氢原子百科 
芳香油（英文名：essential oils[1] ）是植物体内一种代谢过程中的次生物质，是从植物的根、茎、叶、枝、干、花、果、籽以及分泌出的树脂、树膏中提取的具有特征性香气的油状物质，[3]也称为挥发油、精油。[3]
芳香油的历史可以追溯到5000年前[注1]的神农氏，[6]17至18世纪，随着显微技术的进步，产生芳香油有关的植物分泌结构逐渐被认知。19世纪以后，芳香油的化学组成逐渐被鉴定出来，对芳香油的提取方法也有了改进和提高。[2][7][6]芳香油由不同类的化学分子组成，主要包括萜烯、内酯、吡嗪、醚类、酯类和其他分子。[8]芳香油在常温下通常是透明、流动的液体，颜色从无色到黄色、绿色或棕色不等。[3]芳香油能随水蒸气蒸出，易溶于多种挥发性有机溶剂如苯、乙醇等，具有一定的溶解能力，能溶解各种蜡、树脂、石蜡油等物质。[3][9]芳香油是可燃液体，质量易受光、潮气和空气影响而导致变质。[3][9]
芳香油被广泛应用于日化、医药、化妆品和食品等行业。如肉桂精油、柠檬精油等多用于护肤产品及药用按摩中。在食品行业中，部分芳香油被用作食品添加剂，以优化食品的味道。[10][6]
研究历史
早在5000年前[注1]神农氏就发现了植物的“芳香性”，[6]大约在3000年前[注1]人们就发明了原始的蒸馏器以提取植物中的芳香油，8至9世纪伊朗人开始用水蒸馏法制取芳香油。[2]17至18世纪随着显微技术的进步，人们逐渐认识了与产生芳香油有关的植物分泌结构。19世纪以后，人们逐渐认识和鉴定了许多芳香油的化学组成，对芳香油的提取方法也进行了改进和提高。[2][7][6]
1835年，罗比奎（Robigvet）首先用溶剂法提取芳香油成功，并逐渐实现产业化生产，20世纪70年代苏联科学家用液态CO2对芳香油的提取，逐渐发展成为超临界萃取技术。[7]随着科学技术的飞速发展，对芳香油的分离鉴定也有很大的进展。如采用气相色谱—质谱—数据系统（GC/MS/DS）联用技术，结合薄层层析一光谱（TLC/SP）技术联用法，能快速准确地鉴定芳香物质的化学成分。[2]
主要分类
芳香油由不同类的化学分子组成，主要包括萜烯、内酯、吡嗪、醚类、酯类和其他分子。芳香油中最重要的是单萜烯和倍半萜烯，芳香油独特气味便是由这两种化学物质产生的。[8]芳香油按其化学成分可分为四大类：[2]
| 名称 | 简介 |
|---|---|
| 萜类衍生物 | 萜类衍生物是芳香油中最大的一类，包括通式为(C5H8)n化合物及其衍生物； 单萜衍生物类主要有链状单萜类，如橙花醇、香叶醇、月桂烯，薰衣草醇等；单环萜类，如环柠檬醛、草酚酮等；双环单萜类，如樟脑、蒎烯、茴香醇等； 倍半萜衍生物类主要有开链倍半萜，如金合欢醇；单环倍半萜， 如γ-没药烯， 吉酮等；萘型倍半萜， 如α-桉叶醇、β-杜松烯等；奥型倍半萜， 如愈创木醇；二环倍半萜， 如广霍香酮； 二萜或三萜衍生物类萜类衍生中较少的一类， 如紫杉醇等；四萜以上的衍生物多无芳香性 |
| 芳香族化合物 | 芳香族化合物是芳香油中第二大类化合物， 是含苯环的化合物，主要有芳香烃类， 如苏合香烃；芳香醛类， 如洋茉莉醛；芳香醇类， 如肉桂醇；芳香酮类， 如苯乙酮；芳香醚类， 如α-细莘醚 |
| 脂肪族化合物 | 脂肪族化合物是一些小分子的化合物，按其官能团分为：脂肪醇类，如人参烯醇；脂肪醛类，如紫罗兰叶醛；脂肪酮类，如芸香叶酮；脂肪酸类，如肉豆蔻酸 |
| 含氮与硫化合物 | 含氮与硫化合物是含有N或S的有机化合物，主要存在于辛辣刺激的芳香植物中，其中以含S的芳香化合物较多，如大蒜中的大蒜素，姜油中的二甲基硫醚，芥子油中的异硫氰酸丙烯脂等；含N的芳香化合物常见的有存在于茉莉、玳玳中的吲哚，存在于柠檬中的吡咯，存在于川芎中的四甲基吡嗪等 |
| 参考资料[2][7] | |
物理性质
芳香油在常温（室温）时是易流动的、透明的、无色或带有特殊颜色（黄色、绿色、棕色）的液体，有的还有荧光，[3]但某些芳香油在温度稍低时会变成固体，如大茴香油和小茴香油。[9]
