香草植物精油萃取技術 陳怡伶 國立宜蘭大學生物技術所

何謂香草植物 無論是一年生或多年生的植物種類，只要它的根、 莖、葉、花朵、果實、種子或樹皮據有特殊香味或 其含有的成分可供飲食料理、藥用、香辛料、芳香 精油或是某種景觀栽培等用途的植物，均可稱為香 草植物。

精油 (essential oil) 具揮發性、 高濃度的芳香物質。可利用各種化學或 物理方法從植物根、莖、葉、花、果實或種子中分 離中來的液狀物質。

香草的歷史沿革 在四千年前的古埃及的紙莎草紙中即有此一名稱。埃及人曾以 香草來治病，也使用於美容方面，更曾在兹丹卡明的墳墓中 發現鄉香草的花朵；而使用為木乃伊的防腐劑時，這香草也 是不可或缺的物質。希臘醫學之父希波克拉底也熟知香草的 效能而使用於各種治療法。曾經鼠疫流行於雅典時，希波克 拉底就發動民眾在各街道口燃燒香草，來防止鼠疫蔓延於城 填；由此可見，早知香草是具有強列的殺菌作用。而在古代 希臘發展出來的香草知識，後來再傳到羅馬，而羅人除了喜 歡香科，在自已本身使用外，更把香料使用於愛犬或愛貓等 寵物身上。有關香草的知識，不但在羅馬時代更為發展，而 且也隨著羅馬帝國的擴張勢力同時，再度傳至近中東；如近 代的利用蒸餾器的精油萃取法就是阿拉伯人所開發出來。到 了 11 世紀，十字軍的騎士們就把阿拉伯文明之一所發展出來 香草知識，帶回自國，隨即廣為流行於歐洲全區，並深入於 人們的生活，直至現在。

德國甘菊 CHAMOMILE ■ 利用的部位為葉片及花朵，香精 成分包括甜沒藥醇 (bisabolol) 及  - 金合歡烯 (  -farnesene) 等。 ■具抗菌、抗發炎藥效，是化妝品、 香水常用的香草。古埃及人常用來 泡茶、沐浴，以治療神精緊張引起 的胃腸毛病及經痛。

鼠尾草 SAGE ■ 利用的部位為葉片及嫩枝，香精 成分包括樟腦味的樟腦 (comphor) 及 安油醇 (eucalyptol) 、松香味的松 油精 (pine) 、苦味的側柏酮 (thujone) 及澀味的單寧 (tannin) 。 ■俗稱山艾，具殺菌、滋補、消除 脹氣，及治療口腔潰爛的效果，可 減輕喉嚨痛並促進消化。尤其含有 天然雌激素類似成分，可以改善女 性更年期種種不適症狀。

琉璃苣 BORAGE ■一年生草本。葉片橢圓型，密佈白 色絨毛，莖短而直立。花初開紫紅 色，後轉為紫色，也有白花品種。 ■帶有小黃瓜香味，能對抗憂鬱。中 古世紀競賽選手流行的一句話『吃 了玻璃苣，全身有勇氣』。花常用 來點綴沙拉、甜點。

薰衣草 LAVENDER ■ 利用的部位為葉片及花，香精成 分為沉香醇 (linalool) 及沉香乙醇 (linalyl acetate) 。其他品種則以安油 酚 (cineole) 、 樟腦 (comphor) 為主。 ■ 香味特殊，能製造香水，香皂、 化妝品等。香味可使人放鬆心情， 達到舒緩情緒及安眠的效果，它的 花是做餅乾及泡茶最好的材料。

紫 蘇 SHISO 日本人最常用的香草，有紫色及綠 色兩種，其氣味清香，國人常用來 醃漬梅子，其有止咳、化痰、及季 節變化引起的感冒、喉嚨痛等療效。

甜羅勒 SWEET BASIL 香味怡人，是最早被使用在烹調的 香草，被稱為香草之王，具健胃、 強壯、提神及驅蟲的效果。可調製 油、醋和醬汁，是義大利料理中不 可缺少的佐料。

