水蒸氣蒸餾法提取揮發油研究進展

胡程香，吳啟康，田曉靜，高丹丹，李明生，2，陳士恩

（1.西北民族大學生命科學與工程學院，甘肅蘭州 730124；2.甘肅省動物細胞工程技術研究中心，甘肅蘭州 730030）

0 引言

揮發油又稱精油（Essential oils），是廣泛存在于植物體內的芳香族化合物、脂肪族化合物和萜類化合物的總稱，主要分為萜類、烷烴、烯烴、醇類、酯類、含羥基類和羧基類物質[1]。提取后的揮發油呈淡黃色油狀液體、有香味，常溫下可揮發，可依據香味來評價提取品質。揮發油具有抗炎[2]、抗過敏[3]、抗微生物[4]、抗癌[5]、酶抑制[6]等多種生物活性，在醫藥化學、食品、化妝品等行業廣泛應用?，F有較多針對植物揮發油提取、組分分析[7-8]等研究，涉及不同產地[9]、不同生長期、不同部位[10]、不同成熟期、陳年與新鮮[11]、不同貯藏條件[12]下揮發油組成鑒定和含量間的差異研究。為充分了解和進一步利用揮發油的功效成分與實現經濟價值，現對植物揮發油的提取研究現狀展開介紹。

1 揮發油提取方法研究進展

揮發油提取方法主要有水蒸氣蒸餾法、有機溶劑萃取法、酶解法、聲波提取法、超臨界流體萃取法[13]、同時蒸餾萃取法[14]、固相微萃取法[15]、頂空采集法[16]等，各種方法在提取率、揮發油組成上存在一定差異。于勇杰等人[17]超聲臨界CO2萃取法提取率最高（22.12%），其次為溶劑萃取法（18.28%），水蒸氣蒸餾法的提取率最低（2.17%）；以不同方法（水蒸氣蒸餾法、固相微萃取法、頂空采集法和氣囊采集法）提取沙棗揮發油后再用GC-MS技術對其化合物種類和含量，發現4種方法共檢測出51種化合物種類和含量，4種方法分別檢出13，19，22，18種。因提取純度較高、種類較多，水蒸氣蒸餾法在生產和試驗中較常用，針對水蒸氣蒸餾法在揮發油提取工藝優化進行歸納。

2 水蒸氣蒸餾法（Steam distillation，SD）

水蒸氣蒸餾法指將含揮發性成分的食品和藥材的粗粉或碎片，浸泡濕潤后，加熱蒸餾或通入水蒸氣蒸餾，樣品中的揮發性成分隨水蒸氣蒸餾而帶出，操作簡單，且不存在溶劑污染。但加熱溫度過高易造成活性成分損失。水蒸氣蒸餾法常用裝置有揮發油測定器（Essential oil distillation apparatus，EODA）和傳統水蒸氣蒸餾裝置（Steam distillation apparatus，SDA）?，F從料液比、浸泡時間、蒸餾溫度和蒸餾時間的角度綜合分析水蒸氣蒸餾法提取揮發油時各因素的影響。

2.1 料液比

水蒸氣蒸餾法提取揮發油時，料液比為1∶3.5～1∶20。其中，張海英等人[18]研究了料液比對EODA法提取異株百里香揮發油的影響規律，發現料液比為1∶16時提取率最高（1.21%）。在使用SDA法時在蒸餾瓶中添加過多的水難以沸騰，由于蒸汽不斷的液化補充，很難控制容器中的水分，因此加水量浸沒樣品即可。

2.2 浸泡時間

水蒸氣蒸餾法提取揮發油參數匯總見表1。

表1 水蒸氣蒸餾法提取揮發油參數匯總

水蒸氣蒸餾法提取揮發油時，適當浸泡有利于提高揮發油提取率，但浸泡時間過久，則會破壞其成分，造成流失。浸泡時間在2～6 h為較佳范圍。仇小艷等人[19]比較了不同浸泡時間對EODA法提取大蒜揮發油的影響規律，發現浸泡3 h后進行提取，其效果最佳。SDA法文獻中很少涉及浸泡時間的研究。

2.3 蒸餾溫度

EODA法在試驗過程中很少研究溫度因素，因為當溫度太低時，蒸餾水很難氣化攜帶出揮發油，溫度設置一般不低于80℃；溫度設置也不宜太高，當溫度太高時候蒸餾水暴沸，不但樣品粉末會濺到揮發油測定器的彎管上端，而且容易破壞一些揮發油成分，影響提取效果，因此溫度設置在110℃以下為宜。SDA法的蒸餾溫度一般根據樣品瓶內的溫度設定，保證在樣品瓶當中產生氣體的溫度達到100℃左右，讓樣品瓶中有蒸汽被蒸出即可。

2.4 蒸餾時間

由表1可知，水蒸氣蒸餾法提取揮發油時，蒸餾時間多在2～10 h范圍內，其中5～8 h較常用。楊榮平等人[20]研究了不同蒸餾時間對當歸揮發油的提取影響，發現提取率從0.2%波動上升，8 h后提取率（0.4%） 趨近平穩。張壯麗等人[21]研究了蒸餾時間對EODA法提取魚腥草揮發性的影響規律，發現提取率蒸餾時間的延長而隨之逐漸升高，12 h達到最高點；采用正交試驗分析了6，8，10 h的3個不同蒸餾時間，平均提取率分別為0.089%，0.097%，0.108%。葉琳[22]采用正交試驗優化SDA法提取辛夷揮發油的工藝，較佳提取時間為8 h，此時提取率為1.73%。

3 結語

EODA法和SDA法提取效果有所不同，曾建偉等人[23]比較了EODA法與SDA法在提取蓮子芯揮發油時的效果，并采用GC-MS檢測分析揮發性物質成分與含量，發現SDA法提取物種類有29種成分，占揮發油總成分的93.56%；而EODA法提取物只有18種，占揮發油總成分的77.96%。EODA法的儀器搭建簡單，但是原料易焦化、揮發油品質不高；SDA法儀器搭建繁瑣，且易受室溫影響，但是避免了EODA法的焦化缺點，獲得純度較高的揮發性物質。

EODA法和SDA法在揮發油提取中，各有優缺點，且提取率受到各因素的影響，且各個因素在現研究中的波動范圍較大[24]。在實際生產和時間中，應結合原料特性以實驗室設備情況，有針對性地選擇提取方法和工藝條件，以有效提取其中活性成分。除此之外，現有研究表明超聲波輔助提取和微波輔助提取能有效提高揮發油提取率效果。隨著科學研究的發展，多種方法聯合使用，在不影響功效成分活性的條件下，便可能提高其提取率，為揮發油的深入開發利用提供基礎。

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