鍋中加入一定量的清水,再放上蒸墊。蒸墊不接觸到水,以離水面5~6寸為宜。然后把原料放在蒸墊上,裝料時要松緊適當、均勻,靠近鍋周圍處要略微壓緊,中部凸起,呈饅頭狀。然后加熱,加熱時先用猛火使鍋內水很快沸騰,待冷凝器下口有油水混合液流出時,火力放平穩,待蒸餾快結束時,再加大火力。

水中蒸餾又叫泡蒸,是將原料直接浸入蒸餾的水里,加蓋密封,然后燒水蒸煮,一直蒸到餾液澄清,不再浮有油花時為止。

水蒸氣蒸餾是利用水蒸氣管直接向蒸餾鍋中噴出水蒸氣,也可以用水蒸氣加熱蒸餾鍋中的清水,由蒸餾鍋中產生蒸汽,進行蒸餾。

浸提法

浸提法是一種利用有機溶劑處理提取芳香油的方法,主要適用于從鮮花類如桂花、茉莉花、玫瑰花中提取芳香油。常用的有機溶劑是沸點為60-70℃的石油醚。具體操作程序是:在石油醚中加入5%的礦物油,加熱蒸餾回收,倒入能密閉的容器中。然后把花蕾放進去浸泡約90分鐘,倒出浸泡液;再倒進新的經過處理的石油醚,重新浸泡60分鐘。將兩次浸泡液混合在一起,放在750一760毫米水銀柱下進行減壓蒸餾,回收石油醚,回收時可以加入2%的無水酒精,以便于石油醚被回收干凈。

壓榨法

壓榨法是利用專門的壓榨機將植物果皮內的精油壓榨出來,然后經過分離、過濾等工序,將芳香油提取出來,適合于從柑橘屬、檸檬、柚子等果實類的果皮中提取芳香油。

吸附法

在芳香油的提取中,吸附法應用較蒸餾法、浸提法少。芳香油生產所應用的吸附多為物理吸附,是由分子間引力所引起的,無選擇性而且可逆,吸附為自動發熱過程,吸附多為多分子吸附,吸附劑本身不發生變化,通過脫附,就能回收芳香油,而且芳香油的質量不會發生改變。常用的吸附劑有硅膠、活性炭等。吸附法分三種:脂肪冷吸法、油脂溫浸法、吹氣吸附法。

脂肪冷吸法是先將脂肪基涂于方框的玻璃板的兩面,隨即將花蕾平鋪于每框涂有脂肪基的玻璃板上,鋪了花的框子應層層疊起,木框內玻璃板上的鮮花直接與脂肪基接觸,脂肪基就起到吸附作用。每天更換一次鮮花,直至脂肪基中芳香物質基本上達到飽和時為止。然后將脂肪基從玻璃板上刮下,即得冷吸脂肪。

油脂溫浸法是將鮮花浸在溫熱的精煉過的油脂中,經一定時間后更換鮮花,直至油脂中芳香物質過飽和時為止,除去廢花后,即得香花香脂。

吹氣吸附法是利用具有一定濕度的空氣和風量均勻地鼓入一格格盛裝鮮花的花篩中,從花層中吹出的香氣,進入活性炭吸附層,香氣被活性炭吸附達飽和時,再用溶劑進行多次脫附回收溶劑,即得吹附芳香油。

超臨界提取法

超臨界流體萃取是一種是利用流體(溶劑)在臨界點附近某一區域(超臨界區)內,它與待分離混合物中的溶質具有異常相平衡行為和傳遞性能、且它對溶質溶解能力隨壓力和溫度改變而在相當寬的范圍內變動這一特性而達到溶質分離的一項技術。利用這種所謂超臨界流體作為溶劑,可從多種液態或固態混合物中萃取出待分離的組分。

固相微萃取法

固相微萃取通常以熔融石英光導纖維為基體支持物,依據“相似相溶”的原理,在其表面涂漬不同性質的有機高分子化合物固定相薄層,通過直接或頂空方式,對待測物進行提取、富集、進樣和解析。該技術操作方便,耗時短,無須添加任何有機溶劑,避免了對環境的二次污染,但無法高效徹底分離一些極性差異不明顯的物質,且裝置價格昂貴,普適性不高。

酶提取法

酶提取法是一種生物提取方法,利用細菌和酵母菌等微生物合成纖維素酶和果膠酶,在酶的作用下,降解植物原料中的纖維素和果膠,破壞植物細胞壁,使細胞內成分溶解于溶劑中。其特點是基于酶催化的高效專一性,有效提高了芳香油的提取率。

無溶劑微波提取法

無溶劑微波提取法是一種將微波加熱和常壓干餾相結合的新技術。在微波的作用下,通過植物體內的原位水變成水蒸氣后與芳香油一起餾出,再通過分離得到芳香油。此法與水蒸氣蒸餾法相比,減少了用水量,有助于減少能源使用和后續油水分離。該方法是一種新型、綠色的芳香油提取技術,主要優點是無須添加水或溶劑、提取速度快、芳香油損失少及清潔環保。

超聲輔助提取技術

超聲輔助提取技術是在芳香油提取中采用超聲波進行輔助,一方面,在超聲波空化作用的影響下,提高芳香油的溶出速度;另一方面,利用超聲波的機械振動、乳化、化學效應等次級效應,提升芳香油與溶劑的混合效果,加快芳香油溶入溶劑的速度。

應用現狀

芳香油具有抗菌、抗病毒等特性,被廣泛應用于國產日化品牌、醫藥、化妝品和食品等行業。多數芳香油對人體有著較大益處,也容易被人體吸收,如肉桂精油、檸檬精油等多用于護膚產品及藥用按摩中。有些芳香油被用于食品保鮮,在食品行業中,部分芳香油還被用作食品添加劑,以優化食品的味道。此外芳香油可以用來制成適當的劑型,富含植物療效成分,采用芳香療法后,能夠通過人體的淋巴循環、呼吸系統等進入體內,從而發揮其療效,對人體產生有益作用。

參考資料 >

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