王秀环，孙伟卫，季新燕，冯前进

（山西中医学院，山西太原030024）

迷迭香精油提取工艺研究进展

Review on extraction of essential oil from Rosmarinus officialis L.

王秀环，孙伟卫，季新燕，冯前进

（山西中医学院，山西太原030024）

迷迭香精油；提取工艺；研究进展

迷迭香（Rosmarinus officialis L.），味辛性温，原产于地中海一带国家，为唇形科灌木，高度可达2 m，其叶子常常在枝上丛生，有极短的柄或无柄，呈线形，1981年由中国科学院植物研究所北京植物园引种至我国，并培育成功，现已在世界范围内广泛种植。迷迭香除具有观赏价值外，更是一种重要的天然香料植物，现已广泛应用于日用化工、食品添加和医药保健等领域［1］。现代研究表明，迷迭香中主要的有效部位有两个：一个是精油，即挥发性成分，主要包括单萜、倍半萜等萜类成分；另一个是抗氧化剂成分，即非挥发性成分，主要为二萜类（鼠尾草酸、鼠尾草酚、迷迭香酚、熊果酸、迷迭香酸）等成分［2-4］。其中，迷迭香精油多存在于迷迭香叶及梗中，有明显的抑菌、抗氧化、缓解胃痉挛、胃胀、促进肠部运动、增强食欲、消炎镇痛等药理作用，其抗痤疮作用以丙酸杆菌较强，还能够通过抑制细菌繁殖而有效抑制大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和霍乱弧菌等多种细菌［5］。目前，迷迭香精油提取方法有很多，主要包括有机溶剂提取法、水蒸气蒸馏法、微波辅助提取法、吸附法、压榨法、超声波提取法、瞬间降压法、酶法辅助提取法和超临界CO2萃取法等［6-9］。不同的提取方法各有优缺点，因此，为了进一步深入研究迷迭香精油，本研究将其提取方法总结归纳如下。

1 有机溶剂提取法

迷迭香精油中主要化学成分是单萜和倍半萜及其衍生物，具有脂溶性，不易溶于水，故可以根据“相似相溶”的原理，利用有机溶剂对其进行提取。主要是利用低沸点的有机溶剂如乙醚、石油醚等冷浸提取或连续回流法提取中药中有效成分，得提取液，再经蒸馏或减压蒸馏除去溶剂即可得粗制精油［10-12］。

有机溶剂提取法能够将植物体中的油脂、树脂、蜡等同时提出来，致使精油中含杂质较多，影响精油的质量。而且，虽然有机溶剂法所得精油率高，但因其极易导致溶剂残留，提取时间较长，必须要增加蒸馏装置来除去有机溶剂才能得到精油。所以，其成本较高，不适于工业化生产应用。

郑秋闿［13］采用有机溶剂法提取了迷迭香中的抗氧化成分，以溶剂、料液比、提取时间、环境等因素为指标优化迷迭香抗氧化剂的提取工艺条件，佐以红外光谱、质谱、液质联用、高效液相色谱分析，确定了迷迭香提取物主要成分及其在提取物中所占比重。

2 水蒸气蒸馏法

水蒸气蒸馏法主要应用于挥发油的提取，水蒸气蒸馏分为水中蒸馏和水上蒸馏，它受到溶剂浓度、料液比、提取次数以及提取时间的影响。水中蒸馏法即直接把将要提取的药材原料放入盛有较多水的锅中，加热煮沸，蒸馏；水上蒸馏法是指在锅的下部装上多孔板，板上放原料，板下是水，加热过程中，水蒸气向上走，穿过原料而进行蒸馏，蒸汽经过冷凝器，再经油水分离器分离，最后得到挥发油。该法可以分离沸点较高且不溶于水的精油物质。

