Jak se vyrábí pomerančový esenciální olej?

Grishin, P. O. Porovnání metod získávání éterických olejů z rostlinných surovin ve školní laboratoři / P. O. Grishin, A. O. Zharov. — Text: přímý // Mladý vědec. – 2023. – č. 6 (69). — S. 52-56. — URL: https://moluch.ru/young/archive/69/3792/ (datum přístupu: 29.12.2024).

Článek pojednává o hlavních metodách získávání esenciálních olejů z rostlinných materiálů. Bylo provedeno srovnání existujících metod získávání esenciálních olejů podle různých kritérií.

Klíčová slova: éterické oleje, destilace vody, extrakce, lisování .

Od starověku (př. n. l.) si lidé všimli, že různé rostliny mají určitou vůni, která na lidi působí různě. Například vůně levandule a máty působí uklidňujícím dojmem, vůně citrusů naopak povzbudivě. Důvodem přítomnosti zápachu v rostlinách jsou éterické oleje, které lidé začali získávat z rostlinných materiálů různými metodami.

Později, s rozvojem metod pro analýzu látek, se ukázalo, že silice nejsou jednotlivé látky, ale směs různých organických a jiných látek. Organické látky, které tvoří silice, mohou být: terpeny, ketony, fenolické sloučeniny, estery, alkoholy, aldehydy, steroidy, sloučeniny obsahující dusík a aminokyseliny. Hlavní součástí silic jsou terpeny a jejich kyslíkaté deriváty, méně často aromatické a alifatické sloučeniny [1, 2].

Účelem naší práce je porovnat různé metody získávání éterických olejů z rostlinných surovin v laboratorních podmínkách.

Pro získání esenciálních olejů je nutné vybrat správné suroviny. Existuje více než tři tisíce odrůd rostlin, ze kterých lze získat silice. Je však třeba poznamenat, že ne z každé rostliny, která příjemně voní, lze získat esenciální oleje. Plody broskve, kiwi, manga, hrušky, jablka, jahody, melounu a melounu tedy nejsou esenciální oleje. A esenciální oleje získané z konvalinky, pelyňku, plevele a belladony obsahují halucinogenní nebo toxické látky.

Surovinou pro získání silice může být celá rostlina nebo její samostatná část. Kromě toho lze z různých částí rostliny získat různé esenciální oleje. Například z hořkého pomeranče se získávají tři druhy různých olejů: „hořký pomeranč“ – ze slupky ovoce, aroma „neroli“ – z květenství, „drobné zrno“ – z výhonků [3].

Složitost procesu získávání éterických olejů, dostupnost rostlinných surovin, kvantitativní obsah esenciálních olejových látek v surovinách – to vše jsou faktory, které určují cenu získaného esenciálního oleje. Existuje několik způsobů, jak získat esenciální oleje z rostlinných materiálů. V průběhu této práce jsou zvažovány hlavní výhody a nevýhody existujících metod získávání esenciálních olejů z rostlinných materiálů.

Metoda č. 1 – Destilace vody.

Parní destilace je nejoblíbenější metodou získávání esenciálních olejů. Při této metodě se čerstvé suroviny ponoří do baňky s destilovanou vodou, do které se přivádí teplo, dokud se voda nevyvaří. Pára obsahující éterické oleje kondenzuje přes filtry podél spirály a pohybuje se do přijímací baňky. Dále můžete pomocí oddělovací nálevky oddělit vodnou frakci od frakce esenciálního oleje. Hlavním rysem tohoto procesu je přímý kontakt mezi vroucí vodou a rostlinným materiálem. Zároveň je důležité pečlivě regulovat teplotu páry, protože vysoké teploty snižují kvalitu výsledného esenciálního oleje. V tomto ohledu musí být destilační přístroj dobře izolován. V baňce s rostlinnými surovinami je nutné zajistit neustálé promíchávání materiálu, aby nedocházelo k jeho sedimentaci na dno baňky a tepelnému rozkladu. V laboratoři se doporučuje používat pro destilaci vodní párou Clevengerův přístroj [3, 4].

Metoda č. 2 – Extrakce (enfleuráž za studena a za tepla).

Tato metoda byla velmi populární v 19. století ve Francii. Pro svou technologickou náročnost se však nyní používá jen zřídka. Na rozdíl od parní destilace, enfleurage produkuje esenciální oleje, které se rozkládají během destilace vodní párou.

Existují dva typy enfleuráže: studená (nejběžnější) a horká. Podívejme se na každou z nich.

Rafinovaný živočišný tuk nebo olivový a palmový olej se nanášel na sklo nebo látku uzavřenou v dřevěném rámu. Na vrstvu tuku se kladly čerstvé květy nebo okvětní lístky jasmínu, růže, fialky apod. Rámy se kladly na sebe, aby tuk chránil před pohlcováním cizích pachů a suroviny před vypařováním. Tuk absorboval aromatické složky po dobu 1–3 dnů, poté byly květy odstraněny a nahrazeny čerstvými. Takto to pokračovalo, dokud tuk nevstřebal potřebné množství těkavých látek. Na 1 kg tuku bylo potřeba více než 3 kg květů. Následně byla výsledná látka vyčištěna ze skla a smíchána s ethylalkoholem, aby se rozpustily aromatické složky. Poté byl pomocí filtrace a následné vakuové destilace při nízkých teplotách odstraněn zbývající ethanol. Výsledkem je vonný olej. A zbylý tuk obsahující určité množství silic byl použit při výrobě mýdla [3].