芳香油几乎不溶于水，或者溶解得极微，但也有少数芳香油成分溶于水中如玫瑰油中的苯乙醇，大多数芳香油都比水轻，但也有比水重的如香根油、桂皮油。比水轻的称为轻油，比水重的称为重油，[3]如丁香油、苦杏仁油、芥子油等。[9]
芳香油能随水蒸气蒸出，易溶于多种挥发性有机溶剂如苯、乙醇、乙醚以及丙酮中，还能溶于乙二醇。芳香油具有一定的溶解能力，能溶解各种蜡、树脂、石蜡油、脂肪以及树胶等物质。[3][9]
化学性质
光、潮气和空气对芳香油质量有不利影响，会促进芳香油的氧化树脂化、聚合，并使香气变劣。当过多水分存在时，芳香油中的成分将易于水解，异构化，使芳香油质量下降。[3]芳香油是可燃液体，一般芳香油的燃点均在45～100℃，柑橘油、柠檬油为47～48℃，香根油比较高为130℃，一般芳香油属于三级易燃危险品。[3][9]
芳香油在常温下是油状液体，少数挥发油如薄荷油、樟油等冷却后可析出结晶性固体，称为“脑”如薄荷脑、樟脑。析出结晶后的油称为“脱脑油”。[3]
芳香油的组成成分中大多数含有烯类化合物，具有不对称碳原子，所以几乎都具有旋光性。由于芳香油的组成成分绝大多数是烯类，因此化学性质也是烯的性质，易被氧化形成氧化物。[3]
分布情况
芳香油主要从植物的根、茎、叶、枝、干、花、果、籽以及分泌出的树脂、树膏中提取出来的。[3]芳香油在植物的油腺、腺毛、腺表皮和蜜腺等中形成，后逐渐分泌出来，主要是由某些植物细胞合成，并把它们排出体外、细胞外或积累于细胞内的分泌结构产生。[2]
相关作用
植物的腺表皮分泌的芳香油有一定的芳香，并有利于粘住花粉和控制花粉萌发的作用，如矮牵牛（Petunia hybrida），漆树（Rhus verniciflua）等；而许多食虫植物的腺毛能分泌芳香性的蜜汁，可以引诱昆虫；蜜腺分泌有香味的蜜汁，可以招引昆虫以利传粉，如乌柏（Sapium sebiferum），一品红（Euphorbia pulcherrima） 等。[2]
植物种类
芳香油虽然在植物体内普遍存在，但因种类不同其含量有较大差别。如松科（Pinaceae）、柏科（Cupressaceae）、芸香科（Rutaceae）、唇形科（Labiatae）、桃金娘科（Myrtaceae）、伞形科（Umbelliferae）、蔷薇科（Rosaceae）及木兰科等。[2]
植物器官
同一植物的芳香油在植物体内并非均衡分布，而多集中分布于花、果、叶、根、茎或种子等某些器官。如鸢尾属植物的芳香油集中分布于根部和块茎内；松、柏科以茎干中含量较高；茉莉、桂花以花中含量较高；而茴香（Foeniculum japonicum）、芫荽（Coriandrum sativum）则以果实含量最高。[2]
环境因子
同种植物生长在不同的环境中芳香油的含量不同，这与不同环境给细胞合成芳香油所提供的营养元素有关。另外，环境温度、湿度的适宜性也影响着合成速度的快慢。如四川省是藿香（Agastache rugosus）的主产地，川产藿香的芳香油含量也高于其他地区。[2]
分泌方式
就分泌方式而言，以内分泌为主的植物，因其芳香油不排出体外，不易散发和流失，故含量较高。而以外分泌方式为主的植物，因其芳香油排出体外，散发于空气之中，虽易于闻到，但体内基础含量却相对较少。 [2]
蒸馏法
蒸馏法的原理是通过加热，使植物油腺细胞中所含的芳香油渗出，与水一同汽化变成蒸气，再经过冷凝，即形成油和水的混合物，最后经过油水分离器将芳香油分离出来。蒸馏法又分为水上蒸馏、水中蒸馏和水蒸气蒸馏三种，适用于提取花、叶、根、茎等部位的芳香油。[4][5]
水上蒸馏又叫隔水蒸馏，是先在蒸馏锅中加入一定量的清水，再放上蒸垫。蒸垫不接触到水，以离水面5~6寸为宜。然后把原料放在蒸垫上，装料时要松紧适当、均匀，靠近锅周围处要略微压紧，中部凸起，呈馒头状。然后加热，加热时先用猛火使锅内水很快沸腾，待冷凝器下口有油水混合液流出时，火力放平稳，待蒸馏快结束时，再加大火力。[4][5]
水中蒸馏又叫泡蒸，是将原料直接浸入蒸馏的水里，加盖密封，然后烧水蒸煮，一直蒸到馏液澄清，不再浮有油花时为止。[4][5]