水蒸气蒸馏法操作简单、耗资少，但是蒸馏时间长，而且提取温度高，容易使挥发油中的热敏性成分分解和易水解的成分挥发、水解。

刘昭明等［14］采用水蒸气蒸馏法提取迷迭香挥发油，将100 g迷迭香样品使用水蒸气蒸馏法提取6 h，静置分层后得到淡黄色精油2.54 mL，并采用GCMS联用技术分析了挥发油的化学成分，其研究结果为：迷迭香挥发油提取率为2.27%，从迷迭香挥发油中分离鉴定出20种化合物，占挥发油总量的99.5%，其主要化学成分为α-蒎烯和1，8-桉叶油素，分别占43.36%和32.10%。张俊清等［15］采用正交设计法探讨了迷迭香精油水蒸气蒸馏提取最佳工艺，以出油率、α-蒎烯含量、1，8-桉叶素含量等指标进行综合评价、优化提取工艺。其研究结果为：水蒸气蒸馏法提取迷迭香精油的最佳提取工艺为迷迭香不粉碎、30倍量水、提取4 h，此时提取的精油最稳定、有效。

王化［16］以迷迭香中迷迭香精油、3个天然活性成分为考察指标，优选迷迭香天然抗氧化剂水蒸气蒸馏法提取分离工艺，当蒸馏时间为1.5 h时，精油得率为1.93 mL/100 g；该条件下提取迷迭香精油的毛油中共鉴定出31种化合物，主要为烯萜类化合物，占毛油总量的94.74%。黄宏妙等［17］采用水蒸气蒸馏法提取迷迭香挥发油成分，并运用正交设计优化其提取工艺。其结果表明，迷迭香挥发油最佳提取工艺条件为：迷迭香剪成1 cm长的小段、料水质量比1∶15、浸泡3 h提取4 h，此时精油得率为1.870%。

廖俊杰等［18］通过水蒸气蒸馏法从粤产迷迭香茎叶中提取精油，用GC-MS气质联用仪对迷迭香精油进行了化学成分分析，其迷迭香精油的提取率为1.1%，从精油中检测出的32种精油成分与以往文献报道结果基本相同。

3 微波辅助提取法

微波辅助提取法其工作原理是通过微波辐射高频电磁波以穿透萃取介质，药材原料的内部维管束和腺胞系统吸收微波能后细胞内部升温，增大细胞内部压力，超过细胞壁所能承受的范围，从而使细胞破裂，胞内有效成分流出，再在低温条件下被介质溶解，进而达到提取物料有效成分的目的［19-21］。

未来一周， 台风活动频繁， 受其影响华北南部、东北地区中南部、黄淮北部、江南东部、华南及西南地区等地累积降雨量有50-80 毫米， 其中华南南部、江南东部、黄淮西北部、东北地区中南部及云南南部等地的部分地区有100-180 毫米， 局部地区有200-400 毫米降雨； 上述大部地区降雨量较常年同期偏多3-8 成，局地偏多1 倍以上。

微波提取是能够提高萃取率的一种新技术，一直以来都被作为一种优良的生物活性物质提取方法而被广泛应用。具有方法简单易学、提取时间短及出油率高等特点。但经检测后发现其所得精油的品质较差，而且操作过程中有一定程度的危险性，所以将不采用此法进行迷迭香精油的提取。

王乃馨［22］在单因素实验的基础上，采用Box-Behnken试验定量分析了液料比、提取时间、微波功率三因素对微波辅助提取迷迭香挥发油工艺的影响，并进行了优化，通过响应曲面二次回归方程模型方差分析，最终得到迷迭香精油微波辅助法的最佳提取工艺条件为：液料比12.3 mL/g、提取时间125 s和微波功率500 W，此时精油得率达到最大值4.05%。

4 超声波提取法

超声波提取技术是近年来中草药活性成分提取方法中比较常见一种方法，其原理是利用超声波的空化作用加强植物有效成分的浸出提取。天然植物药用成分大多位于细胞内，提取时如果不能够使用适当的机械或化学方法将细胞破碎，就很难得到理想的提取效果［23-24］。超声波产生的强烈振动和高加速度可以加速分子运动，从而促进药物有效成分进入溶剂，进而提高提取效率，缩短提取时间，节约溶剂，同时又避免了高温对有效成分的破坏和影响。

