科学家访谈　探索生物大分子的奥秘特级教师教学实录

第一节：植物芳香油的提取(教案)

一.植物芳香油

1.来源：

(1)植物：植物香料的来源非常广泛，植物芳香油可以从大约

50 多个科的植物中提取。在各种植物中，能够用于提取植

物芳香油的器官有根、茎、叶、花、果实和种子。例如玫瑰花用于提取玫瑰油，樟树树干用于提取樟油。

(2)动物：动物香料主要来源麝、灵猫、海狸、抹香鲸等。

(3)微生物：微生物中的真菌也可以产生芳香化合物，如部分酵母菌。

2.特点：

(1)芳香油是植物香料的主要成分，其主要特点是没有微生物的污染，性质较为稳定，但无法提供完整的香味，不含天

然抗氧化剂。

(2)另外，植物芳香油具有很强的挥发性，易溶于有机溶剂，其在常温下多为液体，但也有半固体和固体的。

3.组成：植物芳香油的组成比较复杂，主要包括萜类化合物及其衍生物。

4.用途：

(1)用于护肤产品，具有促进细胞再生、防止肌肤衰老、滋养头发等功效。

(2)在医药方面，可不同程度地提高人体神经系统、内分泌系统的功能，帮助人体提高免疫力。

(3)在食品加工方面，可广泛用于食品的加工制作。

二.植物芳香油的提取方法

1.不同方法的选用依据：根据植物原料的特点。

2.提取方法：

(1)水蒸气蒸馏法

①原理：水蒸气蒸馏法是植物芳香油提取的常用方法，它的原理是利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来，形

