黃天芳，祝遠(yuǎn)超,2

(1.湖北工程學(xué)院 生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖北 孝感 432000;2.湖北省天門(mén)市岳口高級(jí)中學(xué)，湖北 天門(mén) 431702)

從柑橘果皮中提取芳香油的研究

黃天芳1，祝遠(yuǎn)超1,2

(1.湖北工程學(xué)院 生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖北 孝感 432000;2.湖北省天門(mén)市岳口高級(jí)中學(xué)，湖北 天門(mén) 431702)

柑橘果皮中含有豐富的芳香油，有著廣闊的開(kāi)發(fā)利用前景。文章對(duì)影響芳香油提取的因素進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，有機(jī)溶劑的種類及用量、浸提時(shí)間及溫度和原材料的粉碎度等對(duì)柑橘果皮中芳香油的提取均有影響。采用乙醇浸提的最佳條件為：溫度約50℃，溶劑用量W/V≈1/4，原材料越碎越好。

柑橘果皮；芳香油；提取

芳香油(fragrant oils)又稱為精油(essential oils)，是植物體內(nèi)的次生性物質(zhì)，由分子量相對(duì)較小的簡(jiǎn)單化合物組成，可隨水蒸氣蒸餾，且具有一定氣味的揮發(fā)性油狀液體物質(zhì)的總稱[1]。芳香油具有芳香味，是一類重要的活性成分，臨床上除直接應(yīng)用主要含芳香油的植物外，還可應(yīng)用從中精制的芳香油，如桉葉油、薄荷油等。近年來(lái)，芳香油的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。芳香療法已在醫(yī)療、保健上得到廣泛應(yīng)用。它可以舒展緊張情緒，消除疲勞；提高智力，使反應(yīng)更靈敏；可用于解熱，促進(jìn)血液循環(huán)，預(yù)防疾病。另外，它在日用品化學(xué)工業(yè)、食品工業(yè)等方面亦占有重要的地位。芳香油還廣泛應(yīng)用于香料、食品與化妝品的生產(chǎn)。它在植物界中分布較廣，其中蕓香科柑橘屬植物如橘皮、橙皮、佛手柑等都含有豐富的芳香油。橘皮中芳香油的含量高達(dá)3.6%(芳香植物中芳香油的含量一般在1%以下)。這就毫無(wú)疑問(wèn)地對(duì)芳香油的開(kāi)發(fā)問(wèn)題提出了新的挑戰(zhàn)。目前從柑橘果皮中提取芳香油的常用方法有蒸餾法、浸提法和壓榨法。這三種方法中操作較簡(jiǎn)單的是浸提法。那么，影響柑橘果皮中芳香油浸提的因素又有哪些呢？提取的最佳條件又是什么？這些都是亟待解決的問(wèn)題。本文對(duì)影響柑橘果皮中芳香油提取的因素進(jìn)行了研究，以期找到最佳的浸提條件。

1 材料與方法

1.1實(shí)驗(yàn)材料

采用新鮮且無(wú)污染的柑橘(C.reticulataBlanco)果皮為原材料。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

浸提法是用揮發(fā)性的有機(jī)溶劑(如無(wú)水乙醇)將橘皮中的芳香成分浸取出來(lái)，使之溶解到有機(jī)溶劑中，然后蒸去溶劑。具體方法是先將新鮮且無(wú)污染的橘皮破碎，保持較低溫度以免浸出的香精油揮發(fā)，用有機(jī)溶劑在密封容器內(nèi)浸漬，時(shí)間一般是12小時(shí)左右。浸漬完畢放出浸提液，同時(shí)輕輕壓出原料中的浸液，這些擠壓出的浸液可以再次用來(lái)浸漬新的原料。如此反復(fù)浸漬3次。最后得到較濃的帶有原料色素的酒精浸提液，過(guò)濾后可作為帶酒精的芳香油保存。如果需要濃縮的芳香油，可將帶酒精的浸提液進(jìn)一步用蒸餾裝置以較低溫度將有機(jī)溶劑回收，回收的有機(jī)溶劑還能提取植物中的蠟質(zhì)和其他成分。

2 結(jié)果與分析

2.1溶劑種類對(duì)浸提產(chǎn)量的影響

將原料切碎，分成4份，每份100g，分別用400mL無(wú)水乙醇、石油醚、乙醚和丙酮4種溶劑在常溫下提取12h，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 用不同溶劑提取的芳香油的產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)表

對(duì)表1進(jìn)行方差分析，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 用不同溶劑提取的芳香油的產(chǎn)量方差分析表

由表2可看出，用上述4種溶劑提取時(shí)，其產(chǎn)量差異也達(dá)到了極顯著水平。并且由高到低的順序?yàn)椋簾o(wú)水乙醇>石油醚>乙醚>丙酮。芳香油能完全溶于無(wú)水乙醇，石油醚、乙醚和丙酮的脂溶性逐漸減弱，芳香油在其中的溶解度逐漸減小[2]。所以，用這4種溶劑提取時(shí)，其產(chǎn)量逐漸降低。

