佛手精油的提取技术研究

陈树喜，陈铭辉，张淑芝

（广东展翠食品股份有限公司，广东潮州 515634）

佛手又名佛手果、佛手柑，为芸香科柑橘属常绿小乔木，佛手气味芳香、清新淡雅、留香持久，浓郁的香味因子蕴含于佛手的花、叶和果实之中[1]。一方面，佛手挥发精油具有一定的生理活性, 在临床上具有较好的功效作用，能改善抑郁、焦虑，可舒缓情绪[2]，还可达到止咳平喘、抗氧化作用[3]；另一方面，佛手精油气味清新芳香，作为一种名贵天然香料，在食品、化妆品、药品等工业中有良好的应用价值[4]。

挥发性油的提取和分离技术主要有压榨法[5]、水蒸汽蒸馏法[6]、溶剂提取法[7]、同步蒸馏- 萃取法[8]和超临界流体萃取法[9]等，佛手精油在不同提取方法所获得的得率差异较大，对精油品质会造成较大影响。水蒸气蒸馏提取挥发精油的原理是含有挥发性成分的药材与水共蒸馏，使挥发性成分随水蒸气一并馏出，经冷凝分取挥发性成分的浸提方法。该方法操作相对简单、成本较低，是常用的植物精油萃取方法，对企业产业化应用也比较方便。另外，作为一种环境友好型溶剂，水不会对环境和精油产品造成污染，所制得的佛手精油风味纯正，可直接在食品等领域应用。

以新鲜佛手为原料，测定其精油的含量，并对佛手中的挥发性精油进行分离提取研究，建立分离提取过程的最优技术工艺条件。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

佛手果，产自广东省潮州市。

氯化钠，福晨（天津） 化学试剂有限公司提供；盐酸、异丙醇、甲基橙指示剂、溴化钾、溴酸钾、氧化砷，西陇化工股份有限公司提供。

1.2 仪器设备

索氏提取器。

1.3 试验方法

1.3.1 佛手中精油含量的测定方法

采用蒸馏滴定测定法测定佛手中精油含量。测定过程，经蒸馏法提取佛手中的精油，将溴化盐和盐酸溶液加入到提取液中，香精油与游离出来的溴发生定量反应；选用的指示剂为甲基橙，滴定采用溴化钾- 溴酸钾标准溶液，滴定终点的依据为黄色溶液消褪直至无色。进行定量的根据为标准溶液滴定消耗量。

佛手精油含量测定试验蒸馏装置（索氏提取器）见图1。

图1 佛手精油含量测定试验蒸馏装置（索氏提取器）

（1） 样品制备和蒸馏。称取25 g 佛手样品置于500 mL 圆底烧瓶中，分别加入水30 mL 及异丙醇25 mL，按照图1 安装蒸馏装置，并检查装置已完好密封。使用带刻度的150 mL 锥形瓶以接收馏分（在蒸馏过程，接收瓶置于冷水的烧杯内）。开始加热蒸馏，蒸馏时尽量处于微沸状态，收集约30 mL 则结束馏分。

（2） 溴化钾- 溴酸钾标准溶液配制。准确吸取20 mL 氧化砷溶液[C（l/4As2O3）=0.100 mol/L]及5 mL盐酸溶液[Ψ（HCl+H2O）=1+3]于锥形瓶中，加入指示剂（甲基橙） 2～3 滴，滴定采用溴化钾- 溴酸钾标准溶液，滴定终点的依据为黄色溶液消褪直至无色，此时记下所消耗的标准溶液体积。其中，溴化钾-溴酸钾标准溶液由溴酸钾2.80 g 和溴化钾12.00 g，加入纯水溶解，定容至体积1 000 mL，滴定前用水稀释4 倍，其浓度为0.024 8 mol/L。

滴定过程中，在馏分中加入10 mL 盐酸溶液[Ψ（HCl+H2O）=1+2]和指示剂（甲基橙） 2～3 滴，用溴化钾- 溴酸钾标准溶液滴定至无色为终点，且设置空白试验作为对照，在500 mL 圆底烧瓶中分别加入纯水30 mL、异丙醇25 mL，均按上述步骤进行操作。

