《论文初稿——综述》由会员分享，可在线阅读，更多相关《论文初稿——综述（15页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1 咸 阳 师 范 学 院 化 学 与 化 工 学 院2012届毕业设计文献综述黄花蒿精油的提取及其成分分析Extraction And Compositions Analysis Of Essential Oil From Artemisia Annua文献综述作者姓名 ：王姣霞专业名称 ：化 学学号：0808014128 指导老师 ：张知侠提交日期 ：2012 年 4 月 27 日2 文献综述1 植物精油简介及其研究现状精油（essention oil）又称芳香油（ aromatic oil）或挥发油（ volatile oil） 。植 物精油是植物体内的一类挥发性次生代谢物，由分子量相对
2、较小的简单化合物组 成，可随水蒸气蒸馏， 且在常温下能挥发的油状液体物质的总称。精油在植物界 分布很广，在植物科属中含精油较为丰富的有：松柏科、木兰科、樟科、芸香 科、伞形科、姜科、菊科等。精油在植物中的分布部位：有的植物其精油存在于 全株植物中；有的植物其精油则在花、果、叶、根或根茎、籽部分器官中含量j 较多，如鸢尾属植物精油集中分布在根部和块茎内；松柏科植物其茎中精油含 量最高；薄荷则是叶中精油含量最高；茉莉、桂花其花中精油含量最高；而茴 香和芫荽其果实中精油含量最高。众所周知， 所有植物都会进行光合作用，植物 的细胞可分泌出芳香分子，这些分子聚集成“香囊”，散布在植物的花瓣、叶子 或者树
3、干上， 我们通过人为的作用将这种 “香囊”经过提炼萃取后得到的油状液 体即为我们需要的“植物精油”。 人们对精油的认识渊源于远古时代，芳香植物被用于献佛拜神、 清洁身心、 雕刻、建筑观赏、埋葬死者，并用来治疗疾病。为充分利用芳香植物，在3000 年前人们就发明了原始蒸馏器以制取精油。8-9 世纪伊朗人开始用水蒸馏法制取 精油。19 世纪随着化学工业的快速发展, ，对精油的制取方法也得到了改进和提 高。 1835 年罗比奎 (Robigvet) 首先用溶剂法对精油浸提成功, 并逐渐实现了产 业化。本世纪 70 年代苏联用液态 CO2 对精油进行提取 , 现已发展成当今较先进 的超临界萃取技术。
4、植物精油所含化学成分比较复杂, 按其化学结构的不同可分为脂肪族、芳香 族和萜类三大类化合物以及它们的含氧衍生物，如醇、醛、酮、酸、醚、酯、内 酯等，此外还有含氮、含硫的化合物。精油在植物中一般含量在1% 以下，但少 数达 10% 以上，如丁香中含丁香油可高达14% 21% 。同一品种植物因生长环境不 同或采集期不同， 所含精油的成分、 性质和含量均可能有显著的差异，如小茴香 在花开期，叶中精油含量为0.622%-1.377%，而果实成熟时期为7.285%。此外， 不同的植物部位，所含精油成分也大不相同。2 植物精油的传统提取技术2.1 水蒸气蒸馏法 ( Steam distillation，简
5、称 SD) 天然植物中的挥发油常采用水蒸气蒸馏法( SD法) 来提取。步骤是：将备用的植物粉碎后，放入蒸馏器装置中加水浸泡，一定时间后直接加热蒸馏出水和精油，使精油随导入的蒸气一同馏出。馏出液分为油水两层，经盐析并用乙醚萃取，再用固体 Na2SO4 干燥去水，得到的溶剂使用旋转蒸发仪蒸发后即可得到挥发性成分。 SD 法设备简单，操作容易，成本低廉，回收率较高，为工业生3 产中的常用方法。但由于其系统开放，温度较高，易导致原料受强热而焦化或成分改变，回收的溶剂中还可能含有少量蒸馏过程中产生的挥发性分解产物，甚至可能导致植物精油的芳香气味也发生变化，从而降低了提取物的使用价值。2.2 溶剂萃取法
