Способы получения эфирных масел: экстракция растворителями. Методы получения масел Выделение конечных продуктов при производстве эфирных масел

В зависимости от степени той части растения, в которой накапдиваются душистые вещества (плоды, листья, поч­ки, кожура) и свойств эфирных масел для их извлечения применяют разные способы, позволяющие получить наибольший выход и наилучшее качество продукции. Изве­стно много методов получения эфирных масел, но наи­большее распространение получили лишь некоторые.

1. Механический метод (прессование). Механическо­му воздействию подвергаются главным образом цитрусо­вые плоды, содержащие в корке большое количество эфир­ного масла. Масла получают выжиманием (прессованием) корок или целых плодов с последующим отделением эфир­ного масла от сока на сепараторе. Эфирное масло, полу­ченное этим методом, обладает натуральным ароматом. Выход эфирных масел из 1000 плодов: лимонное мас­ло – 360-600 граммов, мандариновое – 4100 граммов,
померанцевое – 700-800 граммов.

2. Метод отгонки водяным паром – этим методом получают розовое, мятное, гераниевое масла. Сущ­ность метода заключается в том, что при обработке эфиромасличного сырья паром эфирное масло переходит в паровую фазу при температурах ниже 100°С и в смеси с водяными парами конденсируется, а затем отделяется от воды. Однако, этот метод всё же имеет недостатки:

Некоторое ухудшение качества эфирных масел в ре­зультате происходящих в них химических изменений;

Потеря растворённых в водяном конденсате части душистыхвеществ;

Неполное извлечение ценных душистых веществ из исходного сырья.

Конечные продукты, получаемые первым и вторым методами, называются эфирными маслами. Выход эфир­ных масел в процентах при перегонке с водяным паром: розового масла из цветов – 0,2-0,3%, гераниевого из свежей зелени – 0,1-0,4% от массы исходного сырья.

3. Метод извлечения эфирных масел с помощью не­летучих растворителей (спирта).

3.1. Получение эфирных масел с помощью нелетучих растворителей настаиванием называется мацерацией. Этот метод применяется для извлечения масел из цве­тов, содержащих незначительное количество масел (фи­алки, ландыша, жасмина, резеды). Опыт показывает, что при мацерации спиртом все растворимые компоненты почти полностью извлекаются из сырья в течение 7 дней настаивания при перемешивании и температуре 20-25°С. Затем профильтрованные настои выдерживаются в про­хладном темном помещении при температуре 10-14°С в течение срока, указанного для каждого настоя отдельно. Недостатки метода:

Необходимость частого перемешивания (затраты тру­да);

Длительность настаивания;

Поглощение значительного количества настоя остат­ком, вследствие чего его необходимо вторично вымы­вать спиртом.

3.2. Перколяция – этот метод извлечения эфирных масел состоит в том, что из сырья через слой медленно пропускают все время свежий спирт, который обогащается растворимыми веществами, в т. ч. эфирными маслами. Душистые вещества практически полностью извлекаются из сырья уже в течение 2-3 дней вместо 7 дней при мацерации.

4. Экстракция – извлечение эфирных масел летучи­ми растворителями, а полученные масла называются эк­страктами. Этот метод наиболее перспективен. Экстракция проводится при комнатной температуре. Метод заключается в получении высококачественных экстракт­ных масел путем извлечения их из растительного сырья сжиженными газами – углекислым, пропаном, бутаном. Извлекаются все растворимые части растения с примесью восков, смол и других. При этом используются низкие температуры, поэтому продукты не разлагаются и по за­паху наиболее близки к исходному сырью. Все экстракт­ные масла в некоторой степени окрашены и выпускаются в виде воско-, смоло-, салоподобных масел. Из этих масел путем обработки их спиртом для отделения примесей (вос­ков, жира) и последующей отгонки спирта получают абсо­лютные масла. Экстрактные масла обладают большой пол­нотой, цельностью, тонкостью запаха, наиболее близки к запаху исходных растений, обладают способностью заглу­шать запах спирта в парфюмерных изделиях, поэтому считаются наиболее высококачественными.

5. Метод анфлеража и динамической сорбции. Метод анфлеража основан на способности эфирных масел пере­ходить в газовую (паровую) фазу, а затем адсорбироваться жирами или твердыми адсорбентами (активный уголь, силика-гель). Душистые вещества, полученные методом анфле­ража, называются цветочными помадами. Метод сло­жен, применяют редко.

Сущность метода динамической сорбции заключает­ся в извлечении паров эфирных масел путем продувки сырья подогретым воздухом с последующим их улавливанием сорбентами и последующей экстракцией серным эфиром.

МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ МАСЕЛ.

Эфирные масла - это прозрачные бесцветные или окрашенные жидкости. От растительных масел их отличает свойство летучести. Их плотность, как правило, меньше 1. Они практически нерастворимы в воде, но хорошо растворяются в спирте и других органических жидкостях, а также в жирах, восках и прочих маслах. Эти свойства используются при различных методах получения эфирных масел. Некоторые части растений, из которых получают эфирное масло, особенно цветы, склонны к быстрой потере качества, поэтому должны быть использованы как можно быстрее после сбора урожая. Другие части, в том числе корни и семена, могут храниться долго. Их транспортируют в различные части света. В основном ароматические масла получают пятью способами (кустарные способы упоминать не будем, так как они не дают гарантий качества).

Дистилляция - основной метод извлечения эфирных масел из растений. По утверждению авторитетных специалистов, это единственный метод, с помощью которого можно получить вещества, полностью соответствующие определению «эфирное масло». Вещества, получаемые другими методами, называются эссенциями или абсолютами.

При дистилляции растительное сырье или погружают в воду, которую затем доводят до кипения, или кладут на сетку, расположенную над кипящей водой, так чтобы через него проходил пар. В качестве сырья могут использоваться листья, корни, плоды, цветы, ветви, стволы, кора и смолы. Когда сырье помещают в воду, то процесс получения масла называется прямой дистилляцией, а если через него пропускают пар, то это называется дистилляцией паром.

И в том, и в другом случае горячая вода и пар разрывают железы растения и содержащаяся в них эссенция высвобождается в виде пара. Этот пар вместе с паром, участвующим в процессе перегонки, собирается в трубке, проходящей через охлаждающие установки, после чего вновь приобретает жидкую форму и сливается в отстойник. Пар превращается в водный дистиллят, а эссенция растения - в эфирное масло. Так как масло легче воды, оно собирается на поверхности отстойников и его легко отделить от водной фракции. Иногда водный дистиллят также бывает ценным продуктом и продается в качестве цветочной или травяной воды.

Из некоторых растений путем дистилляции можно получить лишь очень незначительное количество эфирного масла, и тогда оно считается побочным продуктом при производстве, к примеру, розовой или апельсиновой воды. Для получения эфирного масла из более деликатных, нежных растений, не переносящих воздействия паром, - жасмина, розы, цветков апельсина - применяется другая технология, а именно: анфлераж или экстракция растворителями.

Процесс дистилляции как метод получения эфирных масел из растений известен по крайней мере с X века н. э. Предполагается, что это метод был изобретен в Персии, где высоко ценили эфирные масла за их прекрасный аромат и использовали в качестве духов. Однако при недавних археологических раскопках в Италии были обнаружены дистилляторы простой конструкции. Это говорит о том, что древние римляне уже знали эту технологию, а персы просто усовершенствовали ее.

Некоторые дистилляторы, используемые сегодня, особенно в менее развитых странах, мало отличаются от тех старинных дистилляторов, но там, где существует крупномасштабное производство эфирных масел, подобные установки отличаются значительно большим объемом и часто бывают изготовлены из нержавеющей стали, хотя в них применяется та же технология.

