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如何提炼出植物精油 [复制链接]

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精油是唯一一种集“药品、保健品、食品、食品添加剂、化妆品”五种身份于一身的物质。根据植株种类的特性和所需精油不同,会选择使用整个植株、或植株的一部分经各种方法来获取植物的芳香精髓。最为人知的,要数油脂萃取法、溶剂萃取法、机械冷萃取法、蒸馏萃取法、超临界CO萃取法、亚临界萃取法、浸泡法。油脂萃取法,即油脂分离法,又称脂吸法(Enfleurage)。香水工业中最常见的精油提炼多为蒸馏法,但由于蒸馏法温度过高,高温会导致花瓣中的一些气味分子氧化分解,于是有了通过低温萃取的脂吸法。看到“脂吸法”三个字,不禁想起电影Perfume:TheStoryofaMurderer,中文名《香水》,片中男主因对气味的超能力而醉心于香水业,为求得异香而到格拉斯学习脂吸法,演绎其近乎入魔的非凡历程。脂吸法诞生于法国格拉斯,因大多数芳香气味分子为脂溶性,所以利用油脂的吸附功能即可萃取出芳香精油。该方法需要大量的人力和物力,整个过程历时久,工序繁琐,是最昂贵的一种精油提取法。以提取玫瑰花瓣精油为例,用能凝成固态的油脂放在铁板或玻璃板上,刮成大约0.5厘米厚的薄油脂层,并用刀划出纹路以增大吸收面积,将刚采摘的玫瑰花瓣均匀地铺在油脂上,花瓣上方再用一层涂满油脂的玻璃遮盖,然后将其置于阳光下,阳光的热力会促使花瓣中的气味分子释放到上下附着的油脂中。停留4-7小时之后,再更换下一批新鲜花瓣,如此不断重复前面的步骤,直至油脂饱和不能再吸收更多的芳香精油为止。吸饱香气的油脂,这时就叫香脂或香膏,可以直接涂香使用。饱和的香脂特点,是抹一点在皮肤上,味道比较持久,大约能维持到4小时,并且香味有层次变化,也就是有所谓的前调、中调、尾调,就算是饱和了。香脂相对较稀,虽然可做香膏,但不算是成品香膏。成品香膏一般加入六十度以上方能融化的蜂蜡,让其具一定硬度以便于随身携带。将香脂置于酒精中加以搅拌,香味会从油脂转到酒精里。冷藏凝固油脂后,过滤掉油脂,就得到原精香水,将酒精蒸发,留下的便是香精油。传统的玫瑰、茉莉、橙花、晚香玉精油就是用脂吸法提取,这种古老的萃取法,在今天的格拉斯仍然存在。脂吸法所用的油脂,有的用羊尾油,鸡或者鸭的油,用牛油或猪油则需经过制炼。如用猪油,以猪油量10%的明砚粉水溶液加入猪油中,开火搅拌煮十到二十分钟,熄火,如此重复三次后将猪油去味,这时候油脂都浮在明矾水的上面。冷却后,把上层凝固的猪油取下来,就是脱味油脂。最好用猪油,或者混合牛油的猪油,具体看所在地区,温度较高的地方可多加牛油,冷的地方就用纯猪油,要凝固后能呈固态。以品质较好的凡士林也可以代替,但是需要冰箱冷藏,因凡士林粘稠,固化液化过程不如猪油。也有人用醋煮猪板油,待油冷用凝结在上层的白色油脂涂抹在石板,撒上桂花再压石板,压半天后再加新花,待猪油变*放入高度酒里泡一段时间,接着加茶油混合上锅蒸,一直蒸到没有酒味,过滤装进瓦罐中,在太阳下暴晒几天,再过滤,密封好放在如床底等阴凉环境保存,这叫古法桂花油制法。脂吸法也有缺点,以酒精等溶剂为媒介的分离过程中,没有办法把所有溶剂都百分之百地分离出去,还会有微量残留,因此脂吸法精油一般不能食用,以免对分离溶剂产生过敏反应。溶剂萃取(SolventExtraction)。溶剂萃取,是以石油或苯等碳水化合物溶剂,来抽取植物经压碎后的易挥发及不易挥发的精质成分,接着将萃取好的混合物再次以溶剂过滤,等溶剂挥发后就产生一种包含酒精成分的半固体蜡状物质。最后,以酒精选择性地将精油的成分从蜡状物质中抽离出来就得到高品质、高浓度的植物精油。利用溶剂萃取法萃取植物的花朵、花瓣、花芽等部位,首次萃取后的产物称为“凝脂”(Concrete)。若萃取的是植物天然分泌物,如树胶、树脂或树膏,则首次产物称为“树脂”(Resinoid)。把首次产物“树脂”或“凝脂”再次以酒精或醇类抽离后,所得到的第二阶段终极产物,就叫做绝对油(Absolute)。最后,再以易挥发的纯酒精将香脂中的油脂洗去得到精致昂贵的绝对油。这处工艺的缺点,是在提取过程中,会因溶剂改变精油中某些原本特质。