首页 > 分享 > 植物精油的7种传统提取方法与5种先进提取方法

植物精油的7种传统提取方法与5种先进提取方法

花匠小妙招
2024-11-12 03:26

公众号“极客无教授”致力于研发和科普芳香植物与健康美食，主要围绕“芳香疗法、香精香料、健康美食”三大主题推出专题推文开展研发分享与科普宣传；同时介绍自己30年来微胶囊技术和20多年来天然香料方面的研究。

1、传统/经典提取方法

（1）水煮沸蒸馏法

由Avicenna首先发现的水煮沸蒸馏法，是至今仍在使用的最古老、最简单的植物精油提取方法，将原料浸泡在水中加热煮沸，产生的蒸汽在冷凝器中液化，将精油从冷凝液中分离出来。从沸点高的原料中提取精油常采用这种方法，可以防止精油过热(低于100℃)，因为它被水包围，这个过程通常保持温度低于100℃【1,2】。

（2）水扩散蒸馏法

水扩散蒸馏法是从干燥的植物样品中提取精油的一种方法，蒸汽从蒸馏装置顶部进入，加热蒸馏植物样品【1,3】。

（3）水蒸汽蒸馏法

水蒸汽蒸馏法是从芳香植物原料中提取精油的传统方法之一。蒸汽从底部到顶部通过放置在蒸馏台上的植物材料，含有精油的蒸汽混合物经冷凝器冷凝得到精油【4,5】。水蒸汽蒸馏的优点包括蒸汽流量的可控性和不需要真空来回收精油，因此在一定程度上更经济【6,7】。

（4）溶剂萃取法

从易碎和脆弱的植物材料中提取精油不能使用直接加热和蒸汽方法，而是采用有机溶剂（如甲醇、乙醇、丙酮和石油醚）提取精油。对含有植物材料的溶剂进行轻度加热，然后过滤和蒸发回收溶剂，得到精油浸膏（含有精油、香料和蜡）。精油浸膏中加入酒精，然后在低温下蒸馏，回收酒精得到净油【2,8】。溶剂萃取法步骤多、复杂、耗时且相对昂贵【9】。

（5）冷压法

冷压法是提取精油最古老的方法之一，是一种机械提取过程，也称为压榨或机械分离。冷压法使用一种特殊的海绵来吸附植物精油，主要用于从柠檬、橙子、葡萄柚和橘子等柑橘类植物中提取精油。精油是在非常低的温度和压力下提取的，这有助于保持植物提取物的所有自然特性【8,10】。

（6）水解浸渍蒸馏法

一些植物材料需要在温水中浸泡以提取精油，因为它们的挥发性化合物是结合态(糖苷键)，如黑芥子、冬青植物、大蒜和苦杏仁【9,11】。

（7）脂肪提取法

使用脂肪提取精油，也叫脂吸法。这个过程相对简单，刚摘下来的鲜花被铺在一层半硬的脂肪薄层上，它很容易吸收花散发出来的香气，花保存24小时或更长时间（取决于不同品种），然后小心地取出。循环重复几次，直到脂肪层被花精油饱和。将脂肪从底盘上取出，仔细熔化，然后用酒精从脂肪中提取精油。另一种方法将花浸入融化的脂肪(45-60°C)中1-2小时，这大大缩短了时间，花通过过滤从熔化的脂肪中分离出来，循环重复多次，精油被提取出来。这种方法一般用于高度娇嫩的花朵，其香气在收获后迅速消失【12,13】。

2、先进/创新提取方法

传统的精油提取方法由于温度高、时间长，有时会发生氧化、异构化等化学变化。这些缺点需要开发新的提取方法，以保持天然成分的天然状态。

（1）超临界流体萃取法

超临界流体萃取采用超临界流体作为萃取溶剂。超临界流体具有类似液体的溶解度和类似气体的扩散特性。二氧化碳由于其惰性、无毒、临界温度低、成本低等特性，最重要的是它能提取出耐热性化合物，是应用最广泛的精油提取溶剂之一。它也可用于提取亲脂性化合物。超临界流体萃取涉及到压缩和减压循环的重复步骤。二氧化碳被压缩到超临界状态，然后通过植物原料。然后，二氧化碳和植物提取物的减压混合物被送入分离器，植物提取物从二氧化碳中分离出来。最终提取液不含任何二氧化碳残留，在常温常压下可自发还原为气态。与从其他技术相比，使用超临界流体萃取分离的精油具有更好的性能和药理活性，如抗菌活性【4,6】。

（2）超声辅助提取法

超声辅助提取法利用超声波的能量提取挥发性化合物，这项技术利用超声波（20~2000千赫）产生的机械能导致空化的形成，这是一种小的真空气泡。这些气泡在样品附近内爆，导致局部高压和高温的形成，引起细胞膜的破坏，导致细胞内物质在溶剂(水、甲醇/乙醇)中释放，随后被提取。用于提取不稳定和耐热化合物，具有能耗低、时间短、产量高、药理活性增强等优点【9,14,15】。

（3）微波辅助提取法

微波辅助提取利用微波能量(300MHz至300GHz)从原料中提取精油。该技术涉及两种方法的结合，其中使用微波加热原材料，使极性化合物沿电场方向排列，这种现象导致化合物高速旋转，从而产生热量，最终导致膜/细胞的破坏。一旦从细胞中释放出来，精油就可以用蒸馏法提取。具有提取时间短、能耗低、操作成本低、二氧化碳排放量少等优点，被认为是一种绿色方法【16,17】。随着技术进一步发展，出现了无溶剂微波萃取法、微波水煮蒸馏法、压缩空气微波蒸馏法、真空微波水煮蒸馏法、微波水扩散法和重力法等多种方法【18】。