Анфлераж - традиционный метод, использовавшийся для экстракции самых высококачественных растительных эссенций из нежных цветов, таких, как роза и жасмин. Это трудоемкий и дорогостоящий процесс, поэтому получающийся в результате продукт - абсолют - имеет высокую цену.

Процесс анфлеража происходит следующим образом. Стеклянные листы покрывают жиром, обычно очищенным свиным или говяжьим. Сверху раскладывают лепестки свежесрезанных цветов. Жир активно впитывает в себя летучие эфирные масла. Увядшие лепестки снимают и кладут свежие. Процесс длится несколько дней, а для жасмина - целых три недели, пока жир не сможет больше поглощать масло.

Затем жир собирают, очищают от несвежих лепестков или стеблей. Получаемый на этой стадии продукт называется помадой. Затем ее растворяют в спирте и энергично встряхивают в течение двадцати четырех часов, чтобы отделить жир от эфирного масла.

Масло, получаемое с помощью этого метода, называется «абсолют». Абсолют обычно представляет собой высококонцентрированную вязкую жидкость, но иногда он имеет твердую или полутвердую консистенцию, как, например, абсолют розы. Он твердеет при комнатной температуре, а если флакон с абсолютом немного подержать в руке, то, нагреваясь, он приобретает жидкую консистенцию. Абсолют имеет сильный запах и сильные терапевтические свойства. Для достижения одинакового эффекта требуется гораздо меньше абсолюта, чем эфирного масла, полученного дистилляцией.

Существует еще один метод анфлеража. На деревянные рамы натягивают марлевые полотнища, пропитывают оливковым маслом и раскладывают лепестки цветов, ежедневно меняя их, до тех пор, пока масло больше не сможет впитывать растительную эссенцию. Получившийся продукт используют в натуральном виде в качестве ароматного масла для тела или подвергают экстракции спиртом, чтобы отделить абсолют.

Эти два метода традиционно использовались в парфюмерной промышленности, особенно для производства высококачественного эфирного масла. Но сейчас с помощью последнего метода получают не более 10% всех абсолютов, поскольку процесс слишком длителен и дорог. Приблизительно 80% абсолютов розы и жасмина в настоящее время извлекают с помощью летучих растворителей, оставшиеся 10% приходятся на долю ароматических масел, извлеченных путем дистилляции.

Абсолют - это термин, описывающий вещества, которые получены из растения посредством анфлеража или экстракции растворителями. Археологические находки указывают на то, что дистилляция существовала еще до времен Авиценны, но вполне вероятно, что он значительно улучшил ее методику, добавив к основному перегонному кубу систему охлаждения. При анфлераже извлекают вещество, называемое помадой, - это смесь жира и эфирного масла. При экстракции растворителями получают конкрет, состоящий из жиров, восков, эфирных масел и других растительных веществ. Из помады или конкрета с помощью спирта извлекают абсолют. Эти методы используются для экстракции эссенции из лепестков цветов в тех случаях, когда дистилляция могла бы исказить их тонкий аромат. В ароматерапии применяют в основном три абсолюта - розы, жасмина и цветков апельсина (нероли). Другие цветочные абсолюты, в частности гвоздики, гардении, мимозы, гиацинта, используются в высококачественной парфюмерии, но лишь изредка применяются в лечебных целях.

Абсолюты отличаются от эфирных масел (их получают путем дистилляции) тем, что обладают исключительно сильным ароматом и высокой целебной силой и должны использоваться в низких концентрациях. Абсолюты обычно представляют собой окрашенные высококонцентрированные жидкости, более вязкие, чем эфирные масла. При хранении в бутылочке при комнатной температуре абсолют розы может затвердеть, но если его подержать в руке, он вновь быстро возвращается в жидкое состояние.

Некоторые ароматерапевты считают, что абсолюты не должны использоваться в ароматерапии, потому что они могут содержать следы растворителей типа ацетона, этанола или гексана, используемых для экстракции абсолюта из помады или конкрета. Исключение составляют случаи, где используется натуральный этанол. Однако на практике многие ароматерапевты используют абсолюты в небольших количествах.

Экстракция

Некоторые из самых высококачественных цветочных абсолютов получают посредством экстракции растворителями. Этот метод был опробован в 30-х годах XIX века, а через шестьдесят лет получил широкое распространение.

Цветы помещают в перфорированные стойки в герметичных резервуарах, которые могут быть связаны друг с другом в ряд. На одном конце находится резервуар, содержащий жидкий растворитель, а на другом - вакуумный дистиллятор. Жидкий растворитель медленно просачивается сквозь цветы, растворяя эфирные масла. Затем растворитель отделяют для последующего использования и в результате получают полутвердое ароматное вещество под названием «конкрет». Он содержит эфирное масло, жиры и воскообразные вещества. Двадцать пять граммов конкрета эквивалентны килограмму лучшей качественной помады, полученной методом анфлеража.

Как и помада, конкрет подвергается интенсивному встряхиванию в спирте, чтобы удалить растительные воски, в результате чего получается высококачественный абсолют.

В XIX веке в качестве растворителя использовали петролейный эфир, а позже стали использовать бензол. В современных технологических процессах экстракции могут использовать жидкий бутан или жидкую углекислоту, которые дают превосходное масло и не портят даже самые тонкие ароматы.

Метод холодного отжима

Эфирные масла лимона, бергамота, апельсина и других плодов цитрусовых получают простым отжимом. Эфирное масло плодов цитрусовых содержится в их цедре. Прежде чем извлекать масло, следует срезать с корки мякоть. Долгое время этот процесс выполнялся вручную двумя способами: или выскабливалась внутренняя часть корки, или срезалась тонкими полосками ее внешняя часть.

Затем цедру выжимали, и получалось эфирное масло с небольшим количеством сока. Полученную жидкость отстаивали до тех пор, пока масло не поднималось на поверхность, и тогда его снимали.

Другой традиционный метод состоял в следующем: плод катали по барабану, утыканному шипами, которые прокалывали корку, затем собирали получившуюся жидкость и отделяли масло от сока.

Сейчас для обработки плодов цитрусовьк используют разные механизмы, но наилучшее масло цитрусовых все же получается при ручном отжиме.

В домашних условиях вы тоже можете получить немного лимонного или апельсинового масла. Для этого можно использовать новую давилку для чеснока (ту, которой раньше не пользовались). Но прежде нужно убедиться, что плоды не покрыты никаким составом, который иногда используют для предохранения от порчи при длительном хранении и который сделает масло из цедры этих плодов непригодным к употреблению.

Фильтрация

Фильтрация - это относительно недавно изобретенный метод извлечения эфирного масла из растений. Он имеет сходство с методом паровой дистилляции, но разница состоит в том, что при фильтрации генератор пара расположен над растительным материалом и пар проходит через него сверху вниз. Эссенция, высвобождающаяся из растений в виде пара, вместе с паром, участвующим в перегонке, собирается в трубке, проходящей через систему охлаждения, где каждая последующая установка имеет более низкую температуру, чем предыдущая. В конце процесса эфирное масло отделяется от водной фракции точно таким же образом, как при процессе обычной дистилляции паром.

Этот метод распространен не так широко, но с его помощью удобно извлекать эфирное масло из древесных и жестких растительных материалов, таких, как семена растений семейства зонтичных (анис, укроп, сладкий укроп и т. п.). Чтобы извлечь масла путем обычной дистилляции паром, требуется 12 часов, а метод фильтрации сокращает время извлечения до 4 часов. Чем меньше времени растения подвергаются воздействию пара, тем более высококачественное масло получается в результате.

ЭФИРНЫЕ МАСЛА. БАЛЬЗАМЫ

10.2. МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ ЭФИРНЫХ МАСЕЛ

Вышеприведенные свойства душистых масел были использованы в различных методах получения из растений-эфироносов и последующей их очистки. Эфирные масла в большинстве случаев вырабатывают из свежего сырья (зеленая масса герани, цветки лаванды). Но некоторые масла получают из подвяленного (мята), высушенного (корни аира и ириса) или предварительно ферментированного (цветы розы, корни ириса, дубовый мох) сырья.