成油水混合物，冷却后，混合物会重新分出油层和水层。

②分类：根据蒸馏过程中原料放置的位置，可将水蒸气蒸馏法分为以下三种方式：

分类

原料位置

水中蒸馏

原料放在蒸馏容器的水中，水要完全浸没原料

水上蒸馏

蒸馏容器中水的上方有筛板，原料放在筛板上，水量以沸腾时不浸湿原料为宜

水气蒸馏

蒸馏容器下方有一排气孔，连接外源水蒸气，上方有筛板，筛板上放原料

备注：水中蒸馏设备简单、成本低、易操作；水上蒸馏和水气蒸馏时间短、出油率高。对于有些原料，如柑橘和柠檬，

水中蒸馏方法并不适用，因为水中蒸馏会导致原料焦糊和有效成分水解等问题。

③优点：简单易行、便于分离

④局限性：水中蒸馏会导致某些原料焦糊和有效成分的水解

⑤适用范围：适用于提取玫瑰油、薄荷油、茉莉精油等挥发性较强的芳香油。

⑥方法步骤：水蒸气蒸馏→分离油层→除水过滤

(2)压榨法

①原理：压榨法是通过机械压力将液相从固液两相混合物中分离出来的一种简单操作。

②优点：生产成本低，常温下不发生化学反应，易保持原材料原有的结构和功能，所以芳香油的质量提高。

③局限性：分离较困难，出油率相对较低。

④适用范围：柑橘、柠檬、甜橙等易焦糊、有效成分易水解的原料。

⑤方法步骤：石灰水浸泡→漂洗→压榨→过滤→静置→再次过滤

(3)萃取法

①概念：萃取法是将粉碎、干燥的植物原料用有机溶剂浸泡，使芳香油溶解在有机溶剂中的方法。

②原理：植物芳香油不仅挥发性强，而且易溶于有机溶剂。使植物芳香油溶解在有机溶剂中，蒸发溶剂获得芳香油。

③优点：出油率高，易分离

④局限性：有机溶剂不纯会影响提取物的质量。

⑤适用范围：适用范围广，要求原料的颗粒要尽可能细小，能充分浸泡在有机溶剂中；且有效成分能充分溶解在有机溶

剂中的原料。

⑥方法步骤：粉碎、干燥→萃取→过滤→浓缩

备注：

★用于萃取的有机溶剂必须事先精制，除去杂质，否则会影响提取的芳香油的质量。

★萃取过程中，因为有机溶剂易燃，所以要用到水浴加热。

3.芳香油提取方法的选择原则

植物芳香油提取方法的选择主要根据植物原料的性质确定：

(1)挥发性强、热稳定性高的芳香油可以用水蒸气蒸馏法提取。

(2)植物芳香油含量高的材料一般采用压榨法提取。

(3)易溶于有机溶剂的植物芳香油可以采用萃取法提取。

三.提取植物芳香油的实验设计

1.玫瑰精油的提取

(1)玫瑰精油的用途：玫瑰精油是制作高级香水的主要成分，能使人产生愉悦感。

(2)玫瑰精油的性质：玫瑰精油的化学性质稳定，难溶于水，易溶于有机溶剂，能随水蒸气一同蒸馏。

(3)玫瑰精油的提取方法：水蒸气蒸馏法(水中蒸馏) (4)玫瑰精油的提取装置：如图所示

整套蒸馏装置可分为左、中、右三部分，其中左边的部分通过加热进行蒸馏，中间部分将蒸馏物冷凝，右边的部分用来

接收冷凝后的蒸馏物。安装时，安装装置顺序为：从左到右，自下而上(拆卸顺序相反)。具体操作如下：

①固定热源——酒精灯；

②固定蒸馏烧瓶；

③固定温度计：温度计的水银球应与蒸馏烧瓶的支管口下沿保持水

平。

④连接冷凝管。保证上端出水口向上，出水口通过橡皮管与水池相

连；下端进水口向下，进水口通过橡皮管与水龙头相连。(即冷凝管

中水流方向：从下方进水，上方出水，与蒸气流向相反。) ⑤连接接液管(或称为尾接管) ⑥将接液瓶口对准接液管的出口，常压蒸馏一般用锥形瓶做接液瓶；

接液瓶在实验前称重，并做好记录。

备注：★加热时防暴沸：垫石棉网，向液体中加入几片碎石或瓷片。

★烧瓶内液体量：烧瓶容积的

1/3～2/3。

(5)操作流程：

水蒸气蒸馏

加入NaCl

加入无水Na2SO4 过滤

鲜玫瑰花＋清水――――――――→油水混合物―――――――→分离油层――――――――――→除水―――――→玫瑰油

①用于提炼玫瑰精油的玫瑰花要在花开的盛期采收，大约是每年的

5 月上、中旬。在此阶段，花朵含玫瑰油量最高。

②鲜玫瑰花＋清水二者质量比为

1:4。

③玫瑰精油的提取过程中，蒸馏温度和时间等因素都会影响产品的品质。例如蒸馏温度太高、时间太短，产品品质就比

较差。故蒸馏时要注意时间和温度的控制。如为提高产品质量，要严格控制蒸馏温度，可适当延长蒸馏时间。

④分离油层的方法：收集锥形瓶中的乳白色的乳浊液，向锥形瓶中加入

NaCl，使乳浊液分层，然后再用分液漏斗将油

层和水层分开。加入

NaCl 的目的是增加水层的密度，有利于玫瑰油与水的分层。