三色蓳 VIOLA 適合泡茶、或醃漬蜜餞、糖漿，具殺 菌、祛痰、止咳、改善頭痛及失眠狀 況。

迷迭香 ROSEMARY 歐洲人將它視為辟邪之物，具有增 強記憶力的功效，最常在烤羊排時 使用，是去除羊臊味的最佳香草。 烘焙製作點心，麵包時也常使用。

香蜂草 LEMONBALM 俗稱檸檬薄荷，葉片有宜人的檸檬 香，泡澡時可消除壓力及促進睡眠， 常被作為香水、花茶、烹調的材料， 或加入果汁中調味。

百里香 THYME 具有強烈的殺菌、防腐效果，常用 來醃漬醬菜、製作香草油，枝葉泡 茶可以提神及治療感冒。

檸檬香茅 LEMON GRASS 具有健胃、利尿、潤膚、美容養顏、 除蚊去蟲、殺菌力、提高消化機能、 改善血液循環，常用來泡茶，雅植 歐洲香草園的香茅綠茶，口味更是 清新，而葉鞘常用於東南亞料理中

天然中草藥保養成份分離及分析 -- 蘆薈、當歸 在一液體或固體物料中加入某種溶劑，將其中的可溶性溶 質分離之操作，稱為萃取。

溶劑對萃取操作的品質及成本影響很大，主要有 下列幾項： (1) 高溶解度 (2) 高選擇性 (3) 易回收 (4) 比重差異適中 (5) 表面張力差異適中 (6) 低粘度 (7) 低揮發性 (8) 低價格 (9) 無毒性

天然植物精油提鍊萃取的方法有下列幾種： 榨取法：最簡單的方法，即為利用機械器具施壓力 使植物汁液流出的方法。所有柑橘屬植物都採用此 法。 萃取法：利用溶劑將精油溶解出來後，再將溶劑分 離，即可取得純精油製品的方法。因精油性質又可 分為三種方法： 1. 一般溶劑萃取法：大多數精油均用此法，以非極 性溶劑，例如石油醚、甲苯等。 2. 樹脂萃取法：沸點高的精油難揮發，採一般萃取 法將非常浪費加熱能源，故採此法，以樹脂作為溶 劑。 3. 二氧化碳萃取法：對加熱敏感的精油必須採用此 法。 一般溶劑萃取法 樹脂萃取法 二氧化碳萃取法

香花 水分測定 正己烷抽取 過濾 香花濾液 減壓濃縮 凝固精油 (Concrete) 酒精抽取 過濾 香精 (absolute) 蠟 (wax) 及色素 (pigment) □ 使用正己烷浸泡，在 常溫震盪後，過濾濃縮， 所得濃縮物成凝固精油 (Concrete) 。 □ 再使用乙醇抽取，以 去除色素 (pigment) 及 蠟 (wax) 。乙醇之抽取 液經濃縮所獲得之濃縮 物稱香精 (absolute) 。

蒸餾法：利用水蒸汽將精油溶出的方法，有直 接與間接兩種： 1. 直接蒸汽蒸餾法：最常見的精油提鍊方法， 將蒸汽直接由蒸餾塔底吹入與萃取植物直接接 觸的方法。 2. 間接蒸汽蒸餾法：萃取植物與水一起加熱至 沸騰方法。 直接蒸汽蒸餾法 間接蒸汽蒸餾法 另外有的精油提鍊後需要再精鍊更純者，或者 色澤變黑者，則可再用真空蒸餾法來精鍊，蒸 汽僅作為加熱用，並不與精油接觸。真空蒸餾法

簡易型水蒸氣萃取裝置

桌上型精油萃取機

三、超臨界流體萃取 (SFE)  超臨界流體萃取法是最近所發展出來的新技術，其具有低溫、 高萃取率、完全無污染及高濃縮率等特性，是萃取方法中的 明日之星，目前以二氧化碳超臨界流體萃取法最被廣泛使用。 其原理是將二氧化碳氣體加壓至超過臨界點而形成超臨界流 體，因為超臨界流體具有密度大及溶解力強的特性，因此可 以有效的萃取所需要的成分，然後再藉由壓力的調整控制其 三相變化，進而分離出所需要的成分，最後將壓力釋放即可 獲得高純度的萃取物質，其最大的缺點為設備成本過高及在 高壓下操作所具有的危險性，是屬於高成本高技術的一種萃 取方法。

CO 2 超臨界流體香精萃取法 二氧化碳的臨界溫度 (31 ℃ ) 與臨界壓力 (72.8atm) 不高 ，容易使流體達到超臨界狀態， 其化學性質安定， 不 易與萃取物質發生反應， 本身亦無毒性、不可燃、非腐 蝕性， 它的來源易取得且價格便宜。