Существует множество различных способов получения эфирного масла. Некоторые из них применяются с незапамятных времен, другие - более современны и соответственно намного продуктивнее. Преимущество должно отдаваться щадящим способам, так как ароматные масла весьма «чувствительны» и легко улетучиваются. При неосторожном и неправильном обращении их качество заметно ухудшается, поэтому тщательное соблюдение технологии является необходимым условием при получении масел. Если эфирные масла содержатся в форме гликозидов, то в таком случае их необходимо освободить ферментативным расщеплением до свободного состояния, иначе его получить невозможно. Для этого используются ферменты, содержащиеся в самом растении. Сначала сырье измельчают и растирают с водой. Затем при температуре 5060ºС настаивают в течение нескольких часов: в это время идет распад гликозидов и образуются душистые вещества.

В зависимости от характера сырья и основных свойств масел для их извлечения применяют тот или иной способ, позволяющий получить наибольший выход и наилучшее качество.

1. Если эфирное масло находится в больших количествах в крупных вм е- стилищах (например, в околоплоднике цитрусовых), то используют метод прессования или выжимания, т.е. механический способ .

2. Если содержится сравнительно много душистого масла в сырье и масло термостабильное, то используют методы дистилляции , а именно:

а) метод перегонки с водой; б) метод перегонки с водяным паром;

в) метод перегонки с водяным паром при повышенном давлении; г) метод перегонки с водяным паром при пониженном давлении.

3. Если компоненты масла термолабильны и подвергаются деструкции, то используют методы экстрагирования . Различают:

ЭФИРНЫЕ МАСЛА. БАЛЬЗАМЫ

а) экстракцию низкокипящими растворителями (этиловый эфир, метилен хлорид, петролейный эфир, ацетон и др.);

б) экстракцию сжиженными газами (пропан, бутан, углекислота); в) экстракцию жирами (мацерация цветочного сырья жирным маслом с

нагреванием и без него).

4. Для термолабильных масел также используют так называемый методы поглощения , которые можно разделить на:

– анфлераж - выделяющееся эфирное масло из свежесобранного сырья (преимущественно из цветков) поглощается твердыми высококачественными жирами;

– динамическая сорбция – поглощение масел сорбентами (активированный уголь, силикагель).

Конечные продукты, получающиеся при первых двух способах, называются эфирными маслами, при третьем – экстракционными эфирными маслами

и при четвертом – цветочными помадами.

Механический способ. Данным методом получают только душистые масла цитрусовых плодов (лимона, апельсина, мандарина, бергамота), где масла сосредоточены лишь в их корках в достаточно крупных вместилищах. До 1930 г. их получали путем прессования кожуры в губку. В настоящее время обычно кожуру удаляют, пропускают через зубчатые вальцы, смешивают с небольшим количеством воды, а затем подвергают прессованию на гидравлических прессах. Оставшееся (около 30 %) в кожуре эфирное масло извлекают далее перегонкой с водяным паром. При этом нельзя допускать нагревания продукта, так как при э том будут разрушены важные летучие соединения. Выход масел при этом способе (из 1000 плодов, г):

Метод дистилляции. Перегонка с водяным паром является наиболее распространенным способом получения эфирного масла. Этот метод используют, когда сырье содержит сравнительно много масла и когда температура перегонки (около 100 ° С) не отражается на качестве готового продукта. Способ перегонки достаточно прост, но применительно к каждому виду сырья требует подбора условий – температуры, давления, продолжительности процесса. Кро-

ЭФИРНЫЕ МАСЛА. БАЛЬЗАМЫ

ме того, возможно дополнительное выделение масел из дистилляционных вод. При гидродистилляции источником водяного пара является вода, залитая в аппарат вместе с перерабатываемым материалом: эфирным маслом или эфи-

ромасличным сырьем. Но в большинстве случаев получения ароматных масел используют водяной пар, подаваемый в аппарат из парообразователя (так называемая пародистилляция).

Температура кипения отдельных компонентов эфирных масел колеблется от 150 до 350° С. Так, например, пинен кипит при 160° С, лимонен – при 177° С, гераниол – при 229° С, тимол – при 233° С. Однако все эти вещества в присутствии водяного пара перегоняются ниже 100° С.

Теоретические основы процесса перегонки с водяным паром вытекают из закона Дальтона о парциальных давлениях, согласно которому смесь жидкостей (взаимно нерастворимых и химически друг на друга не действующих) закипает тогда, когда сумма упругостей их паров достигает атмосферного давления.

По закону Дальтона общее давление смеси равно сумме парциальных давлений компонентов. В результате давление паров смеси достигает атмосферного давления еще до кипения воды. Так, например, смесь пихтового масла и воды при атмосферном давлении будет перегоняться при температуре 95,5° С (вместо 160° С для пинена – основного компонента пихтового масла).

Перегонку с водяным паром осуществляют в перегонных аппаратах непрерывного или периодического действия, перегонных аппаратах контейнерного типа и др.

Часто, чтобы избежать сцеживания сырья и разрушения составных частей масла (омыление сложных эфиров и др.), сырье помещают на перфорированные сетки, нижняя из которых находится выше уровня конденсата, и отгоняют с помощью острого пара. Дистиллят (смесь воды и эфирного масла) охлаждают в холодильнике и отделяют так называемое декантированное масло, а дистилляционные воды перегоняют повторно, обогревая глухим паром или подвергая дополнительной обработке активированным углем и летучими растворителями. При этом способе одновременно получают душистую воду.

На рис. 10.1 приведена схема перегонной установки периодического действия, которая состоит из куба 4, конденсатора 15 и приемника 19. Куб защищен паровой рубашкой 3, снабжен перфорированным змеевиком-барботером 6 для пуска острого пара; имеет спускной кран 7 и сверху закрывается крышкой 1 с

ЭФИРНЫЕ МАСЛА. БАЛЬЗАМЫ

пароотводной трубкой 2, посредством которой он соединяется с конденсатором.

Рис. 10.1. Установка для получения эфирных масел методом перегонки с водяным паром

С помощью лебедки 13 поднимают крышку куба. В куб на ложное дно 5 и слой полотна 18 помещают растительное сырье, которое при необходимости замачивают водой. Крышку после этого опускают и герметично соединяют с корпусом с помощью болтов или прижимного устройства. Через вентиль 9 впускают пар 12 в паровую рубашку, а через вентиль 10 выпускают отработанный пар и конденсат, которые через конденсационный горшок 11 проходят в канализацию. После достаточного прогрева растительного сырья через вентиль 8 и барботер 6 в куб впускают острый пар, который равномерно проходит через растительную массу и увлекает за собой эфирное масло. Пары эфирного конденсата поступают в приемник. Охлажденная вода в конденсатор поступает снизу через вентиль 16, а отработанная вода выходит сверху через вентиль 17. После окончания перегонки перекрывают вентили 8 и 9, дают кубу остыть, сливают жидкость через кран 7, поднимают крышку и разгружают куб, опрокидывая его с помощью зубчатого механизма 14.

Приемником служат так называемые флорентийские склянки со сливными для воды трубами. Они устроены так, что если масло легче воды, то оно с о- бирается слоем сверху, а вода вытекает через сливную трубу, которая укрепляется в тубусе у днища склянки (рис. 10.2). Если эфирное масло тяжелее воды, то оно опускается на дно, а воду удаляют через трубку, укрепленную в верхней части склянки.