⑤加入无水

Na2SO4 的目的是吸收精油中残留的水分。

⑥过滤的目的：除去固体

Na2SO4。

⑦若实验材料为干玫瑰花，可用萃取的方法提取玫瑰精油。

⑧蒸馏完毕后，应先撤出热源，然后停止通水，最后拆卸蒸馏装置，拆卸的顺序与安装时相反。

2.提取橘皮精油的提取

(1)橘皮精油的用途：橘皮精油是食品、化妆品和香水配料的优质原料，具有很高的经济价值。

(2)橘皮精油的性质：从橘皮中提取的橘皮油，无色透明，具有诱人的橘香味。主要成分为柠檬烯。

(3)橘皮精油的提取方法：橘皮精油的有效成分在用水蒸气蒸馏时会发生部分水解，使用水中蒸馏法又会产生原料焦糊

的问题，故橘皮精油的提取一般采用压榨法。

(4)装置：如图所示

(5)操作流程：

石灰水浸泡―――→漂洗―――→压榨―――→过滤―――→静置―――→再次过滤―――→橘皮油

①橘皮处理：为了提高出油率，需要将柑橘皮干燥去水，然后粉碎，并将橘皮均匀浸泡在石灰水中

10h 以上；用石灰水

浸泡橘皮的目的是：破坏细胞结构，分解果胶，防止橘皮压榨时滑脱，提高出油率，并且压榨液的粘稠度不会太高，过

滤时不会堵塞筛眼。

②漂洗：用流水漂洗，目的是洗去多余的石灰水，防止影响精油的质量，漂洗完后要沥干水分。

③压榨：要求既要将原料压紧，防止原料滑脱，又要将油分挤压出来。为了使橘皮油易与水分离，要分别加入相当于橘

皮质量

0.25%的

NaHCO3 和

5%的

Na2SO4，并调节

PH 至

7~8。

④第一次过滤：用普通布袋过滤除去固体物和残渣，然后离心进一步除去质量较小的残留固体物，再用分液漏斗或吸管

将上层的橘皮油分离出来。(在第一次过滤时，为了使杂质沉淀并变澄清，通常加入一定量的明矾来进行处理后过滤)

⑤静置：将橘皮油在

5~10℃条件下静置

5~7d，使杂质(橘皮油中含有的果蜡和水)沉淀。用吸管吸出上层澄清橘皮油，

其余部分通过滤纸过滤。

⑥第二次过滤：用滤纸过滤静置后的下层橘皮油；目的是除去少量的水和果蜡。

⑦收集橘皮油：将再次过滤后的滤液和吸出的上层橘皮油合并，称为最终的橘皮精油。

⑧提取的精油要放置在阴凉处，纯植物精油保质期通常为

1~2 年。

备注：橘皮精油提取中的注意事项

★实验中要注意避免石灰水与皮肤接触。

★可以将未经浸泡的样品作为对照，探究浸泡时间对出油率的影响。

★压榨前要充分考虑容器能够承受的压力范围，防止容器破裂，导致实验失败和发生安全事故。

3.结果分析与评价

(1)是否提取出了植物精油

①依据：从颜色、气味等方面来评价所提取的精油的纯度和质量

②结果：玫瑰精油→浅黄色至黄色的液体，并带有甜韵的玫瑰香；橘皮精油→无色透明，具有诱人的橘香味。

(2)计算出油率

①公式：出油率＝芳香油质量

原料

质量

×100% ②结果分析若出油率高，则实验方案设计合理

若出油率低，则应从实验方法、过程等方面分析原因

思考

1：若所给的材料有鲜玫瑰花和干玫瑰花，应分别选取哪种方法提取玫瑰精油？

提示

①鲜玫瑰花用水中蒸馏法，更简便易行。②干玫瑰花可使用有机溶剂萃取法，一般不用压榨法。

思考

2:玫瑰精油为什么适合用水中蒸馏法进行提取？

提示

因为玫瑰精油的化学性质稳定，难溶于水，易溶于有机溶剂，能随水蒸气一同蒸馏，且不会导致原料焦糊和有效

成分水解等，所以适合用水中蒸馏法进行提取。

思考

3：柑橘和柠檬为何不适于用水中蒸馏？

答案

对于柑橘和柠檬，水中蒸馏会导致原料焦糊和有效成分水解，因此柑橘和柠檬芳香油的提取常用压榨法。

思考

4：玫瑰精油的提取和橘皮精油的提取中过滤的作用

提示

①玫瑰精油的提取实验中过滤的作用是除去固体

Na2SO4。

②橘皮精油的提取实验中过滤的作用是除去固体物和残渣。

思考

5：压榨法提取橘皮精油时的两次过滤有何不同？

提示

第一次过滤是普通布袋过滤，目的是除去固体物和残渣；第二次过滤是滤纸过滤，目的是除去少量的水和果蜡。

思考

6：某植物芳香油易溶于有机溶剂，分析可用什么方法提取。如何操作？

提示

萃取法。先将粉碎、干燥的原料用有机溶剂浸泡，溶解芳香油，然后蒸发出有机溶剂，获得纯净的植物芳香油。

思考

7：水溶性的有机溶剂可以从水溶液中萃取某物质吗？

提示：不能。萃取物能溶于有机溶剂，由于有机溶剂溶于水，导致水和有机溶剂不能分层，无法萃取，达不到分离的效

果。