課題植物芳香油的提取

1、課題-植物芳香油的提取作者:日期:專題6植物有效成分的提取從荒蠻的原古時期開始，人類就與植物結(jié)下了不解之緣。從廣為流傳的神農(nóng)嘗百草的故事到當(dāng)今國內(nèi)外許多企業(yè)和研究機構(gòu)正忙于對各種植物有效成分的研究，反映了人類對植物資源開發(fā)和應(yīng)用逐步深入的歷程?？茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展，使人類從依靠經(jīng)驗利用植物發(fā)展到對植物中的有效成分進行化學(xué)分析與分離提純。在本專題中，我們將學(xué)習(xí)提取植物有效成分的基本方法，體驗從植物中提取芳香油、從胡蘿卜中提取胡蘿卜素的過程。課題1植物芳香油的提取課題背景早在古代，人類就已發(fā)現(xiàn)具有芳香氣味的植株或花卉能使人神清氣爽,將這些植物制成干品后，可當(dāng)做藥物和香料使用。但是，植物香料易揮發(fā)，不易儲

2、存。歐洲中世紀(jì)香料貿(mào)易的發(fā)展，促成了植物芳香油提取技術(shù)的誕生。16世紀(jì)，制備植物芳香油的技術(shù)已相當(dāng)成熟。19世紀(jì),有機化學(xué)迅速發(fā)展，人們通過分析植物芳香油的化學(xué)成分，找到了芳香的根源，進而合成了人造香料。但是，人們對天然植物芳香油的獨特品質(zhì)，依然情有獨鐘。如今，植物芳香油廣泛地應(yīng)用于輕工、化妝品、飲料和食品制造等方面。在本課題中，我們將了解提取植物芳香油的原理 ，設(shè)計簡單的實驗裝置，從橘皮或玫瑰花中提取芳香油。基礎(chǔ)知識（一）植物芳香油的來源天然香料的主要來源是動物和植物。動物香料主要來源于麝、靈貓、海貍和抹香鯨等，植物香料的來源更為廣泛。植物芳香油可以從大約50多個科的植物中提取。例如，在工業(yè)

3、生產(chǎn)中，玫瑰花用于提取玫瑰油,樟樹樹干用于提取樟油。提取出的植物芳香油具有很強的揮發(fā)性，其組成也比較復(fù)雜，主要包括萜類化合物及其衍生物。微生物中的真菌也可以產(chǎn)生芳香化合物。F面的資料列舉了用于提取植物芳香油的植物器官。花：玫瑰油、橙花油、素馨油、依蘭油、香堇油、金合歡油等。莖、葉：香草油、香葉油、廣藿香油、風(fēng)茅油、薄荷油、薰衣草油、按樹油等。樹千：樟油、芳樟油、柏木油、檀香油等。樹皮：桂皮油、玉桂皮油、橘皮油等。根、地下莖：鳶尾油、生姜油、巖蘭草油、菖蒲油等。果實、種子：山蒼子油、杏仁油、茴香油等。（二）植物芳香油的提取方法植物芳香油的提取方法有蒸餾、壓榨和萃取等。具體采用哪種方法要根據(jù)植物原

4、料的特點來決定。水蒸氣蒸餾法是植物芳香油提取的常用方法，它的原理是利用水蒸氣將揮發(fā)性較強的植物芳香油攜帶出來，形成油水混合物，冷卻后，混合物又會重新分出油層和水層。根據(jù)蒸餾過程中原料放置的位置，可以將水蒸氣蒸餾法劃分為水中蒸餾、水上蒸餾和水氣蒸餾。其中，水中蒸餾的方法對于有些原料不適用，如柑橘和檸檬。這是因為水中蒸餾會導(dǎo)致原料焦糊和有效成分水解等問題。因此，柑橘、檸檬芳香油的制備通常使用壓榨法。植物芳香油不僅揮發(fā)性強，而且易溶于有機溶劑，如石油醚、酒精、乙醚和戊烷等。不適于用水蒸氣蒸 餾的原料，可以考慮使用萃取法。萃取法是將粉碎、干燥的植物原料用有機溶劑浸泡，使芳香油溶解在有機溶劑中的方法。芳