ЭФИРНЫЕ МАСЛА. БАЛЬЗАМЫ

Рис.10.2. Флорентийские склянки:

1 – для эфирных масел легче воды, 2 – для эфирных масел тяжелее воды

В тех случаях, когда дистилляционные (погонные) воды, полученные после отделения масла, содержат в растворенном или эмульгированном состоянии много ценного эфирного масла (например, при получении розового масла), последнее выделяют из него с помощью когобации. Процесс когобации заключается в том, что дистилляционные воды вторично перегоняются, при этом с первыми порциями отгоняется большая часть удерживаемого масла.

Для переработки больших количеств сырья применяют непрерывно действующие перегонные аппараты. Перегонка с водяным паром может проводиться не только при атмосферном давлении, но и под давлением с перегретым паром. В этом случае соотношение воды и масла выгодно меняется в пользу увеличения перегоняемого масла. Это объясняется тем, что уменьшение упругости паров воды идет сильнее, не пропорционально изменению упругости паров эфирного масла.

При получении ароматного масла путем перегонки с паром можно использовать отдельные части растений (цветы, листья, семена, стебли, корни) как в сыром, так и высушенном виде. Лучше использовать высушенные листья, так как их легче измельчать и обеспечивать более полное извлечение. Длительность отгонки около 2 часов. Отгонка должна производиться не слишком быстро, так как часть пара используется непроизвольно, а масло при этом эмульгируется.

Выходы эфирных масел (в %) при перегонке с во дяным паром сильно колеблются в зависимости от содержания их в душистых частях растений:

Вследствие дешевизны и простоты аппаратуры данным способом полу-

ЭФИРНЫЕ МАСЛА. БАЛЬЗАМЫ

чают большинство масел. Однако необходимо отметить существенные недостатки:

– относительно высокая температура перегонки для некоторых душистых веществ, входящих в данное эфирное масло, что вызывает иногда их разложение;

– растворимость некоторых ароматных веществ в воде при её конденсации из водяного пара, в связи с чем, эти душистые вещества отсутствуют в составе масла после его отстаивания;

– недостаточно высокая температура перегонки для некоторых труднолетучих душистых веществ, входящих в состав данного эфирного масла, в результате чего эти вещества не отгоняются из растительного сырья и, следовательно, отсутствуют в составе перегнанного масла;

– наличие в большинстве ароматных масел терпенов и сесквитерпенов, уменьшающих их растворимость в спирте, а в некоторых случаях их запах. Так, например, сесквитерпены имеют особенный, специфичный камфарный запах, который отличается от основного запаха эфирного масла, но часто гармонизирующий с ним.

Таким образом, получающиеся при перегонке с водяным паром масла не имеют такого натурального запаха как у эфирного масла непосредственно в растении. Так, например, до сих пор не удалось получить этим способом удовлетворительные масла из таких цветов как ландыш, жасмин, сирень и др. Последний недостаток может быть устранен так называемым методом обестерпенивания (дистилляция в вакууме или гидровакууме, гидродистилляция, обработка спиртом пониженной крепости).

При перегонке эфирных масел, терпены отгоняются первыми и поэтому могут быть легко отделены от составных частей, обуславливающих особенность запаха и перегоняющихся при более высокой температуре. Сесквитерпены чаще всего отгоняются последними. При дистилляции вместе с терпенами увлекается некоторое количество основного носителя запаха в зависимости от способа перегонки и фракции. Бестерпеновые масла характеризуются:

1) большей растворимостью в воде и спирте; 2) большей крепостью, то есть концентрацией основного запаха;

3) свойством тотчас давать прозрачные и остающиеся прозрачными спиртовые растворы.

Данные преимущества таких масел используют в парфюмерии. Так в

ЭФИРНЫЕ МАСЛА. БАЛЬЗАМЫ

спирте могут полностью растворяться только бестерпеновые цитрусовые масла. При обозначении таких масел используют приставку Д (для духов). Однако очень часто в таком масле происходит некоторое изменение запаха, которое не соответствует по свежести и цельности натуральному маслу, содержащему терпены. Бестерпеновые масла не должны использоваться в медицине, так как заданное терапевтическое действие наблюдается лишь при использовании эфирных масел с максимально полным составом, т.е. содержать как можно больше активных компонентов.

Метод экстракции стали применять со второй половины ХIХ века. В отличии от предыдущих, данный метод требует более сложной аппаратуры. Также необходим хорошо очищенный растворитель.

Эфирные масла растворяются во многих органических растворителях. Это свойство используется в тех случаях, когда компоненты масла термолабильны и подвергаются деструкции при перегонке с водяным паром.

В качестве растворителей используют: этиловый спирт, бензол, хлороформ, метиловый спирт, ацетон, жидкий или газообразный бутан, углекислый газ. Но наиболее часто используют петролейный эфир (жидкий нефтепродукт, смесь легких углеводородов).

Используемая аппаратура весьма разнообразна. В основном, она состоит из экстрактора, отгонного куба с холодильником, в который поступает из экстрактора растворитель с маслом.

При экстракции сырьё заливают один или несколько раз растворителем, который после насыщения душистыми веществами сливают с сырья. Из слитой вытяжки, называемой мицеллой, удаляют растворитель под давлением, затем под вакуумом. Полученные эфирные масла называются экстракционными или «пахучими восками» (Essences concretes)и по своему запаху они стоят ближе к эфирным маслам, находящимся в растениях, чем масла, полученные методом паровой перегонки. В особенности это касается сырья с приятным запахом, которое при перегонке с водяным паром дает слишком мало масла (роза, нарцисс, фиалка, гвоздика).

Однако растворитель экстрагирует из растений не только ароматные масла, но и воски, парафины, камеди и жиры, поэтому первичные продукты экстракции имеют твердую консистенцию и не полностью растворяются в спирте. Такие масла называют конкретами .

Для освобождения от балластных веществ конкретных масел последние

ЭФИРНЫЕ МАСЛА. БАЛЬЗАМЫ

экстрагируются еще раз этиловым спиртом, и после отгонки его и фильтрации с охлаждением получаются вторичные продукты экстракции, называющиеся абсолютными маслами или абсолю . Абсолютные масла полностью растворяются в спирте; они лишены также терпенов и сесквитерпенов. При использовании в качестве экстрагента этилового спирта данную форму называют ризиноидом . Такой вид экстракции используют при производстве эфирного масла из различных растений:

выход конкретных масел – от 0,08 (тубероза) до 0,98% (иланг-иланг); выход абсолютных масел – от 0,18 (тубероза) до 80% (иланг-иланг). Обычно эфирные масла, извлекаемые органическими растворителями, не

используют внутрь во избежание проявления аллергической реакции и ослабления иммунной системы вследствие того, что растворители высокотоксичны, а отделение их от эфирного масла бывает неполным. Для приема внутрь разрешены эфирные масла, извлекаемые этанолом, примесь других растворителей допускается в количестве не более 5 частей на миллион частей основного вещества.

К экстракционным способам получения душистых масел должна быть отнесена и мацерация жирами. Для этого сырье в тканевых мешочках погружают в емкость с жиром на 24 -48 ч при температуре 50-70° С. Эта операция повторяется 10-15 раз до получения запаха определенной силы. Используют обычно животные жиры – говяжий или свиной, а из растительных – оливковое масло. Иногда используют парафин с температурой плавления 60° С. Жиры и масла должны быть чистыми, без запаха и подготавливаться по специальной рецептуре. Далее масло извлекают спиртом (см. анфлераж).

В последнее время разработан и широко используется для извлечения эфирных масел криогенный метод с применением сжиженных под давлением газов.

Метод анфлеража (от франц. enfleurer – передавать цветочный аромат) – наиболее древний. Таким способом обычно перерабатывают жасмин, ландыш, туберозу (сырье с низким содержанием эфирных масел).

