植物精油提取技术的研究进展及应用现状

李 双，王成忠，唐晓璇，王晓华

（齐鲁工业大学 食品与生物工程学院，山东 济南 250353）

植物精油提取技术的研究进展及应用现状

李 双，王成忠，唐晓璇，王晓华

（齐鲁工业大学 食品与生物工程学院，山东 济南 250353）

随着植物精油应用领域的扩大，其提取技术得到了进一步发展，出现了很多新的提取技术和方法。综合介绍几种植物精油提取技术的原理、优缺点及应用现状，包括水蒸气蒸馏法、溶剂浸提法、超高压提取、超声波辅助萃取、微波辅助萃取、微胶囊双水相萃取、酶法辅助提取、同时蒸馏-静置顶空液相微萃取、亚临界萃取、超临界CO2萃取等，并对其发展前景进行展望。

植物精油；提取技术；发展前景

植物精油是采用蒸馏、萃取等物理方法从芳香植物的花、草、叶、根、茎、枝、树胶和果实等中提取出来的具有一定香气和挥发性的油状物质［1］。由于植物精油具有增香、抗氧化和抑菌等活性，因此在香料、化妆品、食品、医药等方面得到广泛应用。

1 传统的精油提取方法

1.1 水蒸气蒸馏法

水蒸气蒸馏法是目前应用最广的一种精油提取方法，适用于易挥发、水中溶解度不大的成分的提取，绝大多数芳香植物，如薄荷、香茅、柏木等都可用此法提取精油。它是利用植物精油各组分蒸气压力的不同，使精油在低于100℃的条件下随着水蒸气从植物原料中蒸馏出来。该方法所用设备简单，易操作，成本低，产量大，无污染。目前，水蒸气蒸馏法已广泛用于迷迭香精油、薰衣草精油、罗勒属植物精油等的提取［2］。这种方法的缺点是：长时间的高温操作易引起精油中热敏性化合物的热分解和易水解成分的水解，导致精油有效成分损失，芳香气味改变，进而降低作为香料的使用价值。

1.2 溶剂浸提法

溶剂浸提法是用低沸点有机溶剂如石油醚、乙醚等连续回流提取或冷浸提取，提取液蒸馏或减压蒸馏除去溶剂得到粗制精油。该法提取精油具有得率高、设备简单的优点。王琦等用有机溶剂正己烷提取火龙果花精油，可同时将低沸点组分和高沸点组分提取出来，从而减少芳香油的损失，使所得精油的香气更接近于天然香气［3］。但有机溶剂提取的精油不仅含有较多的树脂、油脂、蜡等杂质，还存在溶剂残留问题，在生产过程中需要通过增加蒸馏装置来去除有机溶剂，因此成本较高。

2 新型的精油提取方法

2.1 超高压提取法

超高压提取技术是在常温条件下提取植物原料中有效成分的新技术。它是在常温或较低温度条件下，对原料迅速施加100 MPa以上的流体静压力，保压一定时间，从而达到快速、高效提取的目的。武艳梅等用超高压提取法提取富含诺卡酮的柚皮精油，有效提取和保留了柚皮精油中的诺卡酮［4］。超高压提取技术还可用于姜精油等的提取［5］，应用前景较好。

与传统的精油提取方法相比，超高压提取法可大大缩短提取时间，降低能耗，减少杂质成分的溶出，提高精油的得率；能有效避免因热效应引起的精油有效成分结构的变化、损失及生理活性的降低；没有溶剂的挥发，更加符合“绿色、环保”的要求。缺点是投资成本高，设备密封和强度要求高，设备耗材寿命短。

2.2 超声波辅助萃取

超声波辅助萃取是利用超声波辐射压强产生的强烈空化效应和次级效应，提高萃取成分分子的运动速度和频率，增强溶剂穿透力，使萃取成分与溶剂充分混合，提高萃取效率。冷进松等用超声波辅助水酶法提取啤酒花精油，并对其提取工艺进行了优化。确定最优条件为：复合酶添加量3.0%、酶解温度50℃、酶解时间2.5 h、酶解pH值为5，实际啤酒花精油提取率为5.27%［6］。此外，谢三都等用超声波辅助溶剂法提取芦柑籽精油，所得精油提取率为40.49%［7］。目前超声波辅助水蒸气蒸馏法已被广泛用于南美蟛蜞菊精油、佛手精油等的提取。该法具有提取温度低，提取率高，提取时间短和节约能源等优点，因而具有广阔的应用前景。

2.3 微波辅助萃取

微波辅助萃取主要是通过微波穿透萃取介质，让萃取介质吸收微波能，使得细胞因内部压力过大而破裂，有效成分流出并溶解到提取剂里，再通过后续的过滤分离得到萃取物。目前应用较多的微波辅助萃取工艺有微波辅助水蒸气蒸馏法、微波加速蒸馏法、微波辅助有机溶剂法和微波水扩散重力法等。微波辅助萃取具有设备简单，适用范围广，萃取时间短，萃取率高，重现性好，节约溶剂和污染小等优点，特别适合于天然物质中热敏性成分的提取，具有较好的发展前景。