5、香油溶解于有機溶劑后，只需蒸發(fā)出有機溶劑，就可以獲得純凈的植物芳香油了。但是,用于萃取的有機溶劑必須事先精制，除去雜質(zhì)，否則會影響芳香油的質(zhì)量。用于提煉玫瑰精油的玫瑰花要在花開的盛期采收，大約是每年的5月上、中旬。在此階段，花朵含油量最高。實驗設(shè)計F面給出了提取玫瑰精油和橘皮精油的相關(guān)資料，請選擇一個實驗，思考有關(guān)問題，然后進行實驗設(shè)計，寫出詳細(xì)的實驗方案。（一 ）玫瑰精油的提取玫瑰精油是制作高級香水的主要成分，能使人產(chǎn)生愉悅感。玫瑰精油的價格非常昂貴，工業(yè)上大約需要5 kg玫瑰花瓣才能提取出1滴純正的玫瑰精油。本實驗只是對玫瑰精油進行粗提取，玫瑰花瓣與清水的質(zhì)量比為1:4,旁欄中繪出了操作流

6、程圖（圖6-1）。眸班瑰花+満本IS術(shù)過遮玫理油圈右=1撾嚴(yán)玫廉粘袖的實驗流理示意圖資料一根據(jù)玫瑰精油的性質(zhì)選擇提取方法玫瑰精油的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，難溶于水，易溶于有機溶劑，能隨水蒸氣一同蒸餾。請根據(jù)這些性質(zhì)。思考 有關(guān)玫瑰精油提取方法的問題。1.如果使用水蒸氣蒸餾法,你認(rèn)為在水中蒸餾、水上蒸餾和水氣蒸餾的方法中，哪一種更簡便易行?2.可以使用有機溶劑萃取嗎 ？使用萃取的方法有哪些優(yōu)點和不足?資料二水蒸氣蒸餾的原理和裝置不知你是否注意過，家里燒菜的時候，當(dāng)燒肉或者熟湯時，鍋蓋的內(nèi)表面往往會出現(xiàn)許多乳白色的液滴當(dāng)鍋蓋冷卻下來后，這些乳白色的液滴會分離成油滴和水滴。乳白色液滴是油隨著水一同蒸發(fā)而形成的

7、, 冷凝后，油與水又會重新分離。水蒸氣蒸餾植物芳香油應(yīng)用了同樣的原理。但是，提取玫瑰精油時，能夠 只用鍋和鍋蓋嗎？這恐怕不行，至少我們會擔(dān)心蒸餾出的玫瑰油因不能及時收集，會重新落回鍋里。那么 應(yīng)該使用怎樣的裝置呢？圖 62是化學(xué)實驗中常用的蒸餾裝置 ，請分析裝置中每一部分分別有哪些作用。如果沒有現(xiàn)成的儀器用具，你能自己設(shè)計一套蒸餾裝置嗎一溫度計岀水口圈u泰慵瓠置IP想一想，圖中的裝置應(yīng)該按照怎樣的順序來安裝資料三乳濁液的處理和玫瑰液的回收水蒸氣蒸餾后，錐形瓶中將收集到乳白色的乳濁液，這是玫瑰油與水的混合物。下一步，我們希望能將 玫瑰油與水分開。這時，只需向乳化液中加入 NaCI，增加鹽的濃度，