Метод основан на способности эфирных масел, выделяемых растениями (в основном из цветков), переходить в газовую фазу, а затем поглощаться жирами и сорбентами. Этот процесс проводится в специальных рамах-шасси (размером 5×50×50), герметично собираемых по 30-40 штук (одна на другую) в б а- тарею. В середине такой рамы находится стеклянная пластинка, на которую с

ЭФИРНЫЕ МАСЛА. БАЛЬЗАМЫ

обеих сторон наносится адсорбент. На адсорбент (активированный уголь или смесь свиного и говяжьего жира и др.) толщиной примерно 3-5 мм, расстилают цветы (без чашечек) толщиной до 3 мм, причем края пластинки на 4 см остаются непокрытыми. Для увеличения поверхности поглощения жира проводят шпателем бороздки. В течение 1-3 суток испаряющиеся эфирные масла поглощаются адсорбентом. Затем сырье убирают и на рамы помещают свежее сырье. Такую операцию проводят многократно (до 30 раз) до полного насыщения адсорбента эфирным маслом. Поскольку в отработанном сырье еще содержится определенное количество эфирного масла (тяжелые фракции), то его дополнительно перерабатывают экстракцией. А жир, насыщенный эфирным маслом, далее соскабливают со стекла.

Данный продукт с достаточно высоким качеством запаха поступает на рынок под названием цветочная помада . Из цветочной помады душистое масло извлекают спиртом. Спиртовое извлечение вымораживают и фильтрацией из него удаляют выпавшие примеси. Затем спирт отгоняют в вакууме и получают чистое эфирное масло.

В настоящее время метод анфлеража используется редко. В первую очередь это связано с высокой ценой конечного продукта (например, из 1 тонны лепестков розы получают 700 г эфирного масла).

Метод динамической сорбции по своей сути является усовершенствованным методом анфлеража. Сырье (цветы, собранные рано утром) помещают в камеру на сетки. Затем камеру герметично закрывают и через нее продувают подогретый воздух, который, захватывая пары эфирных масел, проходит через активированный уголь или силикагель, где и проходит поглощение (сорбция) паров ароматного масла загруженных цветов. Экстрагированием сорбента (силикон или активированный уголь) выделяют эфирное масло, после чего из раствора отгоняют эфир и получают чистое эфирное масло, близкое к абсолютному маслу. Такой метод перспективен и получает все большее распространение.

Полученные различными методами сырые эфирные масла могут подвергаться различным технологическим переработкам. Для улучшения качества ароматного масла проводят его очистку, удаляя из него некоторые нежелательные соединения. Эта очистка проводится перегонкой масла при пониженном давлении и называется вакуум-ректификацией. В случае удаления моно- и/или сесквитерпеновых углеводородов такой процесс может называться «детерпенизацией». Иногда отгоняют легколетучие компоненты (жирные альдегиды,

Ольга Петращук, кандидат биологических наук, преподаватель международной школы MegaSPA.

Эфиромасличная флора насчитывает более 2000 видов растений, из них в нашей стране произрастает около 1000, однако промышленное значение имеют всего 150-200 видов. Большинство эфирных масел получают из тропических или субтропических растений, и лишь немногие (кориандр, анис, мята и др.) культивируют в более умеренных широтах (органический способ или обычное культивирование). Особенно богаты маслами многочисленные виды семейства губоцветных (мята, лаванда, шалфей, базилик, пачули и др.), зонтичных (анис, фенхель, тмин, кориандр, ажгон и др.), розоцветных (роза эфирномасличная), гераниевых (герань розовая); амариллисовых (тубероза), миртовых (эвкалипт лимонный) и др.

В отличие от растительных масел эфирные масла представляют собой многокомпонентные смеси летучих органических соединений (ароматических, алициклических и алифатических карбонильных соединений, спиртов, кислот, эфиров и т.д.), вырабатываемых в особых клетках различных растений и обусловливающих их запах. Эфирные масла в свободном состоянии или в виде гликозидов содержатся в листьях, стеблях, корнях, семенах, плодах, коре и древесине. Содержание масел в растениях колеблется в широких пределах: так, в цветах розы их содержится 0,02-0,10%, а в почках гвоздики - 20-22%, но наибольшее количество накапливается в большинстве растений в период цветения и созревания семян.

Называются масла, как правило, по видам растений, из которых их получают (розовое, гераниевое, лавандовое), реже - по главному компоненту (камфорное, эвгенольное, терпентинное).

Сырье для выделения масел используют либо сырое (зеленая масса герани, цветы лаванды и др.), подвяленное (мята), высушенное (корни аира, ириса и др.), либо предварительно ферментированное (цветы розы, дубовой мох). В таких растениях, как горький миндаль, огурец, хрен или горчица, ароматические вещества содержатся в связанном виде. Чтобы высвободить их, необходимо разрушить клеточную структуру этих растений и уже затем извлекать ароматические вещества.

Выделение эфирных масел из растений

В XI веке Авиценна описал метод получения эфирных масел путем перегонки, известного арабам с VIII-IX вв. До этого древние цивилизации многие сотни лет использовали экстракты пахучих цветов, трав и корней, настоянных в растительных маслах или в расплавленных твердых жирах (мацерация).

В наше время химиками используется богатый набор методов для извлечения эфирных масел из растений. В зависимости от формы, в которой находится эфирное масло в растении (в свободном и/или связанном состоянии), применяются различные методы экстракции или используют сочетания различных способов. Свободная форма делает возможным извлекать эфирные масла перегонкой с паром, отдувкой воздухом, отжимом или экстракцией растворителями (летучими и нелетучими). Для извлечения связанных форм эфирных масел требуется предварительное высвобождение эфирного масла с помощью ферментации (ферментативного гидролиза).

Ферментация заключается в выдерживании исходного сырья от нескольких часов до суток при температуре 50-600С. Из-за распада гликозидов под действием собственных ферментов растения образуется значительное количество эфирных масел, которые можно извлечь различными методами. Разновидностью ферментации может быть длительное хранение (2-3 года) корней ириса в сухих условиях, после чего в них накапливаются необходимые ароматические компоненты. После проведения ферментации эфирные масла отгоняются как свободная форма. Гидролитические процессы также могут происходить и при паровой отгонке. В некоторых случаях перед паровой дистилляцией сырье выдерживают в солевых растворах с концентрацией 5-20%. При этом происходит высвобождение эфирного масла из клеток растений в результате так называемого осмотического шока, то есть разрушения клеток под действием соли.

Получение эфирных масел перегонкой с водяным паром

Перегонка с водяным паром используется чаще всего тогда, когда эфирных масел в растении содержится достаточно много. Кроме того, в некоторых случаях только перегонка с водяным паром позволяет получить эфирные масла определенного качества, например, содержащие азулены (ромашка, тысячелистник). Перегонка с паром осуществляется как путем перегонки смеси сырья и воды (гидродистилляция), так и непосредственным воздействием пара на сырье (паровая дистилляция).

Гидродистилляция . Простейший вариант заключается в отгонке воды в присутствии растительного материала. Применяется достаточно редко, например, при получении розового масла. Используется в лабораторных условиях. В зависимости от давления гидродистилляцию проводят при нормальном давлении (наиболее часто) или в вакууме (вакуумная гидродистилляция - отгонка с паром при пониженном давлении). Есть предложения проводить гидродистилляцию при повышенном давлении до нескольких атмосфер, что существенно улучшает соотношение в дистилляте воды и отгоняющегося с ней вещества. Повышенная температура, необходимая для закипания воды, способствует более быстрой отгонке. Выделенное таким образом масло несколько отличается от показателей масла, выделенного традиционным путем.

Паровая дистилляция . Наиболее экономичный и технологически удобный способ отгонки заключается в использовании перегретого пара (пара высокого давления). При этом удается избежать местных перегревов растительного материала, наступающих при гидродистилляции и отогнать труднолетучие, часто весьма ценные компоненты эфирного масла. Таким методом получают преобладающее количество коммерческого эфирного масла.

