對長白山香料植物提取香氣成分的研究

肖影 秦立武 劉麗杰 陳慶紅 趙瑩 李冰巖 劉穎

摘要：本研究旨在開展香蒿的香氣成分提取工藝進行分析研究，通過實驗室工藝確定最佳配水量以及蒸餾時間，并通過實際應用實證。本研究同時對長白山其他幾種常見的香料香氣成分的提取展開相關分析。

關鍵詞：香蒿；精油；香氣

中圖分類號： TS255.7 文獻標識碼： A DOI編號： 10.14025/j.cnki.jlny.2018.10.027

在我國廣袤的土地上，擁有的植物天然性香料的資源極其豐富，已知的天然芳香植物種類有500多種[1]。當前我國的精油出口量占全世界總額近10%[2]。而由于當前的香料植物提取加工工藝相對落后，香料的資源往往只有小部分會被開發與利用，而很多的植物天然性香料也只能進行初步的提取，其產量與純度極低，因此不少的產品會被運往國外再進行二次的深加工，這種現狀迫使我國只能被視為潛在香料大國[3-4]。因此在國內市場上，天然性的植物性香料往往緊俏，大量寶貴資源被嚴重的浪費。以長白山為例，該山區有野生植物種類達1619種，而之中屬于香料植物的有百種之多。結合長白山的植物種類，為了分析該山區的香料植物香氣成分提取技術，結合山區香料植物的保護等級、數量基數以及香氣成分提取難易程度等因素考慮，本次研究擬對本區的蒿屬植物香蒿的香氣提取技術展開研究。

1香蒿的利用價值

香蒿是長白山中一種野生較多的植物，其有較高的可利用價值。我國歷史上早己作為中藥、香料進行使用，香蒿在中藥當中性溫，且香蒿嫩枝葉可入藥，具有涼血、清熱、解暑作用，可以用來治血熱、啞血、骨蒸潮熱、中暑、頭暈、久熱及寒熱等癥狀；香蒿全草可提取出芳香油，并供化學、工業以及藥用。香蒿精油提取，是對長白山當地野生資源的一種有效的開發與利用，具有較高的經濟價值與社會效應。同時，香蒿精油提取也能為天然香料增添新品種。香蒿精油具涼香、藥香，氣味清爽、香氣濃郁，該精油適用于男用的化妝品當中，同時亦可用來做香水、香皂以及空氣清新劑等[5]。

2香蒿的形態特征

香蒿又名為圓頭蒿，是一種小灌木。其植株的主根相對粗長，同時為木質、垂直根，側根較多，水平的伸展。同時香蒿莖通常有多枚并且成叢，通常高為80～150厘米，呈現灰黃色。植株干時呈現灰褐色，有薄片狀的可剝落外皮。同時香蒿葉稍厚，呈現半肉質，多為黃綠色；其短枝上的葉常密集簇生狀生長；在莖下部或中部的葉形多呈現寬卵形或者卵形。香蒿的花為頭狀花序，花果期為7～10月。

3精油提取試驗

為開發利用長白山這種野生的香料資源，本研究采用了蒸餾法，分別對處于不同生長期的香蒿當中油的含量及兩個影響精油提取率的因素進行相對系統地試驗探究，探索出關于香蒿精油的較佳的提取工藝流程。香蒿提取精油，主要是以香蒿的莖、葉、花果等作為香料原料。通過實驗研究提示，香蒿葉子在受熱之后會粘合，并且阻礙蒸汽的透入。因此將其置于水中進行蒸餾，香蒿原料直接與水進行接觸，并通過水滲的作用，將油從香蒿株體滲透出，實現理想出油。

3.1香蒿精油生產試驗

本研究通過應用電加熱蒸汽發生器來進行香蒿精油蒸餾提取。電加熱蒸汽發生器的設備構成有四個部分，分別為蒸餾釜、鵝頸管、冷凝器以及油-水分離器[6]。

蒸餾釜的外觀整體為一個圓柱形，且具有球冠式的釜底，其上部的開口為香料加料入口，體積大小為1.2平方米。而鵝頸管則是帶有蒸餾釜的上口圓錐形的蓋子，其連接著鋁質的列管冷凝器，使蒸汽在此冷凝以及冷卻式餾出液體。再經過用鋁材制作，既為接收餾出液體的容器，又為精油和水分離器的油-水分離器。