以d - 芋烯的W质量分数以计试样中佛手精油含量，按下式计算：

式中：W——样品中精油的含量，g/kg；

V1——试料滴定体积，mL；

V0——空白试验的滴定体积，mL；

C——溴化钾- 溴酸钾标准溶液的浓度，mol/L；

m——试料质量，g；

0.003 2——1 mL 溴化钾- 溴酸钾滴定液（浓度0.099 mol/L） 相当于佛手精油质量0.003 2 g。

最终计算结果保留3 位有效数字。

1.3.2 佛手精油提取的方法

（1） 精油提取工艺流程。新鲜佛手果→准确称量、切块→按照料液比加入定量纯水、助剂→蒸馏提取→获得佛手精油。

（2） 单因素试验方法。分别对料液比、蒸馏时间和NaCl 助剂添加量进行单因素试验，选取最佳提取条件。①料液比。在2∶1，1∶1，1∶2，1∶3，1∶4 的料液比条件下，分别对佛手样品进行蒸馏3 h以提取佛手精油，再测定其最终提取率。②蒸馏时间。在料液比为1∶1 的条件下，分别对佛手样品蒸馏2，3，4，5，6 h，提取佛手果挥发油。③NaCl 助剂。利用NaCl 电解质对被分离组分的相对挥发度影响不同的原理，可在植物精油提取过程中提高出油率。在料液比为1∶1 条件下，分别加入0，1%，2%，3%，4%，5%的NaCl 助剂，在此条件下，分别对佛手样品蒸馏4 h，提取佛手果挥发油。

2 结果与分析

2.1 佛手精油含量

新鲜佛手中精油含量测定结果见表1。

表1 新鲜佛手中精油含量测定结果

挥发性植物精油是佛手天然香味的主要来源，测定结果表明，鲜佛手中精油含量较高，均达到10 g/kg以上，具有较高的研究和利用价值。

2.2 佛手精油提取结果

2.2.1 料液比对佛手精油得率的影响

料液比对佛手精油得率的影响见图2。

图2 料液比对佛手精油得率的影响

由图2 可知，料液比为1∶2 时，获得最大为2.39‰的佛手精油得率；当料液比小于1∶2 时，佛手精油的得率明显降低。在较小的料液比条件下，产生的水蒸汽不能引起烧杯内液固的顺畅循环，造成佛手果表面精油的更新速度下降，从而影响出油率；另外，因烧杯内的水分较少导致部分佛手果不能浸没于水中，也容易造成佛手果的温度分布不均，导致精油的内扩散速度有所不同，从而使得精油出油率较低。由此可见，为提高佛手精油从油胞中对外扩散速率，可适当加大料液比，有利于提升佛手出油速率。不宜加入过量纯水，因会延长加热至微沸的时间，造成部分精油成分散失，降低了佛手出油率。

2.2.2 蒸馏时间对佛手精油得率的影响

蒸馏时间对佛手精油得率的影响见图3。

图3 蒸馏时间对佛手精油得率的影响

由图3 可知，蒸馏时间影响精油得率的一个重要因素，在4 h 蒸馏时间条件下，佛手精油得率2.82‰，为各蒸馏时间段中得率最高。当蒸馏时间小于4 h时，蒸馏时间越长，精油得率反而下降。可能是佛手精油属于易挥发液体，在蒸馏时间太长，容易大量散失精油。

2.2.3 NaCl 助剂添加量对佛手精油得率的影响

NaCl 助剂添加量对佛手精油得率的影响见图4。

图4 NaCl 助剂添加量对佛手精油得率的影响

加入NaCl 对佛手出油率都有显著影响，随着添加量增加，精油得率逐步上升，当NaCl 助剂添加量达3%时，佛手精油得率最大，为2.98‰，随后即使再增加助剂使用量，精油得率变化不明显，甚至出现下滑迹象。加入适量的NaCl 有助于出油率的提升，精油更容易渗出原因在于NaCl 溶液有可能会对被分离组分的相对挥发度有不同的影响，在果皮内外形成渗透压差，更容易蒸馏出来。作为一种中性盐，NaCl 不影响佛手的结构，且具有盐析作用，能使得精油更加澄清。增大加入NaCl 助剂，超过3%添加量后，佛手出油率并不能持续增加，究其原因，有可能在外界较高的渗透压下精油不易蒸出，导致出油率降低。

3 结论

经验证，采用以上试验中水蒸气蒸馏法提取佛手挥发油的各项最优工艺，即在料液比1∶2，蒸馏时间4 h，NaCl 助剂添加量3%的条件下，获得最高提取得率，为3.01‰。以期为佛手精油在工业方面的开发利用提供参考。