超臨界萃取儀

五、冷吸法  利用油脂的吸收作用，在容器上塗一層油脂質，再把花朵壓入 油脂質，一直到油脂吸收完花朵中的精油成份為止，最後以酒 精來分離抽取。這是最古老的萃取方式。例：茉莉 四、壓榨法  將果肉去除，只取果皮壓搾，再經分析及離心機將油 水分離而提煉出精油，果皮類精油均依此方式萃取。 例：柑橘、檸檬

六、熱浸法  將花朵浸泡在熱油中，使植物中的精油釋放出來，再用蒸餾 法萃取提煉。 七、固相萃取  利用 Head-space 之方法，將蝴蝶蘭置於一密閉容器中，利 用空氣的流動，以極性和非極性分子吸附其香氣。以正己 烷與丙酮（ 10 ： 1 ）之混合溶劑萃取，再利用 GC-MS 分析 其香氣之組成。

 薰衣草 100 公斤  0.5 公升  尤加利 100 公斤  1.5~3 公升  玫瑰 3000~5000 公斤  1 公升  茉莉 1000 公斤  1 公升 (1000 公斤約 8 百萬朵 )

精油成分  以異戊二烯當單位，以頭尾相連 分類 Monoterpenoids Sesquiterpenoids Diterpenoids Sesterpenoids Triterpenoids Carotenoids

Terpenoids ( 松烯類 ) 生合成 Mevalonic acid pathway

Monoterpenes 單萜烯 以兩個異戊二烯或異戊烷以頭尾相聯結而成 可應用於醫藥工業、香料工業、昆蟲訊息素與驅蟲劑

★月桂﹙ Laurus nobilis L. ﹚葉中含豐富精油，提取流程 溶於等量乙醚 Na 2 CO 3 蒸去乙醚 月桂油 ——————→————→ 醚層 ————→ 分餾 分餾 制備層析 non-oxygenated monoterpenes———→————→  -pinene  -pinene camphene myrcene  -phellandrene  -phellandrene limonene 1,8-cineol p-cymene oxygenated momoterpenes, sesquiterpenes, benzenoids ★薄荷醇﹙ menthol ﹚：將薄荷油至於 -5 ℃，直接析出 ★木天蓼醚﹙ matatabiether ﹚與木天蓼醇﹙ neomatatabiol ﹚為木天蓼﹙ Actinidia polygama ﹚水蒸汽蒸餾得到的精油中之中性成分，經中性氧化鋁層析可得， 為貓科動物的興奮劑

不依 isoprenyl rule 之 monoterpenoids ﹙ Compositae plant ﹚ ﹙艾屬植物﹚ artemisia alcohol yomogi alcohol santolinatriene lyratol santolina alcohol

Sesquiterpenes 倍半萜烯

germacrolide caryophyllin globulol

生理作用 1. 植物生長發育物質 脫落酸﹙ abscisic acid, ABA ﹚與其類似化合物 xanthoxin 主要 控制植物的落葉、生長抑制、休眠、發芽等生理現象 Strigol 從棉花根部抽提而得，可促進玄參科植物﹙ Striga lutea ﹚種子發芽

2. 昆蟲性引誘劑及驅避物質 sirein ﹙性引誘劑﹚ allenic ketone ﹙螞蟻驅避物﹚ 3. 驅蟲殺蟲作用 山道年﹙ santonin ﹚驅蛔蟲藥 青蒿素 抗瘧、抗血吸蟲

4. 抗菌素類與細菌代謝產物 Trichothecin 為疣孢漆斑菌﹙ Myrothecium ﹚之代謝產物，具抗 菌、抗霉活性 5. 神經系統作用 苦味毒﹙ picrotoxin ﹚用在巴比妥類安眠藥中毒的急救，馬 桑內酯﹙ tutin ﹚治精神分裂，兩者皆具中樞興奮作用

6. 細胞毒  - 亞甲基 -  - 內酯為細胞毒作用的有效基團， ,  - 不飽合酮 亦有作用，兩者皆存在則作用更強 繖形科植物﹙ Thapsia gerganica ﹚中之 arteglglasin 與 thapsigarin 具有強細胞毒作用，但具有強烈的組織胺釋放作用，可能 與導致過敏有關 baccharin 大環內酯類可抗白血病