机械冷萃取,也叫机械冷压法(Machineabrasion)。此方法因过程简单,且时效较快,是目前最常用的一种萃取技术之一,适用于绝大多数精油含量丰富的柑橘属精油,如甜橙、佛手柑、葡萄柚、柳橙。因大部分的柑橘属精油无法抵抗蒸馏的热气,会在高温萃取过程中破坏它的精质成分。不过同为柑橘属的莱姆却是以蒸馏法萃取,以蒸馏法萃取的莱姆精油香味独特,品质也比挤压法萃取的好。还有一种方法,就是在萃取精油的同时采集果汁,随后再用离心工作原理将二者分离,但这种方法对工业技术有一定要求。直到0世纪30年代,挤压法都是以人力取得,手拿一块天然海棉前后来回用力地搓揉果皮,果皮被摩擦挤压渗出汁液,这些从果皮中渗出的精油会被天然海绵完全吸收,而后经人工捏压饱满浸湿的海棉将精油挤进收集瓶内,而这些挤压干净的海棉又能以芳香海绵出售。现在的精油制造商在成本与产量的考量因素下,大多数已用机器代替手工,但法国南部的格拉斯地区仍有人用手工方法萃取柑橘属精油,普罗旺斯地区的小街上,也仍然可以买到天然的芳香海绵。蒸馏萃取,区分为“蒸汽蒸馏”(SteamDistillation)和“水蒸馏”(WaterDistillation)两种方式。这种方法已经非常古老,但仍是今天萃取芳香植物精油最常用的方法,95%的芳香植物精油由蒸馏法萃取而得。这种方法仅以水(最好是泉水)作为溶剂,因此一定程度上确保了植物精油成分的完整性。有些精油可能需要重蒸一次,萃取重要成分,这种方式,称为回流蒸馏法(Cohobation),如玫瑰花经过蒸馏后,玫瑰中水溶性的苯基乙基醇(Phenethylalcohol)会留在花水内,因此玫瑰花水有浓厚的玫瑰味,但玫瑰精油却少了最重要的成分,所以,玫瑰花水必须再次蒸馏,取出苯基乙基醇放回第一次蒸馏所得的精油中,这种经两次蒸馏工艺所得到的精油,就成为知名的“奥图玫瑰(RoseOtto)。而某些精油如尤加利、白千层经初步蒸馏后依然有杂质在内,便需要再次或多次蒸馏,保证精纯无杂质,这种方式称之为精馏法(RectificationDistillation),这个再次蒸馏的程序,除了可去除灰尘等微量残留物,也可以降低杀虫剂、除草剂的存在。不过,精馏精油不代表更好的质量与疗效。此外,有些精油靠蒸馏时间来分出精油级数,就采用分时段蒸馏法(FractionalDistillation),如依兰精油(YlangYlangoil),最初一小时蒸出来的被称为特级依兰精油(YlangYlangextra),质量最好。约在二到三小时后所收集的便是一级依兰精油(YlangYlang1st),约在三到四小时后所收集的称为二级依兰精油(YlangYlangst),第四次通常是超过一天所收集的,即三级依兰精油(YlangYlang3st)。蒸汽蒸馏法,是把植物的花朵、叶子等部位放在蒸馏容器中的筛板上,大部分植物进行蒸馏萃取时以刚采摘的鲜花在第一时间进行,如玫瑰、香蜂草等,而有的则需要先做干燥处理,如洋甘菊。然后在容器底部以低压加热燃烧的蒸汽往上灌入。当炙热的蒸汽充满在容器时,会将植物全方位包围,这时精油物质就会突破植物的储油细胞释放出来,并随着水蒸汽通过上方的冷凝管进入冷凝器内。冷凝器是一个螺旋形的管子,周围环绕着冷水,以使蒸汽冷却转化为油水混合液,然后流入油水分离器。再依照比重与密度的差异,比水轻的油会浮在水面,比水重的油会沉在水底,剩下的水就是纯露(FloralWater)。接着用分液漏斗进一步把精油和纯露分开存放。本方法的缺点是蒸汽温度过高,容易破坏精油中一些比较脆弱的成分,使得萃取出的精油香味与原有植物中所蕴含的芳香精质有所不同,尤其是姜及黑胡椒精油特别明显,一些原来具有强烈扑鼻味道的刺激辛香植物,通常其气味会受蒸馏的热气破坏。水蒸馏法又分为水上蒸馏、水中蒸馏,要根据不同植物特性,选择更趋理想的蒸馏方法。水上蒸馏是把植物放在蒸馏容器中的筛板上,筛板下面灌入清水,清水液位以不接触物料为好,可用火直接加热锅内的水、通入高温水蒸汽加热锅内的水、或用电夹套加热锅中的水,使之产生蒸汽达到蒸馏的目的。因植物与水并未直接接触,比较像蒸汽蒸馏法。水中蒸馏则是把植物放入蒸馏锅内,锅中加入的清水与物料比因植物不同有所区别。加热方法与水上蒸馏相同,以使水沸腾产生蒸汽达到蒸馏目的。这种方法因植物原料完全浸泡在水中加热,水的存在可以避免精油过热进而确保精油的质量。此方法使用的压力与温度都相对较低,特别适用于橙花、玫瑰等热敏感精油。