Metoda horkého enfleuráží, stejně jako metoda studené enfleuráže, se rozšířila nejen ve Francii, ale i ve starověkém Egyptě.

I zde se používal tuk, ale na rozdíl od studené enfleuráže se při této metodě tuk rozpouštěl v kotlích, do kterých se přidávaly květy a za stálého tepla se pravidelně 2 hodiny míchaly. Zákrok trval minimálně 10 dní, s výměnou květin. Když už tuk nemohl nasát aroma, odfiltroval se z květů. Stupeň absorpce silic tukem lze určit podle jodového čísla. Hodnota jódu se bude s postupem extrakce měnit. Dále byl vonný esenciální olej získán stejným způsobem jako při studené enfleuráži, jak bylo popsáno výše.

Je zřejmé, že takto časově náročná, na zdroje a práci náročná technologie nebyla v budoucnu široce používána a v roce 1930 parfuméři od této metody upustili.

Metoda #3 – Extrakce studeným rozpouštědlem.

Tato metoda spočívá v získávání silic přímo z rostlinných surovin pomocí organických nízkopolárních nebo nepolárních rozpouštědel (diethylether, hexan atd.) [3].

Vhodnou technologií pro tento způsob je provedení procesu extrakce v Soxhletově přístroji. Rozpouštědlo se zahřeje k bodu varu, vzniklá pára vstupuje do zpětného chladiče, kde kondenzuje a vstupuje do rukávu s rostlinnými surovinami, kde probíhá proces extrakce silice. Jakmile hladina kapaliny v manžetě dosáhne horní úrovně sifonu, manžeta se vyprázdní a roztok látky se nalije do původní baňky. Cyklus se několikrát opakuje. Dále se provede filtrace k oddělení původního rostlinného materiálu.

Tato metoda má výhodu oproti metodě destilace vodní párou, protože se extrahuje o 10-30 % více esenciálního oleje.

Metoda č. 4 – Lisování za studena s následnou filtrací.

Tato metoda je použitelná pro extrakci esenciálních olejů z citrusových slupek nebo ovocných olejů (olivový olej, jojobový, avokádový, bergamotový, limetkový a pomerančový). Rostlinný materiál předem smíchaný s vodou se lisuje ručně nebo pomocí bubnu. Poté se výsledná emulze odstředí, aby se oddělila frakce obsahující esenciální oleje od vodné frakce. Mezi nejdůležitější výhody této metody patří její nízká cena a skutečnost, že výsledné silice si zachovají většinu prospěšných látek, protože nedochází k tepelné úpravě surovin. Výsledné éterické oleje však nelze skladovat po dlouhou dobu kvůli zbývajícím proteinovým sloučeninám. [3, 4].

V důsledku naší práce byly identifikovány hlavní výhody a nevýhody každé z výše popsaných metod získávání silic z rostlinných surovin (tab. 1).

Metoda destilace vody

– Metoda extrakce šetrná k životnímu prostředí: Metoda vodní destilace je založena na použití páry, což z ní činí přirozený a ekologický způsob získávání esenciálních olejů.

— Vysoce kvalitní produkt: procesem destilace vody vzniká vysoce kvalitní esenciální olej, který neobsahuje nečistoty a je zcela přírodní.

— Bezpečnost: Metoda destilace vody je považována za bezpečnou pro zdraví, protože se nepoužívají žádná chemická rozpouštědla ani jiné nebezpečné látky.

— Nákladově efektivní: tato metoda je nákladově efektivní, protože nevyžaduje velké náklady na vybavení a materiály

– Dlouhý proces: Metoda destilace vody je dlouhý proces, který trvá dlouho, než se získá esenciální olej.

– Nízká výtěžnost: Výtěžnost esenciálního oleje z procesu destilace vody může být nízká, což činí tuto metodu méně účinnou než jiné metody extrakce olejů.

— Omezení pro druhy rostlinných materiálů: metoda vodní destilace není vhodná pro získávání éterických olejů z určitých druhů rostlinných materiálů, které nemají dostatečnou koncentraci oleje.

— Možnost ztráty účinných látek: při procesu vodné destilace může dojít ke ztrátě některých účinných látek obsažených v rostlinných surovinách v důsledku tepelného zpracování surovin, což může snížit kvalitu konečného produktu

Metody studené a horké enfleuráže

— Vysoká kvalita produktu: metoda studeného enfleurage umožňuje získat vysoce kvalitní éterické oleje, které si zachovají většinu účinných látek obsažených v rostlinných surovinách.

— Rychlý proces: tato metoda je rychlá a nevyžaduje velké náklady na vybavení a materiály.