李大伟［25］利用超声辅助提取法提取迷迭香叶中的主要生物活性成分，分别考察了乙醇浓度、酸稳定剂的种类、酸稳定剂的加入量、超声频率、超声功率、超声提取时间及固液比等影响因素，并对提取条件进行优化，研究结果表明，优化的较适宜的超声提取条件是：乙醇质量分数75%、3%（w/w）酸稳定剂用量（相对于乙醇）、超声频率28 kHz、超声功率200 W、超声提取时间40 min、固液比1∶16（g/mL）、超声温度25℃~35℃。在上述较适宜的提取条件下，鼠尾草酸的提取率可达18.64 mg/g。

超声波提取法设备简单、操作方便、提取时间短、无须加热，更加有利于热不稳定成分的提取。与此同时，超声波提取法还受到提取溶剂、固液比、超声处理时间、微波功率等条件的影响，在提取有效成分时必须考虑这些因素。

5 酶法辅助提取法

天然产物的有效成分大都存在于植物的细胞质中，其提取受到细胞壁的影响和阻碍，以往提取过程中总会有部分有效成分不能够被提取出而留在细胞质中［26］。然而，纤维素是植物细胞壁的主要成分，把纤维素酶作用于细胞壁，便可以将其分解，促使细胞内的有效物质溶出，从而达到提高提取率的目的［27］。根据这一原理可以将加酶处理法应用于迷迭香干叶挥发油的提取技术中。

吕晓玲等［28］利用纤维素酶酶解迷迭香干叶辅助水蒸气蒸馏法来提取迷迭香挥发油，并通过单因素实验和正交试验对其挥发油的提取工艺进行了研究和优化。结果表明，最佳酶解辅助提取工艺为：酶用量为0.2%、pH值为3、酶解温度为30℃、酶解2 h。且研究发现，在此条件下，酶法辅助水蒸气蒸馏法提取挥发油比直接水蒸气蒸馏法提取的出油率提高了68.8%。张琳琳［29］在单因素（酶解时间、酶解温度、pH值、酶用量）实验基础上，通过正交试验优化酶解工艺条件，对比了该法与单纯水蒸气蒸馏法。经纤维素酶预处理迷迭香干叶后，水蒸气蒸馏法提取精油的出油率为1.89%，与单纯使用水蒸气蒸馏法相比，出油率提高了68.8%，且经GC-MS分析后发现：纤维素酶处理迷迭香叶后，没有影响精油的品质。

6 超临界CO2萃取法

超临界流体萃取就是利用某些溶剂在临界值以上具有的特性来提取混合物中可溶性组分的一门新的分离技术。同传统的溶剂相比，它具有显著的产品回收率和纯度，改进了产品质量，降低能耗。超临界流体（SCF）是指热力学状态处于临界点之上的流体［30］，SCF是气、液界面刚刚消失的状态点，此时流体处于气态与液态之间的一种特殊状态，具有十分独特的物理化学性质。如超临界CO2萃取，其原理就是在高压超临界状态下，以液态CO2做抽提溶剂进行抽提，然后减压分离，随着压力下降，液态CO2不断汽化，可分离出所要提取物的有效组分［31］。

Bensebia O等［33］使用超临界流体萃取法提取迷迭香精油，研究结果为：以平均粒径＜150～436.38 pm、溶剂流速1～59 mL/min、萃取压力100～180 bar、萃取温度40℃～60℃、乙醇添加比例3%为最佳提取条件，最大得油率为7.6%。张玉红等［34］以萃取压力、萃取温度、分离压力、萃取时间四个因素为考察因素，每个因素选取三个水平进行了L9（34）正交试验研究，优化了超临界CO2萃取法萃取迷迭香精油的提取工艺，并利用气相色谱-质谱联用法（GC-MS）对其提取出的成分进行了分析，经优化后的最佳提取工艺为：萃取压力20 MPa，萃取温度45℃，分离压力6 MPa，萃取时间120 min，最大得率为4.01%。张冲等［35］将100 g迷迭香干茎叶加入到萃取釜中，采用10～15 MPa程序加压，35℃～40℃程序升温，萃取2 h，得黄色油状、气味芳香、刺激的迷迭香提取物（即为精油），计算其得率为1.2%。乐振窍等［36］采用L9（33）正交实验考察了萃取压力、温度、萃取时间三因素三水平对迷迭香精油得率的影响；在此基础上对水携带剂进行单因素考察，分析其对成品物性、得率以及有效成分的影响。其研究发现：当压力为40 MPa、温度80℃、萃取时间2.5 h、水携带剂含量20%时可以达到较好的得率和有效成分含量，为最佳提取工艺，这时最大得油率可达7.2%。