3.2實驗室工藝分析

3.2.1 確定加水量 控制投料一定，保持蒸餾時間不變，改變加水量，測定精油的出油率，見表1。

表1顯示出當投料量控制為200克，加水量5倍以下的出油率相對較低，而7倍左右的出油率相對較高。以干料量7倍的加水量為宜。

3.2.2 確定蒸餾時間 控制投料一定，保持加水量不變，改變蒸餾時間，測定精油的出油率，見表2。

表2顯示出當投料量控制為200克，蒸餾的時間控制在120～150分鐘為宜。

3.3精油提取的工藝流程

精油提取的工藝流程分為7個步驟，按順序依次為：投料 -加水-蒸餾-冷卻-油水分離-精油-包裝。

3.4實際操作結果

通過電加熱蒸汽發生器做的8.18公斤的晾干香蒿，加7倍于香蒿質量的水，通過130分鐘時間蒸餾提取出了0.005公斤精油，出油率為0.0611%。實際操作結果符合實驗室工藝分析結果。

4工藝結論

通過進行實驗工藝分析結果，我們認為在香蒿的提取工藝中，最佳的加水量應當控制為投料量的7倍左右，而最佳的蒸餾時間應控制120～150分鐘。同時在蒸餾時也應注意各方面的事項，經過實際操作發現，蒸餾起初的火力應當加大，待到有餾出液出現時再將火力適當的減小，并維持穩定加熱。蒸出的油、水汽需要得到更加充分的冷凝。在蒸餾即將結束時則應當加大火力，使附著于蒸釜壁上的精油被充分的蒸出。在蒸餾的整個過程中不可進行壓火或進行停火操作，否則會影響到香蒿精油的出油率。

5討論

天然性的植物性香料通常是采自于不同芳香植物的不同的部位，因此，香氣提取的方法以及設備通常都略有區別。但是香料通常都具有一個共同特點，就是香氣都具一定的揮發性。利用這個性質，有效的對植物性天然性的香料進行提取的常用方法主要是蒸餾法。本研究通過對長白山中較為常見的一種香料植物香蒿的香氣成分提取工藝展開研究，確定了該精油的最佳提取方案，并且通過實際操作獲得一定量的成品。研究的操作相對成功，本研究同時提示我們對于長白山的香料植物的香氣成分提取的可行性。在長白山區的1619種已知的野生植物當中，發現的香料植物就達到百余種之多，這提示著我們，長白山是一個極大的香料寶庫。

本研究在開展香蒿的香氣成分提取實驗前對長白山地區常見的香料植物進行搜集分析，發現除了蒿屬植物的香蒿以外，長白山山區還具備有杜香、松香以及人參花、葉等三種較為普遍存在的香料植物，它們均具有明顯的香氣成分提取價值。其中蒿屬植物數量大，原料易獲得，香氣濃厚，其同時也非是長白山專屬的獨特，在其他各地中也有大量的蒿屬植物生長，基于此，本研究主要以研究蒿屬植物的精油提取工藝。而杜香則是具備特殊香味，其原料也易獲得，但是其存在的缺點是相對的植株數量不大，仍要進行大規模的引種馴化才能實現工業化的香料生產。松香則是一直以來民間一直在提取的一種香料，其植株同時也易受到害蟲為害，造成產香效率較低。另外，人參花、葉則是具有長白山特色的植物，其廣為人所熟知，但是人參花、葉的缺點是香味成分不多，其提取工藝也需要進行更深層次的研究。

長白山的香料植物資源豐富，對于其香料植物的香氣成分的研究仍然需要持續不斷的進行下去。

參考文獻

[1]畢寒，閻峰.我國植物性天然香料提取技術的發展現狀及趨勢[J].遼寧化工，2017，46（07）：714-716.

[2]陳金明.杭白菊天然香料制備工藝及應用研究[D].華南農業大學，2012.

[3]蘇曉云.簡論從香料植物原料提取天然香料的幾種方法[J].科技創新導報，2008（23）：129.

[4]王兆松，許正，徐春堂，等.新疆部分地區野生香料植物資源現狀與開發利用對策[J].西北農業學報，2005，14（03）：110-113.

[5]梅家齊.芳香養生觀光園產業發展及應用——天然香料新的經濟增長點[J].中國香料香精學術研討會，2016.

作者簡介：肖影，本科學歷，助理研究員，研究方向：森林食品，食品安全，植物保護。