（4）脉冲电场提取法

脉冲电场提取是一种相对较新的精油提取方法。它涉及用高压电场短脉冲处理植物材料1s，导致比能积累(通常为10-20kJ/kg)，导致细胞膜毛孔扩张、渗透性增加，这有助于有效地提取精油。主要优点是该方法不利用热量，从而最大限度地减少了植物提取物中热敏感化合物的降解【19,20】。目前，用作预处理步骤，然后是常规方法，以有效地提取精油。

（5）酶助提取法

酶辅助提取是括使用水解酶（如果胶酶、淀粉酶、半纤维素酶和纤维素酶）来降解存在于细胞壁中的聚合物（如纤维素、木聚糖、果胶和木质素）来对植物提取物进行预处理，然后采用常规蒸馏方法，可显著提高精油得率。经水解酶预处理提取孜然精油，总收率可提高20%【21,22】。

【1】Aziz ZAA, Ahmad A, Setapar SHM. et al., Essential oils: Extraction techniques, pharmaceutical and therapeutic potential – A review. Curr Drug Metab 2018, 19(13), 1100–1110.【2】Charles DJ, Simon JE. Comparison of extraction methods for the rapid determination of essential oil content and composition of Basil. J Am Soc Hortic Sci 2019, 115(3), 458–462.【3】Elyemni M, Louaste B, Nechad I. et al., Extraction of essential oils of rosmarinus officinalis l. by two different methods: Hydrodistillation and microwave assisted hydrodistillation. Sci World J 2019, p.2019 Article ID 3659432.【4】Ranjitha J, Vijiyalakshmi S. Facile Methods for the Extraction of Essential Oil From the Plant Species-a Review. Int J Pharm Sci Res 2014, 5(4), 1107.【5】Lopes P, Carneiro F, De Sousa A, Santos S, Oliveira E, Soares L. Technological evaluation of emulsions containing the volatile oil from leaves of Plectranthus Amboinicus Lour. Pharmacogn Mag 2017, 13(49), 159–167.【6】Tamboli P, Undire N, RaihanA Shaikh M, Mandake MB. Extraction and formulation of perfume from plants: A review. J Emerg Technol Innov Res 2021, 8(5), 663–666.【7】Golmohammadi M, Borghei A, Zenouzi A, Ashrafi N, Taherzadeh MJ. Optimization of essential oil extraction from orange peels using steam explosion. Heliyon 2018, 4(11) e00893.【8】Rassem HHA, Nour AH, Yunus RM. Techniques for extraction of essential oils from plants: A review. Aust J Basic Appl Sci 2016, 10(16), 117–127.【9】Abubakar AR, Haque M. Preparation of medicinal plants: Basic extraction and fractionation procedures for experimental purposes. J Pharm Bioallied Sci 2020, 12(1), 1–10.【10】Çakaloğlu B, Özyurt VH, Ötleş S. Cold press in oil extraction. A review. Ukr Food J 2018, 7(4), 640–654.【11】Balakrishna T, Vidyadhara S, Sashidhar R, Ruchitha B, Venkata Prathyusha E. A review on extraction techniques. Indo Am J Pharm Sci 2016, 3(8), 880–891.【12】Ghasemy-Piranloo F, Kavousi F, Dadashian S. Comparison for the production of essential oil by conventional, novel and biotechnology methods. Authorea 2020, 1(1), 1–34.【13】New Directions Aromatic. Untapping the power of nature: Essential oil extraction methods. A Compr Guid to Essent Oil Extr Methods. Published online 2017:1–7.【14】Dalla Nora FM, Borges CD. Pré-tratamento por ultrassom como alternativa para melhoria da extração de óleos essenciais. Cienc Rural 2017, 47(9), 1–9.【15】Chen G, Sun F, Wang S, Wang W, Dong J, Gao F. Enhanced extraction of essential oil from Cinnamomum cassia bark by ultrasound assisted hydrodistillation. Chinese J Chem Eng 2021, 36, 38–46.【16】Movaliya SK. Extraction of essential oil by microwave-assisted extraction: A review. Int J Adv Res Innov Ideas Educ 2017, 3(2), 5312–5321.【17】Akhtar I, Javad S, Yousaf Z, Iqbal S, Jabeen K. Microwave assisted extraction of phytochemicals an efficient and modern approach for botanicals and pharmaceuticals. Pak J Pharm Sci 2019, 32(1), 223–230.【18】Asofiei I, Calinescu I, Gavrila AI, Ighigeanu D, Martin D, Matei C. Microwave hydrodiffusion and gravity, a green method for the essential oil extraction from ginger – Energy considerations. UPB Sci Bull Ser B Chem Mater Sci 2017, 79(4), 81–92.【19】Carpentieri S, Režek Jambrak A, Ferrari G, Pataro G. Pulsed electric field-assisted extraction of aroma and bioactive compounds from aromatic plants and food by-products. Front Nutr 2022, 8(January), 1–12.【20】Ranjha MMAN, Kanwal R, Shafique B. et al., A critical review on pulsed electric field: A novel technology for the extraction of phytoconstituents. Molecules 2021, 26(16), 1–23.【21】Shimotori Y, Watanabe T, Kohari Y. et al., Enzyme-assisted extraction of bioactive phytochemicals from Japanese peppermint (Mentha arvensis l. cv. 'hokuto’). J Oleo Sci 2020, 69(6), 635–642.【22】Miljanović A, Bielen A, Grbin D. et al., Effect of enzymatic, ultrasound, and reflux extraction pretreatments on the chemical composition of essential oils. Molecules 2020, 25(20), 10.3390/molecules25204818.