— Možnost využití různých druhů rostlinných surovin: metoda studeného enfleurage umožňuje získávat silice z různých druhů rostlinných surovin, což z ní dělá univerzální metodu získávání olejů.

— Nákladově efektivní: tato metoda je nákladově efektivní, protože nevyžaduje velké náklady na vybavení a materiály

– Použití rozpouštědel: Metody enfleurage za studena a za tepla vyžadují použití rozpouštědel, která mohou být zdraví nebezpečná, pokud se používají nesprávně.

— Omezení pro druhy rostlinných materiálů: metody studeného a horkého enfleurage nejsou vhodné pro získávání silic z určitých druhů rostlinných materiálů, které nemají dostatečnou koncentraci silic.

— Riziko kontaminace produktu: Při použití rozpouštědel existuje riziko kontaminace éterických olejů, což může vést ke snížení kvality produktu.

– Nešetrné k životnímu prostředí: Použití rozpouštědel nemusí být šetrné k životnímu prostředí, protože některá z nich jsou toxická a mohou poškodit životní prostředí.

– Vyžaduje speciální vybavení: Techniky studené a horké enfleuráže vyžadují speciální vybavení, které může zvýšit náklady na výrobu esenciálního oleje.

– Nízká produktivita: Produktivita metod studeného a horkého enfleurage může být nižší než u jiných metod extrakce esenciálních olejů, což může zvýšit cenu produktu.

Metoda extrakce rozpouštědlem

– Vysoká produktivita: metoda extrakce rozpouštědlem umožňuje získat velké množství esenciálních olejů v krátkém čase.

— Všestrannost: tato metoda je vhodná pro získávání éterických olejů z různých druhů rostlinných materiálů.

– Vysoce kvalitní produkt: metoda extrakce rozpouštědlem zajišťuje vysoce kvalitní esenciální oleje.

– Cenově efektivní: metoda extrakce rozpouštědlem umožňuje získat esenciální oleje z velkých objemů rostlinných materiálů, což může být nákladově efektivní

– Použití rozpouštědel: Metoda extrakce rozpouštědlem vyžaduje použití rozpouštědel, která mohou být nebezpečná a nejsou šetrná k životnímu prostředí.

– Riziko kontaminace produktu: Při použití rozpouštědel existuje riziko kontaminace éterických olejů, což může vést ke snížení kvality produktu.

– Vyžaduje speciální vybavení: Metoda extrakce rozpouštědlem vyžaduje speciální vybavení, které může zvýšit náklady na výrobu esenciálního oleje.

— Omezení na druhy rostlinných surovin: tato metoda není vhodná pro získávání éterických olejů z určitých druhů rostlinných surovin, které nemají dostatečnou koncentraci éterických olejů

Metoda lisování za studena

– Přírodní: Metoda lisování za studena je přirozenou metodou získávání esenciálních olejů, protože nepoužívá chemická rozpouštědla ani vysoké teploty.

— Zachování vlastností rostlinných surovin: tato metoda umožňuje zachovat maximální možné množství prospěšných vlastností rostlinných surovin ve výsledné silice.

– Bezpečnost: Metoda lisování za studena nevyžaduje použití nebezpečných chemických rozpouštědel, díky čemuž je bezpečnější pro zdraví a životní prostředí.

— Šetrné k životnímu prostředí: výroba esenciálních olejů lisováním za studena je metoda šetrná k životnímu prostředí, protože nedochází k uvolňování nebezpečných látek do životního prostředí

– Nízká produktivita: Metoda lisování za studena má nízkou produktivitu, takže je neúčinná pro získávání velkých objemů esenciálních olejů.

— Omezené druhy rostlinných surovin: tato metoda je vhodná pouze pro získávání silic z ořechů a semen, což omezuje její použití.

– Omezená kvalita: metoda lisování za studena nezaručuje vždy vysokou kvalitu výsledného esenciálního oleje, protože může obsahovat určité množství oleje, které nelze mechanicky extrahovat.

— Vysoké náklady: výroba éterických olejů lisováním za studena vyžaduje použití speciálního zařízení, což zvyšuje její náklady

Každá z metod, které jsme uvažovali pro získávání éterických olejů z rostlinných surovin ve školní chemické laboratoři, má tedy své výhody a nevýhody. Volba použití každé metody závisí na vašich cílech a schopnostech.

1. Ermakova, A.I. Metody biochemického výzkumu rostlin / A.I. – L., 1972. – 364 s.
2. Kretovich, V. L. Biochemistry of plants / V. L. Kretovich. – M.: Vyšší škola, 1985. – 503 s.
3. Chipiga, A.P. Příručka technologa výroby esenciálního oleje [Text]/ A.P. Chipinga. – M., 1981. – 184 s.
4. Sidorov, I. I. Technologie přírodních silic a syntetických vonných látek [Text] / I. I. Sidorov, N. A. Turysheva, L. P. Faleeva, E. I. Yasyukevich. – M.: Lehký a potravinářský průmysl, 1984. – 368 s.