2.2溶劑用量對(duì)浸提產(chǎn)量的影響

表3 用不同用量的溶劑提取芳香油的產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)表

將原材料切碎，平均分成5份，每份100g，分別用不同用量的無(wú)水乙醇在常溫下提取5天，結(jié)果見(jiàn)表3(W：原材料的重量，即W=100g，V：溶劑的體積，單位mL)。

對(duì)表3進(jìn)行方差分析，結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 用不同用量的溶劑提取芳香油的產(chǎn)量方差分析表

表5 各對(duì)平均數(shù)之間的差

各對(duì)平均數(shù)的差的臨界值Rk見(jiàn)表6。

表6 各對(duì)平均數(shù)的差的臨界值

多重比較結(jié)果見(jiàn)表7。

表7 用不同用量的溶劑提取芳香油的多重比較結(jié)果

2.3浸提時(shí)間和溫度對(duì)提取產(chǎn)量的影響

2.3.1 浸提時(shí)間對(duì)提取產(chǎn)量的影響

將原料切碎，稱取100g，用400mL無(wú)水乙醇在常溫下提取，結(jié)果見(jiàn)圖1。

圖1 浸提時(shí)間對(duì)提取產(chǎn)量的影響

從圖1可看出，在前12h內(nèi)，產(chǎn)量隨提取時(shí)間的延長(zhǎng)而快速增加；12h以后，產(chǎn)量增加很慢，幾乎不變。因?yàn)樵谝欢l件下，浸提時(shí)間越長(zhǎng)產(chǎn)量越高。但當(dāng)擴(kuò)散達(dá)到平衡后，延長(zhǎng)提取時(shí)間不會(huì)有什么作用。故在常溫下，當(dāng)W/V=1/4時(shí)，最佳提取時(shí)間為12h。

2.3.2 溫度對(duì)浸提產(chǎn)量的影響

將原料切碎，分成3份，每份100g，分別向其中加入400mL無(wú)水乙醇，在不同的溫度下提取，結(jié)果見(jiàn)圖2及表8。

圖2 溫度對(duì)浸提產(chǎn)量的影響

表8 不同溫度下提取的芳香油的香味比較

由圖2及表8可發(fā)現(xiàn)，溫度是提取過(guò)程的一種重要因素。在一定條件下，常溫(約25℃)提取效率低，但香味最濃，所得芳香油的品質(zhì)最佳；50℃時(shí)提取效率較高，芳香油的品質(zhì)也較好；80℃時(shí)提取效率最高，但芳香油的品質(zhì)最差。一般情況下，冷提效率低，但雜質(zhì)含量較少，而加熱能提高提取效率，但雜質(zhì)含量較高，有些熱敏性成分也會(huì)在較高溫度下分解[3]。由圖2及表8可知，加熱溫度應(yīng)以50℃左右為宜。

2.4原材料碎度對(duì)浸提產(chǎn)量的影響

將原材料切成大小不同的碎片，各稱取100g，分別向其中加入400mL無(wú)水乙醇，在常溫下提取5天，結(jié)果見(jiàn)圖3。

圖3 原材料碎度對(duì)浸提產(chǎn)量的影響

從圖3可看出，原材料的粉碎度密切地影響著芳香油的提取。當(dāng)橘皮碎片較小(小于1cm2)時(shí)，其大小的變化對(duì)提取產(chǎn)量有顯著影響；當(dāng)橘皮碎片較大時(shí)，影響甚微。根據(jù)Fick第二定律，原材料粉碎度的大小可以影響提取率，將原材料粉碎到一定程度，增加固體與液體的接觸面積可使提取速度顯著提高。

3 結(jié)論

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：對(duì)浸提法而言，有機(jī)溶劑的種類及用量、提取時(shí)間及溫度和原材料的碎度對(duì)柑橘果皮中芳香油的提取均有影響。用無(wú)水乙醇浸提的最佳條件為：溫度約50℃，溶劑用量W/V≈1/4，提取時(shí)間為12h，原材料越碎越好。

4 討論

從圖3可看出，橘皮碎片大小對(duì)提取產(chǎn)量的影響很大。提取產(chǎn)量與碎片大小之間是否存在反比關(guān)系？此外，如何找出一種既保證高產(chǎn)又能兼顧質(zhì)優(yōu)的提取方法仍有待研究。

[1] 侯華明，張興.植物精油殺蟲(chóng)活性的研究進(jìn)展[J].世界農(nóng)業(yè)，2001，23(4)：40.

[2] 北京醫(yī)學(xué)院，北京中醫(yī)學(xué)院.中草藥成分化學(xué)[M].北京：人民衛(wèi)生出版社，1980：20-24.

[3] 景謙平，慰芹，董娟娥.影響植物有效成分提取的因素評(píng)述[J].西北林學(xué)院學(xué)報(bào)，2001，16(3)：29-33.

(責(zé)任編輯：張凱兵)

Q946.85

A

2095-4824(2013)06-0069-03

2013-10-05

黃天芳(1940- )，男，湖北孝感人，湖北工程學(xué)院生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院教授。

祝遠(yuǎn)超(1982- )，男，湖北天門(mén)人，湖北省天門(mén)市岳口高級(jí)中學(xué)一級(jí)教師。