此外，有相关研究者还对比研究了超临界CO2流体萃取（SFE）与水蒸气蒸馏法（SD）在提取迷迭香精油上的优劣。黄景荣等［37］采用气质联机（GC-MS）分析，人工解析质谱图与计算机谱库检索相结合的方法，对SFE与SD提取的迷迭香油进行化学成分分析，采用色谱峰面积归一化法计算各组分的相对含量，并与迷迭香油的国际标准比较，确定两种方法提取的迷迭香油的成分类型，进而对比两种方法提取迷迭香精油的优劣。结果表明，SFE法最大出油率达4.40%，共鉴定了52种化合物，该法提取的迷迭香油与突尼斯和摩洛哥型迷迭香油更为接近；SD法最大出油率只有1.40%，共鉴定了36种化合物，其提取的迷迭香油与西班牙型更为接近；二者得到的相同成分共有23种，主要成分都是α-蒎烯和1，8-桉叶素等。其研究结果表明，对于迷迭香精油的提取，SFE法明显优于SD法。

李黎等［38］对比研究了水蒸气蒸溜法和超临界CO2萃取法所提取迷迭香精油对白纹伊蚊的趋避作用，并利用GC/MS联用仪分析2种精油的化学成分。结果表明：超临界CO2提取的迷迭香精油对白纹伊蚊的驱避时间是（5.82±1.13）h，达到国标驱避剂评价的B级标准，优于水蒸气蒸馏法所制得的精油。

以上研究表明，相比于水蒸气蒸馏法，超临界流体萃取法提取迷迭香精油的出油率更高，有效成分分离率高。超临界流体萃取法具有无有机溶剂残留、天然植物中活性成分和热不稳定成分不易被分解破坏，集提取、分离、浓缩为一体等优点，对于保护物质活性方面有很重要的意义［32］。超临界流体的黏度接近于气体，密度接近于液体，扩散系数介于气体和液体之间，兼有气体和液体的优点，既像气体一样容易扩散，又像液体一样有很强的溶解能力，其常用的超临界流体（SCF）有二氧化碳、乙烯、丙烯、丙烷、水等，因此SCF具有高扩散性和高溶解性。但是由于该法工艺技术要求较高，设备费用投资大，应用还不普遍。

7 结语

近年来，人工合成抗氧化剂具有一定的副作用和未知的潜在危害，使得人们对象迷迭香这样的天然抗氧化剂更加青睐，因此对于迷迭香这种天然抗氧化物的研究也俨然变得更加深入。由于科学技术的不断发展、前进，使得超声波、微波、超临界流体、酶等更加广泛地被应用于天然产物的提取。目前，提取迷迭香精油的方法主要有传统的水蒸气蒸馏法、压榨法、溶剂法等。不同提取方法分别具有各自的优势和缺点，如水蒸气蒸馏具有设备简单、容易操作、成本低、产量大、应用广泛等优点，但是，其加热时间长、提取温度高、耗能大，且油水分离困难，不适于热敏性成分、易水解成分以及水中溶解度大的成分的提取。有机溶剂萃取法得率较高，但有机溶剂容易残留、杂质多。超临界CO2流体萃取法是一种新型的提取分离技术，具有工艺简单、穿透能力强、萃取率高、无溶剂残留、提取温度低等优点，对于保护物质活性方面有很重要的意义。

综上所述，本文通过综述近几年来对迷迭香精油的不同提取方法，总结其各自优缺点，发现不同提取方法得到的挥发油组分不同，即便是相同组分，其相对含量也不尽相同，足见正确选择提取方法的重要性，为进一步优化迷迭香精油的提取工艺提供参考。

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（编辑：张世霞）

R285.5

A

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太原市中药与生物制药新制剂研发平台项目（120250）；山西省科技基础条件平台建设项目（2009091010）

王秀环，在读硕士，E-mail：wangxiuhuan12340@163.com

冯前进，教授，博士研究生导师，E-mail：xyqj728119@sina.com