Образующийся пар увлекает с собой летучие компоненты эфирного масла. Затем, пар охлаждают проточной водой, и жидкая смесь воды и эфирного масла расслаивается в приемнике. Устройство приемника зависит от удельного веса масла. Если масло легче воды, оно всплывает вверх, а вода удаляется через боковую трубку. Если масло тяжелее, то оно собирается на дне приемника, а избыток воды сливается через отверстие верхней части. Обе конструкции являются разновидностями так называемой флорентийской склянки. Полученное в процессе дистилляции с паром масло называется дистилляционным.

Некоторые эфирные масла частично растворимы в воде и при дистилляции с паром часть их уносится в растворенном виде с дистилляционными водами. Наибольшей растворимостью обладают масла, содержащие фенолы и терпеновые спирты, меньшей - эфиры и практически нерастворимы терпеновые углеводороды. При одновременном содержании и хорошо растворимых, и мало растворимых компонентов происходит вымывание из получаемого эфирного масла фенолов и терпеновых спиртов. При экономической и технологической необходимости эту часть эфирного масла можно выделить и использовать. Выделение из дистиллята растворимых компонентов эфирного масла называется когобацией. Обычно когобационное эфирное масло прибавляют к дистилляционному, чтобы увеличить общий выход. Однако такая технологическая операция требует большой осторожности, чтобы не испортить первичное масло.

В некоторых случаях малый выход масла позволяет получить из растения в процессе водяной перегонки только ароматическую воду. Тогда ее используют как туалетную. Воду, которая остается от процесса дистилляции, называют гидрозолем. Гидрозоли содержат большой спектр водорастворимых компонентов эфирных масел. Кроме карбоновых кислот гидрозоли содержат большое количество терпеновых и сесквитерпеновых спиртов, что дает возможность использовать их в качестве средств по уходу за кожей (роза, ромашка, зверобой, мирт). Гидрозоли также являются замечательным источником ценных спиртов, не оказывающих раздражающего действия, какое оказывают терпеновые углеводороды. Однако в гидрозолях легко происходят химические изменения, а также изменения, связанные с активными действиями микроорганизмов. Чтобы сохранить состав гидрозолей в них добавляются консерванты.

Ряд эфирных масел может быть получен только паровой дистилляцией (некоторые виды ромашки и тысячелистника). Дело в том, что в связанной (нелетучей форме) в растении содержатся вещества, относящиеся к классу сесквитерпеновых лактонов. При распаде этих лактонов в результате гидролиза водяным паром образуется важный класс компонентов эфирных масел - азулены. Эти вещества окрашивают эфирные масла в глубокий синий и зеленый цвет и придают им особые физиологически активные свойства (противовоспалительное, противоожоговое).

Деструктивная дистилляция . Иногда для получения эфирного масла различные древесные материалы (береза, можжевельник) подвергают нагреванию в вакууме. При этом компоненты аромата улетучиваются, часть древесины разрушается и образуются ряд фенольных соединений, которые придают полученному эфирному маслу запах «выделанной кожи». Такое эфирное масло обладает рядом целебных свойств, оно также применяется в парфюмерии при изготовлении духов для мужчин.

Особый, очень важный класс ароматических выделений растений, составляют бальзамы. Бальзамы получают из смолистых выделений на коре некоторых кустарников и деревьев. Эти выделения образуются на месте естественных (вредители) или искусственных (надрезы или ожоги) повреждений на поверхности коры. Выделяющаяся смола, поначалу жидкая, со временем твердеет и превращается в бальзамические смолы или бальзамы. В состав бальзамов входит некоторое количество летучих веществ (5-60%), составные части которых обладают запахом и обуславливают аромат бальзамов. Перегонкой с водяным паром бальзамов получают эфирные масла, которые представляют некоторую ценность для парфюмерии.

Получение эфирных масел экстракцией летучими растворителями

Для многих очень важных ароматических растений (роза, жасмин, резеда, нарцисс и жонкилла, фиалка, гелиотроп, левкои, ладан, гиацинт, сирень) перегонка с паром вообще не дает результата или приводит к получению масла совершенно непригодного для использования. В этом случае применяется экстракция летучими органическими растворителями. В качестве растворителя чаще всего используют этиловый спирт и очищенный петролейный эфир. Применение других растворителей (хлороформ, этиловый эфир, бензол) часто экономически невыгодно, так как эти растворители сравнительно дороги, кроме того, их применение приводит к получению сильно окрашенных препаратов.

Процесс экстракции состоит из двух этапов: собственно извлечения компонентов из растительного сырья и удаления растворителя (часто при пониженном давлении). После освобождения от растворителя получается полужидкая или твердая масса темного цвета, которая называется «конкрет». В нем наряду с летучими ароматическими соединениями содержится очень много нелетучих компонентов (парафины, воск, эфиры высших жирных кислот и смолы). Содержание эфирного масла в конкрете 5-20%. Из конкрета эти эфирные масла чаще всего извлекают этиловым спиртом. Для этого конкрет растворяют в спирте. При этом в раствор переходит 20-60% конкрета. Нерастворившиеся вещества отфильтровывают при сильном охлаждении для отделения от восков, а спиртовой раствор обесцвечивают активированным углем и выпаривают в вакууме. При этом получают абсолютное масло («абсолю»), которое чрезвычайно ценится в парфюмерии.

Для экстракции также применяют сжиженные газы (углекислый газ и фреоны). Они позволяют проводить процесс экстракции и получения конкрета значительно более эффективно, но для этого требуется проводить большую подготовительную работу с сырьем, часто несовместимую с сохранением ее парфюмерного качества. В случае пряно-ароматического сырья применение СО2-экстракции наиболее перспективно. Экстракты сохраняют яркий аромат, вкус и биологически ценные компоненты, присущие растениям (витамины группы Е, ди- и тритерпены). Они стерильны и обладают антиокислительными свойствами. Подобраны условия для выделения концентратов из свежих фруктов (яблоки, груши, апельсины), пряностей (черный перец, гвоздика, корица) и пряно-ароматических растений (аир, кардамон, майоран). Полученные экстракты кроме эфирного масла содержат также большое количество (10-90%) жирного масла. В некоторых случаях это имеет положительное значение, так как жировая часть в сочетании с ароматической компонентой представляет собой хороший биологически активный комплекс, пригодный для применения в составе косметических изделий. Для применения в парфюмерных препаратах такое сочетание неприемлемо, так как экстракты необходимо растворять в спирте, в то время как жировая основа, нерастворимая в спирте, будет выпадать в осадок.

Мацерация и анфлераж . Разновидностями экстракционного метода извлечения эфирного масла является достаточно редкие методы мацерации и анфлеража. Эти методы заключаются в поглощении летучих ароматических соединений цветковых растений нелетучими растворителями.

Мацерация заключается в том, что лепестки цветов в мешочках на некоторое время (до 2-х суток) погружают в нагретый до 50-700 животный жир или растительное масло, очищенные специальным методом. После многократной (20-25 раз) смены сырья в жире (масле) накапливается достаточное количество ароматических веществ.

Анфлераж заключается в поглощении эфирных масел цветов на специальных рамах, покрытых слоем жира или ткани, пропитанной растительным маслом. Через 72 часа цветы удаляют и заменяют новыми, повторяя процесс до 30 раз. Продукт, полученный в процессе мацерации и анфлеража, называют цветочной помадой (если извлечение проводили жиром) или античным (благовонным) маслом (если извлечение проводили растительным маслом). Его обрабатывают спиртом для извлечения ароматических составляющих и используют полученный концентрат как высококачественное парфюмерное сырье.