2.4 微胶囊-双水相萃取

微胶囊-双水相萃取是利用被提取物质在不同的两相系间分配行为的差异进行分离，并选用β-环糊精作为主要的囊壁材料，针对不同的囊化目标产物按比例配以α-环糊精和γ-环糊精，以提高囊心的耐热稳定性，避免提取过程中的高温、氧化、聚合等不良影响，能有效保持精油的天然成分，在常温下可得到性能稳定、香味均一的精油成分［8］。一些研究人员将微胶囊技术和双水相萃取技术结合起来，用于提取植物精油。王娣等用β-环糊精-硫酸钠微胶囊双水相体系萃取地椒精油，具有较好的提取效果［9］。目前，有关微胶囊-双水相萃取的研究报道还比较少。

2.5 酶法辅助提取

酶法辅助提取精油是利用酶反应高度专一性的特点，选择相应的酶，将细胞壁的成分（纤维素、半纤维素和果胶质）水解或降解，破坏细胞壁结构，将细胞内的成分溶解、混悬或胶溶于溶剂中，从而达到提取的目的［10］。于功明等人用酶法辅助提取迷迭香精油，与未经过酶处理直接提取的挥发油相比，出油率提高了69.2%［11］。酶辅助提取精油能够在温和条件下分解植物组织，具有精油得率高、提取时间短、有效成分破坏少的优点。

2.6 同时蒸馏-静置顶空液相微萃取

同时蒸馏萃取是根据道尔顿分压定律，利用样品蒸汽和萃取溶剂的蒸汽在密闭的装置中充分混合，各组分在低于各自沸点时能被蒸馏出来，挥发性成分首先被蒸馏出来，然后和萃取剂在螺旋形冷凝管上完成萃取，根据萃取剂与水比重的差异将两者分开，最后回收萃取液。顶空液相微萃取将有机溶剂悬于微量进样针头或置于待测溶液上方，分离富集分析物。适用于分析物容易进入样品上方空间的挥发性或半挥发性有机化合物。同时蒸馏-静置顶空液相微萃取就是将同时蒸馏技术与静态顶空液相微萃取相结合的一种新型萃取技术。它最大的优点是萃取速度快，操作简单，产率高，节约能源。目前国内还没有关于采用此法萃取植物精油的报道，但国外已采用此法提取了蒿精油［12］。

2.7 亚临界萃取

亚临界萃取技术是利用亚临界流体作为萃取剂，在密闭、无氧、低压的压力容器内，依据有机物相似相溶的原理，通过萃取物料与萃取剂在浸泡过程中的分子扩散过程，使固体物料中的脂溶性成分转移到液态萃取剂中，再通过减压蒸发将萃取剂与精油分离，最终得到植物精油的一种新型萃取与分离技术。目前，亚临界流体萃取技术已用于金柚柚皮精油等的萃取［13］。优点是设备简单，萃取时间短，萃取率高，油质干净纯正，对环境无污染。因此，亚临界萃取符合“绿色、健康”的萃取新理念，是一种绿色安全、前景广阔的萃取技术。

2.8 超临界CO2萃取

超临界流体萃取是一种以超临界流体为溶剂，从固体或液体中萃取出某些有效组分，并进行分离的萃取技术。因CO2具有无毒、无臭、不燃、价廉等优点，因此工业领域常用的超临界流体是CO2。SMaksimovic等用超临界CO2萃取法提取薄荷精油，提取率更高，产品质量更好［14］。国内已用超临界CO2萃取法得到茉莉花精油、薄荷精油等。超临界流体萃取法具有萃取和分离的双重作用，物料无相变过程，工艺流程简单，萃取率高，无有机溶剂残留，产品质量好，无环境污染。缺点是萃取时需要高压操作，对设备要求较高，一次性投资大，对工艺操作人员的技术水平等要求较高。

3 结语

被誉为“液体黄金”的植物精油因具有抗氧化、抑菌等功效，已被越来越多地用于医药、化妆品和食品等领域。为了获得安全、高品质的植物精油，学者在植物精油的提取方面做了很多工作，但是目前应用最广的还是传统的精油提取法，而大部分新型精油提取技术的应用范围仍限于实验室，难以走进工业化生产。因此，相关研究和探索仍有待继续深入。

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［责任编辑：罗 香］

Research Development and App lication Status of the Extraction Techniques of Plant Essential Oil

LIShuang，WANG Cheng-zhong，TANG Xiao-xuan，WANG Xiao-hua
（School of Food and Bioengineering，Qilu University of Technology，Jinan 250353，Shandong，China）

With more and more application fields of plant essential oil field，the extraction of essential oil has been further developed，and many new extraction techniques and methods appeared.The principle，advantages，disadvantages and application status of several kinds of plant essential oil extraction technology was introduced in this paper，including steam distillation，solvent extraction，ultrahigh pressure extractionmethod，ultrasonic assisted extraction，microwave assisted extraction，microcapsule aqueous two-phase extraction，enzymatic extraction，simultaneous hydro-distillation-static headspace liquid phase microextraction，subcritical fluid extraction technology，supercritical CO2extraction.And the development prospect of plant essential oil extraction technology was put forward.

plant essential oil；extraction technology；development prospect

TS225

A

1006－8481（2014）04－0007－03

2014－05－06

李双（1989—），女，齐鲁工业大学食品与生物工程学院在读硕士研究生，研究方向：食品资源开发。