6、( Solvent extraction，简称 SE) 该方法是根据植物中各种成分在溶剂中的溶解性质，将有效成分从植物组织内溶解出来的方法。 对不宜用水蒸气蒸馏法提取的植物精油原料，有时直接利用有机溶剂浸取，常用的有机溶剂有石油醚、二硫化碳、四氯化碳、苯等，提取方法有浸提法、渗漉法、煎煮法、回流提取法、连续提取法等。有机溶剂浸提法是根据各种成分在溶剂中的溶解性质, 选用对活性成分溶解度大 , 对不需要溶出成分溶解度小的溶剂, 将有效成分从组织内溶解出来的方法。 其优点在于仅通过一步萃取即可提取植物所含挥发油，但该法需消耗大量高纯度有机溶剂，工作量大，提取时间长，提取物需要进一步浓缩，必然导致部
7、分挥发油损失，此外溶剂杂质也可能会对色谱分析结果造成影响。粗制精油可以通过低沸点有机溶剂如石油醚、乙醚等连续回流提取或冷浸提取 , 对提取液蒸馏或减压蒸馏除去溶剂后即可得到。此方法中精油的得出率较高 , 但因植物体中的树脂油脂、蜡等成分也同时被提出 , 致使精油含杂质较多 , 故必须进一步精制。2.3 吸收法 ( Oil adsorption，简称 OA) 吸收法是用油脂、活性炭或大孔吸附树脂等吸附性材料吸附植物的香气成分, 再用低沸点有机溶剂将被吸收的成分提取出来的方法。该法适用于热敏性4 的贵重挥发油的提取，如玫瑰油和茉莉花油的提取。吸收法通常分为冷吸收法和温浸吸收法两种。冷吸收法，即将新
8、鲜花瓣接触或浸入脂肪内，使挥发油中的香气成分被脂肪吸收，充分吸收芳香成分的脂肪即为“香脂”。温浸吸收法是将原料浸泡于油脂中，在50 60 低温加热，让植物挥发油成分溶于油脂中。吸收植物挥发油后的油脂可直接用于香料工业，也可加入无水乙醇，醇溶液减压蒸馏除去乙醇，再得到精油。该法可持久吸收挥发油，但设备投资相对较大，操作技术要求高，提取时间长。2.4 压榨法压榨法也就是将含挥发油较丰富的原料经机械撕裂粉粹压榨，将挥发油从植物组织中挤压出来，然后静置分层或用离心机分出油分，便可得到粗品挥发油。 由于压榨的过程中完全不用加热, 萃取出的挥发油香味和化学组成则完全来自于植物本身，因此所得挥发油质量好,
9、可保持原有的新鲜香味。但该法所得产品不纯 , 可能含有水分、叶绿素、粘液质及含有蜡的非挥发性的物质等杂质而呈混浊状态，同时挥发油很难被完全压榨出来。该法操作步骤比较复杂, 且出油率低 , 故不适用于工业生产。3 植物精油的现代提取方法3.1 酶提取法 ( Enzymes extraction，简称 EE) 酶提取法是根据植物细胞壁的构成, 利用酶反应具有高度专一性的特点选择相应的酶 , 将细胞壁的组成成分 ( 纤维素、半纤维素和果胶质 ) 水解或降解 , 引起细胞壁及细胞间质结构产生局部疏松、膨胀、崩溃等变化，减小细胞壁、细胞间质等传质屏障对挥发性成分从细胞内向提取介质扩散的传质阻力，从而提高
10、挥发性化学成分的提取率。5 酶可以在温和条件下分解植物组织, 较大幅度地提高精油的收率, 是一项很有前途的新技术。例如：用纤维素酶处理松针叶提取精油, 并以不加酶处理松针叶为对照 , 结果是加酶处理松针叶精油收率比对照品提高48 %。3.2 超临界流体萃取法 ( supercritical fluidextraction，简称 SFE)超临界流体萃取法是20 世纪 60 年代兴起的一种廉价，快速，高效，工艺简单的新型提取分离技术，目前在我国主要用于天然产物中有效化学成分的提取。其原理是利用超临界流体（CO2 、烯、丙烷、丙烯、水等）的独特萃取溶解能力，和物质在超临界流体中的溶解度对温度、压力的
11、变化非常敏感的特性，通过升温或降压的办法将超临界流体中所溶解的物质分离出来，从而达到分离提纯的目的。超临界流体萃取以超临界流体为萃取剂，由于超临界流体具有密度高、粘度小、扩散系数和介电常数大等特点，因此它比传统使用有机溶剂萃取具有更好的萃取能力。 SFE 法提取芳香植物的精油，萃取时的温度较低，可使香料或中草药中的有效精油成分免遭破坏，具有防止氧化、 热分解及保持其生物活性，提高产品质量等突出优点。同时常用的萃取剂CO2无毒，不残留有机溶剂，可以减少对环境的污染。但由于该法工艺技术要求高，设备费用投资大，在我国的应用还没有完全普及。3.3 亚临界水萃取 ( Sub critical water