8、就會出現(xiàn)明顯的分層。然后再用分液漏Na 2 SO 4吸水,放置斗（圖6-3 ）將這兩層分開。分離的油層還會含有一定的水分，一般可以加入一些無水過夜，再過濾除去固體Na 2SO 4就可以得到玫瑰油了。/ 亠 -*1J*（二）橘皮精油的提取從橘皮中提取的橘皮油，無色透明，具有誘人的橘香味，主要成分為檸檬烯，是食品、化妝品和香水配，由于橘皮精油的有效成分在用水蒸，所以一般采用壓榨法。圖6-4繪出料的優(yōu)質(zhì)原料，具有很高的經(jīng)濟價值。橘皮精油主要貯藏在橘皮部分 氣蒸餾時會發(fā)生部分水解，使用水中蒸餾法又會產(chǎn)生原料焦糊的問題 了具體的操作流程。提高出油率。實驗中要注意避免石灰水與皮膚接觸。橘皮可以放入家用榨汁

9、機中粉碎壓榨，但要注意安全。資料一橘皮的處理新鮮的柑橘皮中含有大量的果蠟、果膠和水分，如果直接壓榨，出油率較低。為了提高出油率，需要將柑橘皮干燥去水，并用石灰水浸泡。為了能將柑橘皮均勻地浸泡在石灰水中，想一想，可以采取哪些措施?你不妨將未經(jīng)浸泡的樣品作為對照，探究浸泡時間對出油率的影響。資料二橘皮的壓榨壓榨之前，首先要用流水漂洗橘皮，撈起橘皮后，瀝干水分。壓榨是個機械加壓過程，既要將原料壓緊，防止原料滑脫，又要將油分?jǐn)D壓出來。你可以參考圖示的手動壓榨的原理（圖6-5），自己設(shè)計壓榨的方案。,導(dǎo)致實驗失敗和發(fā)生安全事故。設(shè)計時要考慮容器能夠承受的壓力范圍，防止將容器壓破壓榨桶感液盤5竹-5手動壓

10、榨原理示意圖0. 2 5 %的 Na H8 3 和 5%的 NaSO 4,并為了使橘皮油易于與水分離，還要分別加入相當(dāng)于橘皮質(zhì)量 調(diào)節(jié)pH至78。資料三壓榨液的處理壓榨液中含有橘皮精油和大量的水分，還有一些糊狀殘渣等雜質(zhì)?？梢韵扔闷胀ú即^濾除去固體物 和殘渣，然后離心進一步除去質(zhì)量較小的殘留固體物，再用分液漏斗或吸管將上層的橘皮油分離出來。此時的橘皮油還含有少量的水和果蠟，需在51 0C下靜置5 7 d,使雜質(zhì)沉淀，用吸管吸出上層澄清橘皮油其余部分通過濾紙過濾，濾液與吸出的上層橘油合并，成為最終的橘皮精油。操作提示（一）玫瑰精油的提取1.蒸餾時許多因素都會影響產(chǎn)品的品質(zhì)。例如，蒸餾溫度太高、

11、時間太短，產(chǎn)品品質(zhì)就比較差。如 果要提高品質(zhì)，就需要延長蒸餾的時間。2 .蒸餾操作時的注意事項請查閱相關(guān)的有機化學(xué)實驗手冊。（二 ）橘皮精油的提取橘皮在石灰水中的浸泡時間為10 h以上。橘皮要浸透，這樣壓榨時不會滑脫，出油率高，并且壓榨液的粘稠度不會太高，過濾時不會堵塞篩眼。結(jié)果分析與評價1.你是否提取出了玫瑰精油或橘皮精油？你能描述提取出的精油的特點嗎2.請根據(jù)你的實驗結(jié)果，計算出油率，分析成功的經(jīng)驗或失敗的教訓(xùn)提出改進的建議。課題延伸芳杳油質(zhì)量原料質(zhì)量本實驗提取的攻瑰精油和橘皮精油中仍然含有大量的雜質(zhì),你可以在查閱資料的基礎(chǔ)上，進一步提純芳香油，使芳香油的純度更高、香氣更濃厚。如果你有興趣的話，可以在提取玫瑰精油或橘皮精油的基礎(chǔ)上，查閱資料，設(shè)計提取其他植物芳香油的實驗方案，如薄荷油、茉