水蒸气蒸馏是利用水蒸气管直接向蒸馏锅中喷出水蒸气，也可以用水蒸气加热蒸馏锅中的清水，由蒸馏锅中产生蒸汽，进行蒸馏。[4][5]
浸提法
浸提法是一种利用有机溶剂处理提取芳香油的方法，主要适用于从鲜花类如桂花、茉莉花、玫瑰花中提取芳香油。常用的有机溶剂是沸点为60-70℃的石油醚。具体操作程序是：在石油醚中加入5%的液体石蜡，加热蒸馏回收，倒入能密闭的容器中。然后把花蕾放进去浸泡约90分钟，倒出浸泡液；再倒进新的经过处理的石油醚，重新浸泡60分钟。将两次浸泡液混合在一起，放在750一760毫米水银柱下进行减压蒸馏，回收石油醚，回收时可以加入2%的无水酒精，以便于石油醚被回收干净。[4]
压榨法
压榨法是利用专门的压榨机将植物果皮内的精油压榨出来，然后经过分离、过滤等工序，将芳香油提取出来，适合于从柑桔、柠檬、柚子等果实类的果皮中提取芳香油。[4][5]
吸附法
在芳香油的提取中，吸附法应用较蒸馏法、浸提法少。芳香油生产所应用的吸附多为物理吸附，是由分子间引力所引起的，无选择性而且可逆，吸附为自动发热过程，吸附多为多分子吸附，吸附剂本身不发生变化，通过脱附，就能回收芳香油，而且芳香油的质量不会发生改变。常用的吸附剂有硅胶、活性炭等。吸附法分三种：脂肪冷吸法、油脂温浸法、吹气吸附法。[3]
脂肪冷吸法是先将脂肪基涂于方框的玻璃板的两面，随即将花蕾平铺于每框涂有脂肪基的玻璃板上，铺了花的框子应层层叠起，木框内玻璃板上的鲜花直接与脂肪基接触，脂肪基就起到吸附作用。每天更换一次鲜花，直至脂肪基中芳香物质基本上达到饱和时为止。然后将脂肪基从玻璃板上刮下，即得冷吸脂肪。[3]
油脂温浸法是将鲜花浸在温热的精炼过的油脂中，经一定时间后更换鲜花，直至油脂中芳香物质过饱和时为止，除去废花后，即得香花香脂。[3]
吹气吸附法是利用具有一定湿度的空气和风量均匀地鼓入一格格盛装鲜花的花筛中，从花层中吹出的香气，进入活性炭吸附层，香气被活性炭吸附达饱和时，再用溶剂进行多次脱附回收溶剂，即得吹附芳香油。[3]
超临界提取法
超临界流体萃取是一种是利用流体（溶剂）在临界点附近某一区域（超临界区）内，它与待分离混合物中的溶质具有异常相平衡行为和传递性能、且它对溶质溶解能力随压力和温度改变而在相当宽的范围内变动这一特性而达到溶质分离的一项技术。利用这种所谓超临界流体作为溶剂，可从多种液态或固态混合物中萃取出待分离的组分。[3]
固相微萃取法
固相微萃取通常以熔融石英光导纤维为基体支持物，依据“相似相溶”的原理，在其表面涂渍不同性质的高分子固定相薄层，通过直接或顶空方式，对待测物进行提取、富集、进样和解析。该技术操作方便，耗时短，无须添加任何有机溶剂，避免了对环境的二次污染，但无法高效彻底分离一些极性差异不明显的物质，且装置价格昂贵，普适性不高。[10]
酶提取法
酶提取法是一种生物提取方法，利用细菌和酵母菌等微生物合成纤维素酶和果胶酶，在酶的作用下，降解植物原料中的纤维素和果胶，破坏植物细胞壁，使细胞内成分溶解于溶剂中。其特点是基于酶催化的高效专一性，有效提高了芳香油的提取率。[10]
无溶剂微波提取法
无溶剂微波提取法是一种将微波加热和常压干馏相结合的新技术。在微波的作用下，通过植物体内的原位水变成水蒸气后与芳香油一起馏出，再通过分离得到芳香油。此法与水蒸气蒸馏法相比，减少了用水量，有助于减少能源使用和后续油水分离。该方法是一种新型、绿色的芳香油提取技术，主要优点是无须添加水或溶剂、提取速度快、芳香油损失少及清洁环保。[10]
超声辅助提取技术
超声辅助提取技术是在芳香油提取中采用超声波进行辅助，一方面，在超声波空化作用的影响下，提高芳香油的溶出速度；另一方面，利用超声波的机械振动、乳化、化学效应等次级效应，提升芳香油与溶剂的混合效果，加快芳香油溶入溶剂的速度。[10]
应用现状
参考资料 10
- 参考 1
- 参考 2
- 参考 3
- 参考 4
- 参考 5
- 参考 6
- 参考 7
- 参考 8
- 参考 9
- 参考 10
注释
- 截至2024年11月