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香草植物精油萃取技術 陳怡伶 國立宜蘭大學生物技術所
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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
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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。
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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
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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
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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) 。
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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
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www.lnnu.edu.cn/xdjyjx/huexue1/shiyanzhidao.htm
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簡易型水蒸氣萃取裝置
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桌上型精油萃取機
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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。
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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。
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超臨界萃取儀
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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
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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。
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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 )
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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
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Terpenoids ( 松烯類 ) 生合成 Mevalonic acid pathway
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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
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★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
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不依 isoprenyl rule 之 monoterpenoids ﹙ Compositae plant ﹚ ﹙艾屬植物﹚ artemisia alcohol yomogi alcohol santolinatriene lyratol santolina alcohol
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Sesquiterpenes 倍半萜烯
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germacrolide caryophyllin globulol
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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
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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
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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
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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
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