Современным и технологичным способом извлечения эфирных масел некоторых цветковых растений (жасмин) является динамическая адсорбция, то есть поглощение ароматических веществ активированным углем или другими твердыми адсорбентами. Для этого лепестки цветков загружают в камеру и продувают их увлаженным воздухом. Насыщенный ароматами воздух направляется в адсорбер с активированным углем, где происходит насыщение угля эфирным маслом. Затем уголь промывают диэтиловым эфиром, а эфир выпаривают. Чаще всего полученный экстракт добавляют в абсолю, полученный обычным способом из конкрета. Иногда для более полного извлечения эфирных масел после адсорбционных методов сырье подвергают паровой дистилляции

Получение эфирных масел прессованием

В некоторых случаях (особенно в случае цитрусовых) возможно и экономически выгодно получать масло простым отжимом сырья. Для этого кожура или целые плоды подвергают прессованию, а выделившуюся эмульсию эфирного масла в соке центрифугируют. При этом масло оказывается сверху и его отделяют.

Недостатком масел цитрусовых, полученных прессованием, является содержащаяся в них примесь фототоксинов. Эти вещества при нанесении на кожу активируют солнечный свет, что приводит к ожогам кожи. Для предотвращения этого явления фототоксины удаляют химическим путем. Полученное масло, проверенное на биологических объектах, уже не токсично и безопасно для использования.

После прессования в сырье остается до 30% эфирного масла, которое отделяют перегонкой с паром. Полученное дополнительно дистилляционное масло имеет худшее ароматическое качество, но достаточное для применения в качестве дезодоранта. Его хорошим качеством является то, что оно не содержит фототоксины.

Международная Организация стандартов ИСО (ISO) дает следующее определение эфирных масел:

• 100% натуральное (natural) означает, что масляная эссенция не содержит никаких синтетических добавок, эмульсионных агентов, минеральных масел и т.д.
• 100% чистое (pure) - никакие другие масляные эссенции не были добавлены в данный продукт. Если это масло лаванды, то никакие другие виды масла лаванды (например, лавандин) не добавлены в него.
• 100% полное (complete) означает, что данная масляная эссенция не прошла специальную обработку, из нее не удалены терпены или масляная эссенция не подвергалась соответствующей очистке и т.д.

Химический состав эфирного масла может варьировать. Количество каждого компонента может меняться в широких пределах даже для одного вида растения, что зависит от места выращивания растения, срока уборки сырья и стадии вегетации, длительности и условий хранения сырья, а также технологии его переработки. Это затрудняет стандартизацию эфирных масел. Международная организация стандартизации ИСО (ISO) установила профиль каждого эфирного масла по результатам газожидкостной хроматографии (эталон), что позволяет оценить качество полученного эфирного масла.

Высокая стоимость эфирных масел часто провоцирует их фальсификацию. Наиболее распространенные способы фальсификации:

• разбавление эфирного масла растительным;
• разбавление дорогого эфирного масла дешевым (например, масло мяты перечной маслом мяты полевой);
• разбавление одного эфирного масла натуральными компонентами другого (например, лимонного терпенами апельсинового);
• добавление к маслу синтетических веществ (например, синтетического линалоола к неролиевому маслу).

В процессе применения в ароматерапии эфирных масел возникают многие проблемы, связанные с их безопасностью. Эти проблемы связаны также и с особенностями отношения к эфирным маслам как веществам природного происхождения. Предполагается, что природные вещества вполне совместимы с человеческим организмом и не могут оказывать вредного влияния. При этом забывают, что они находятся в природе в ничтожных концентрациях, а эфирные масла - это высококонцентрированные смеси ароматов растений. Степень концентрирования по отношению к содержанию их в растениях составляет 50-1000 раз. Если говорить о содержании эфирных масел в воздухе, то степень концентрирования компонентов эфирного масла достигает несколько миллионов раз. Поэтому применение эфирных масел при нанесении на кожу должно быть ограничено в большинстве случаев разбавленными растворами, обычно в этиловом спирте или жирах (растительных маслах). Такие растворители эфирных масел называются «носителями». Растворители, используемые для разбавления эфирных масел должны быть химически устойчивыми и не обладать посторонними или неприятными запахами. В качестве натуральных носителей используют растительные масла и воски. Рекомендованная в ароматерапии концентрация эфирных масел не должна превышать 25%, в косметических препаратах используется обычно 5-10% эфирных масел: 1% для сухой и чувствительной кожи; 2% для нормальной, жирной и комбинированной кожи; 4% и выше - в виде концентрата для выраженного терапевтического воздействия на кожу.

Способы получения эфирного масла. Производство. Методы для получения эфирного масла. Растительное сырье. Перегонка паром. Детерпенизация. ааПрессование. Мацерация. Анфлераж. Извлечение аромата.

Производство эфирных масел.

Технология производства эфирных масел только на первый взгляд кажется простой. Она имеет свои секреты и нюансы. Для каждого растения нужен свой метод извлечения аромата, с последующей очисткой от углеводородов — детерпенизацией.
Детерпенизация* - отделение углеводородов – терпенов и сесквитерпенов, легко окисляемых на воздухе, особенно на свету, компонентов эфирных масел, (обладающих высокой бактерицидной активностью), в результате чего происходит насыщение (за счет сгущения) масла кислородсодержащими компонентами.

Дистилляция* — это самый старый способ получения эфирных масел из растительного сырья. По сут и — это перегонка паром летучих фракций растительного сырья по змеевику через фильтры. В этой методике производства очень важе н подбор оптимальной температуры пара, поскольку интенсивная температурная обработка увеличивает выход эфирного масла с ущербом для его качества.

Важно! Поэтому эфирные масла отечественного производства часто не соответствуют международным стандартам.

Метод 1. Перегонка с водой.

Метод перегонки эфирного масла с водой из растительного сырья основан на физическом законе парциального* давления Дальтона-Рауля. Суть метода основан на том, что две несмешивающиеся жидкости, нагреваемые вместе, закипают при температуре ниже температуры кипения каждой жидкости в отдельности, что очень важно, так как это не сказывается на терапевтических свойствах эфирного масла, а так же на их скорости испарения и практической нерастворимости в воде. Пары воды из парообразователя проходят через растительное сырье, извлекая летучие вещества эфирных масел, которые затем конденсируются в охладителях и постепенно собираются в приемник.

Парциальное* — (латынь — partiaiis — частичное — part — часть) — давление, отдельно взятого компонента газовой смеси.

Температура кипения отдельных компонентов эфирных масел колеблется от 150 до 350 °C. Например, температура кипения для

• пинена - 160°C,
• лимонена - 177°C,
• гераниола - 229°C,
• тимола - 233°C.

Однако, все эти вещества как компоненты эфирного масла в присутствии водяного пара перегоняются при температуре ниже 100°C. Так, смесь скипидара и воды в условиях атмосферного давления будет перегоняться при 95,5 °C (вместо 160°C для пинена - основного компонента скипидара). Следовательно, в данных условиях парциальное* давление паров смеси достигает атмосферного давления (условие кипения) еще до кипения воды. Этот метод требует менее сложной аппаратуры, но дает меньший выход масла, качество которого может снижаться за счет перегрева сырья.

Метод 2. Перегонка с водяным паром.

Перегонка водяным паром — это наиболее распространенный промышленный способ получения эфирных масел, предназначен в первую очередь для применения в медицинской практике, а также в парфюмерной и пищевой промышленности.

Метод перегонки эфирного масла с водяным паром из растительного сырья также основан на физическом законе парциального давления Дальтона-Ренье. Его используют в тех случаях, когда содержание эфирного масла в сырье достаточно высокое, а температура перегонки (около 100 °C) не отражается на его качестве. Перегонку с водяным паром осуществляют в перегонных кубах или в непрерывно действующих перегонных аппаратах.

Перегонные кубы представляют собой периодически действующие установки, состоящие из

• перегонного куба,
• конденсатора
• и приемника.

Куб имеет двойную рубашку, в которой циркулирует пар, предохраняющий куб от охлаждения. На днище куба располагается перфорированный змеевик, через который поступает пар для перегонки масла.