但因加工过程缓慢,不适于那些接触热水过久会受到破坏的精油,尤其是如熏衣草等酯类含量高的精油。蒸馏萃取精巧细致,需要高超的工业设备与技术才能提取出优质的精油。通过这种方式获取的精油成分,可能与原来植物中所含成分略有不同,因过程中有氧化和水解现象发生,这会导致分子成分改变,因此,要尽可能的低温和低压,以保全植物体的芳香和化学成分。扩散渗透法(Hydro-DiffusionorPercolation)。这种萃取法比二氧化碳萃取法出现更晚,但它其实是从蒸汽蒸馏法演变而来。其萃取方式与意大利咖啡壶相似,蒸汽从上而下地贯穿渗透植物后,沿着导管进入冷却系统,蒸汽便冷凝回液体状态,即可得到精油与花水。这个方法适合提炼木质或强韧的植物组织中的精油,如洋茴香、茴香等植物种子中的精油,一般蒸馏法萃取需十二个小时,但使用扩散渗透法却只要四个小时,生产时间缩短且能获得品质较高的精油。精油提炼后需要再精炼至更纯者,或色泽变黑者,则可再用真空蒸馏法来精炼,蒸汽仅作为加热用,并不与精油直接产生接触。超临界萃取法(supercriticalfluidextraction,SFE)。超临界萃取的技术原理,是利用超临界流体的溶解能力与其密度的关系,即利用压力和温度对超临界流体溶解能力的影响而进行的。在超临界状态下,将超临界流体与待分离的物质接触,使其有选择性地把极性大小、沸点高低和分子量大小的成分依次萃取出来。二氧化碳(CO)在温度3℃以上、压力7.兆帕以上的超临界状态对植物精油有特殊的溶解性,从而将精油析出。对应各压力范围所得到的萃取物不是单一的,但可以控制条件得到最佳比例的混合成分,然后借助减压、升温的方法使超临界流体变成普通气体,被萃取物质则完全或基本析出,从而达到分离提纯的目的,所以超临界CO流体萃取过程是由萃取和分离过程组合而成。超临界CO是处于临界温度与临界压力(称为临界点)以上状态的一种可压缩的高密度流体,是通常所说的气、液、固三态以外的第四态,其分子间力很小,类似于气体,而密度却很大,接近于液体,因此具有介于气体和液体之间的气液两重性质,同时具有液体较高的溶解性和气体较高的流动性,比普通液体溶剂传质速率高,并且扩散系数介于液体和气体之间,具有较好的渗透性,而且没有相际效应,因此有助于提高萃取效率,并可大幅度节能。超临界CO萃取具有传统普通流体萃取方法所不具有的优势:通过调节压力和温度而方便地改变溶剂的性质,控制其选择性。适当地选择提取条件和溶剂,能在接近常温下操作,对热敏性物质,可用超临界萃取在接近室温(35~40℃)及CO气体笼罩下进行提取,有效地防止了热敏性物质的氧化和逸散,不发生次生化。因此,在萃取物中保持着植物的有效成分,而且能把高沸点、低挥发性、易热解的物质在远低于其沸点温度下萃取出来。超临界CO萃取是最干净的提取方法,由于全过程不用有机溶剂,因此萃取物绝无残留的溶剂物质,从而防止了提取过程中对人体有害物的存在和对环境的污染,保证了%的纯天然性。萃取和分离合二为一,当饱和的溶解物的CO流体进入分离器时,由于压力的下降或温度的变化,使得CO与萃取物迅速成为两相(气液分离)而立即分开,不仅萃取的效率高而且能耗较少,提高了生产效率也降低了费用成本,CO是一种不活泼的气体,萃取过程中不发生化学反应,且属于不燃性气体,无味、无臭、无*、安全性非常好。CO气体价格便宜,纯度高,容易制取,且在生产中可以重复循环使用,从而有效地降低了成本。压力和温度都可以成为调节萃取过程的参数,通过改变温度和压力达到萃取的目的,压力固定通过改变温度也同样可以将物质分离开来;反之,将温度固定,通过降低压力使萃取物分离,因此工艺简单容易掌握,而且萃取的速度快。超临界CO还具有抗氧化、灭菌作用,有利于保证和提高产品的质量。超临界CO还可直接从单方或复方中药中提取不同部位或直接提取浸膏进行药理筛选,开发新药,大大提高新药的筛选速度。同时可以提取许多传统方法提不出来的物质,且较易从中药中发现新成分,从而发现新的药理药性,开发新药,不仅工艺上优越,质量稳定,且标准容易控制,其药理、临床效果能够保证或更好,在中医药领域或可大展拳脚。从它的特性和完整性来看,相当于一个新的单元操作,因此引起了国内外的广泛
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