12、 extraction，简称 SWE ) 常温常压下，水是极性很大的溶剂，随着温度的升高，水的极性会降低，对中极性和非极性有机物的溶解能力也会增加。亚临界水也称为高温水、超加热水、高压热水或热液态水，是指在一定的压力下，将水加热到100 以上，临界温度 374 以下的高温，水体仍然保持在液体状态，它的极性会随温度变6 化而改变。亚临界水对中极性和非极性有机物具有一定的溶解能力，通过改变亚临界水的温度和压力，可以改变水的极性，温度升高，极性降低，亚临界水对有机物的溶解能力也就大大增加，从而可以选择性的从萃取样品中萃取不同极性的有机化合物。同时，采用纯水作萃取剂，不用或者很少使用有机溶剂，因此，它
13、可以大大减少环境污染。3.4 超声波辅助提取法 ( Ultrasound assisted extraction，简称 USE) 超声波辅助提取法 ( USE 法) 是利用超声波产生的强烈的空化效应、机械振动、粉碎和搅拌等特殊作用，对细胞膜进行破坏，使溶剂渗入其中，从而加速植物中有效成分的溶出。与常规有机溶剂提取方法相比，提取操作简便、温度较低、耗费的时间短、提取率高，但对提取瓶玻璃器壁的厚度及提取瓶的放置位置要求较高，这两个因素将会直接影响超声波效果。目前该法多用于小型实验室研究，在工业生产中的大规模应用，还需要解决设备的放大问题。3.5 微波辅助萃取法 ( Microwave accele
14、rated distillation，简称 MAD) 微波辅助萃取法（ MAD 法）是指用合适的溶剂在微波反应器中从天然药用植物、矿物及动物组织中提取各种化学成分的技术和方法。微波指频率在300MHz-300KMHz 的电磁波，具有穿透力强、选择性强、加热效率高等特点。微波辅助萃取过程中，微波辐射导致植物细胞内的水等极性物质吸收微波能，产生大量热量， 细胞内温度迅速上升， 水气化导致细胞内部压力局部增大，当超过细胞膜 ( 壁) 的膨胀能力后，就会导致细胞的破裂、产生微孔和裂痕，从而使细胞内被萃取物质更易流出。显然，这种作用会大大增加植物细胞中目标组分的提取速度。7 微波辅助萃取法（ MAD 法
15、）是近几年发展起来的从天然物中提取精油的一种方法，它的优点是萃取时间短，装置简单，适用范围广，溶剂用量少，萃取效率高，与水蒸气蒸馏法和常规溶剂提取法相比，收油率明显较高，而且不会破坏精油的化学成分。3.6 微胶囊双水相萃取法( Microcapsule aqueoustwophase extraction，简称 MATPE) 微胶囊双水相萃取( MATPE) 是利用被提取物质在不同的两相系间分配行为的差异进行分离，选用环糊精做为包裹材料，提高了囊心的耐热稳定性，与环境中的水分、氧气及紫外线等不良环境因子隔离，从而避免受其不良影响，能有效地保护目标产物在提取过程中的化学和物理性质指标，在常温下可
16、得到性能稳定、 香味均一的挥发油成分。 采用微胶囊双水相法可提取薄荷油、丁香油、柠檬油等，具有较高的选择性和专一性，能提取醛、酮、醇等弱极性及无极性香味成分，适合混合香料的提取。MATPE 法把微胶囊技术和双水相萃取技术相结合，用于提取植物精油，能避免提取过程中的高温、氧化、聚合等情况发生，不仅提高精油的提取率和纯度，而且有效地保护了精油的天然组分。3.8 固相微萃取法 ( Solid phase micro extraction，简称 SPME) 固相微萃取 (SPME) 是近年来出现的一种新型的无溶剂样品预处理技术，在香味分析上得到越来越广泛的应用， 特别适合于芳香化合物的定性和定量分析。SPME 法通过吸附 / 脱附技术，富集样品中的挥发和半挥发性成分，克服了传统提取技术样品用量大、耗时、处理效果差等缺点，具有分析时间短、不使用有机溶剂、低成本、灵敏度高、操作简便快速的优越性，将采样、萃取、进样检8 测有机融合， 并能与液相色谱分析仪联用。SPME 需要样本量小， 采样时间非常短， 可最大限度保护植物化学成分， 尤其适用于花粉中挥发性物