Куб закрывается крышкой, которая посредством пароотводной трубки соединяется с конденсатором.

Приемником служат так называемые флорентийские склянки со сливными трубками. Они устроены так, что если масло легче воды , то оно собирается слоем сверху, при этом вода вытекает через сливную трубку, которая укрепляется в тубусе у днища склянки. Если эфирное масло тяжелее воды, то оно опускается на дно, а воду удаляют через трубку, укрепленную в верхней части склянки.

Сырье загружают в куб на ложное дно. Через вентиль и змеевик в куб впускают пар, который, проходя через растительную массу, увлекает с собой эфирное масло. В тех случаях, когда погонные воды содержат в растворенном или эмульгированном состоянии много ценного эфирного масла (например, при получении розового масла), оно выделяется путем вторичной дистилляции отгонных вод. При этом с первыми же порциями воды отгоняется большая часть удержанного масла.

Для переработки больших количеств сырья применяют непрерывно действующие перегонные аппараты. Перегонка с водяным паром может проводиться не только при атмосферном давлении, но и под давлением с перегретым паром. В этом случае соотношение воды и эфирного масла выгодно меняется в пользу увеличения перегоняемого масла. Это объясняется тем, что уменьшение упругости паров воды идет непропорционально изменению упругости паров эфирного масла.

Перегонка при пониженном давлении позволяет снизить температуру перегонки и тем самым сохранить составные части эфирных масел в неизменном виде. Во всех случаях перегонки эфирных масел с водяным паром получается дистиллят, который собирается в приемник и отстаивается. Эфирные масла с плотностью меньше единицы собираются в верхней части приемника над водой. В случае перегонки эфирных масел с плотностью больше единицы, они собираются под водой.

Перегонку эфирных масел производят как из свежего, так и из высушенного сырья. Однако не все виды эфиромасличных растений можно высушивать, некоторые из них и др.) требуют перегонки в свежем виде, так как сушка сырья данных видов приводит к значительным потерям эфирного масла и, следовательно, к уменьшению его выхода при перегонке с водяным паром.

С целью повышения выхода эфирного масла из растительного сырья применяют так называемый прием высаливания, то есть добавления какой-либо соли (натрия хлорид и др.) в дистилляционные воды. При этом соль вытесняет капельки эфирного масла из межмолекулярного пространства растворителя (воды). С целью полного извлечения эфирного масла из дистиллята, последний обрабатывают низкокипящим органическим растворителем (гексан, диэтиловый эфир) и после удаления растворителя получают эфирное масло.

В популярных книгах некоторых отечественных авторов описывается метод отделения терпеновых углеводородов вакуумной перегонкой водяным паром (вакуум-ректификация), однако этот способ далеко не всегда дает хорошие результаты - при нем в отгон переходят и многие другие ценные составные части эфирных масел, кроме того, при ректификации может происходить осмоление или разложение ценных компонентов масел. В связи с этим этот метод имеет ограниченное применение для узкого ассортимента эфирных масел. Некоторые способы отделения терпеновых углеводородов приводим по Брюсовой Л. Ю. (1947):

Метод 3. Холодное прессование.

Этот метод применяют при производстве эфирных масел из плодов цитрусовых.

Центрифугирование полученных холодным прессингом ароматических веществ с последующей фильтрацией. Метод используется в основном для плодовых и кожурных эфирных масел и является наиболее дешевым, особенно если «сэкономить» на детерпенизации (ректификации и вымораживании).

). Это связано с тем, что эфирные масла локализуются в крупных вместилищах кожуры плодов, что позволяет получать их прессованием. Прессование проводят на гидравлических прессах, воздействуя на кожуру, оставшуюся после отжатия сока из плодов. Для этого кожуру предварительно пропускают через зубчатые вальцы. Оставшееся (до 30 %) в кожуре эфирное масло извлекают далее перегонкой.

Ранее кожуру плодов отжимали вручную.

Метод 4. Мацерация или анфлераж.

Анфлераж - это абсорбция (поглощение) ароматических веществ из растения. Применяется для лепестков, тонких листьев, соцветий и корней). В древние времена, процедура выглядела очень посто. Шелковое полотно натягивалось на рамы, затем пропитывалось жиром. Затем на него наносили сырье и пропитанный ароматом жир через некоторое время соскабливали и получали ароматическую помаду, которую затем подвергали экстракции. Раствор освобождали от примесей (спирт, жиры), получая абсолютное эфирное масло или абсолю.

Масла полученные путем мацерации* — это тубероза, жасмин, вербена, ваниль, корень ириса, роза, мимоза, корень фиалки, нарцисс… Как правило, они имеют очень высокую стоимость.

Мацерация* — (латынь — maceratio , macero - размягчаю, размачиваю) — это извлечение эфирного масла сорбентами путем растворения и поглощения летучих веществ. Может осуществляться, например, жиром.

Холодная или теплая экстракция эфирных масел из растений спиртами, эфирами, бутаном с последующей очисткой от растворителя.

Метод основан на том, что выделяющееся эфирное масло из собранного сырья поглощается сорбентами (твердые жиры, активированный уголь и др.). Этот процесс проводится в специальных рамах, герметично собираемых по 30-40 штук (одна на другую) в батарею. При работе с твердыми жирами на обе стороны стекла (рамы) наносят жировой сорбент (смесь свиного и говяжьего жира и др.) слоем 3-5 мм. Цветки раскладывают поверх сорбента толщиной до 3 см и оставляют на 48-72 ч. По истечении этого срока сырье удаляют и на рамы помещают свежее сырье. Такую операцию повторяют многократно (до 30 раз), пока сорбенты не будут насыщены эфирным маслом. При этом отработанное сырье, содержащее еще некоторое количество эфирного масла (преимущественно тяжелые фракции), дополнительно перерабатывают экстракцией или перегонкой с водяным паром. Затем жир, насыщенный эфирным маслом, снимают со стекла, и из полученной помады эфирное масло экстрагируют (извлекают) спиртом, спиртовое извлечение вымораживают и фильтрацией удаляют из него выпавшие примеси (жиры и др.). Спирт отгоняют под вакуумом и получают чистое эфирное масло.

При использовании в качестве сорбента активированного угля сырье (цветки) помещают в камеру на сетки, после чего камеру герметически закрывают и через нее продувают сильный ток влажного воздуха, уносящего с собой пары эфирного масла, выделяемого цветками. Масло из воздуха поглощается активированным углем, лучше всего марки БАУ (березовый активированный уголь), находящимся в адсорбере, который установлен над камерой. Активированный уголь после его насыщения эфирным маслом выгружают из адсорбера, подвергают элюированию этиловым эфиром и после отгонки растворителя получают эфирное масло.

Метод 5. Экстракция селективными растворителями.

Эфирные масла растворяются во многих легко летучих органических растворителях (гексан, петролейный эфир, хлороформ, диэтиловый эфир). Это свойство используется в тех случаях, когда, с одной стороны, компоненты эфирных масел термолабильны и подвергаются разрушению при перегонке с водяным паром, а с другой - нет необходимости достижения высокой степени очистки (в случае применения в парфюмерной или пищевой промышленности). Экстракция заключается в том, что сырье в специальных экстракторах подвергают извлечению петролейным эфиром или другим экстрагентом. Затем экстрагент отгоняют, и после удаления растворителя полученное эфирное масло представляет собой «смолку» (так называемую отдушку, или «пахучий воск»), держащую примеси липофильных веществ (стерины, хлорофилл, каротиноиды и другие жирорастворимые витамины).

В последнее время экстракция эфирных масел стала производиться также сжиженными газами (углекислота, хладон-12 и др.), однако этот метод требует наличия соответствующего оборудования, выдерживающего высокое давление (до 200 атм.). С помощью этого метода эфиромасличной промышленностью перерабатываются и др.

Источники