水蒸气蒸馏法提取姜精油.docx
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水蒸气蒸馏法提取姜精油
技术·油脂工程
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水蒸气蒸馏法提取姜精油
李
辉
（沈阳工业大学石油化工学院）
【摘要】本文以生姜为原料，采用水蒸气蒸馏法提取姜精油，考察了姜粉粉碎程度、物料
比、浸泡时间、蒸馏时间、烘干温度、助剂和姜皮等单因素对精油提取率的影响，并通过正交
试验确定了最佳工艺条件。
由红外光谱和薄层色谱对所提取的姜精油进行定性分析。
【关键词】姜；精油；水蒸气蒸馏；提取
中图分类号：
TS225．1
文献标识码：
A
文章编号：
1673-7199（2010）11-0016-05
生姜是国际贸易中最重要的根茎类香料，也是亚
洲传统的药食两用植物。
因其香辣味独特，有发汗解
表、镇痛消炎的作用，深得百姓喜爱。
有关姜提取物
的研究进展已有报道。
水蒸气蒸馏法是最常用的一种姜精油提取方法。
该法避免了精油长时间在高温下发生破坏分解、水解
或聚合，使精油的质量和提取率都得到了一定程度的
提高。
常见的水蒸气蒸馏有两种方法：
一种是将水蒸
气发生器产生的水蒸气通入盛有被蒸物的烧瓶中，使
被蒸物与水一起蒸出；另一种方法是将水加入到装有
组成一互不相溶体系。
根据道尔顿分压定律可知，整
个体系的蒸气压力等于各组分蒸气压之和。
即：
P＝PA＋PB
式中：
P为体系的总蒸气压；PA为水的蒸气压；PB
为不溶于水化合物的蒸气压。
当混合物中各组分的蒸气压总和等于外界大气压
时，混合物开始沸腾，显然混合物的沸点比水或不溶
于水化合物的沸点都要低。
因此，常压下采用水蒸气
蒸馏法，能在低于100℃的w情况下将高沸点组分与水一
起蒸出来。
被蒸物的烧瓶中，与普通蒸馏方法相同，直接加热烧
瓶，进行蒸馏。
本试验采用水中直接蒸馏法提取姜精
1．3
1．3．1
姜精油的提取
试验流程
油，并通过正交试验确定最佳工艺条件。
生姜→切片→烘干→粉碎、研磨→浸泡→水蒸气蒸
1
1．1
试验部分
材料与仪器
馏→油水分离→姜精油
1．3．2姜预处理
将购买的生姜切成薄片，在70℃下用烘箱烘干15h
生姜，市售；NaCl、无水乙醇、环己烷、石油醚、
正丁醇、乙酸乙酯、正庚烷，以上试剂均为分析纯。
左右，时常翻动使之受热均匀，将烘干的姜片研磨，
混合均匀后存放在干燥器中使之保持干燥。
KDM型调温电热套，山东省城永兴仪器厂；
1．3．3
试验方法
BT124S电子分析天平，赛多利斯科学仪器有限公司；
101－3型干燥箱，上海仪器厂总厂；Nexus－470型红外
光谱分析仪，美国Nicolet公司；WAY－2WA阿贝折射
仪，上海万衡精密仪器有限公司。
称取过30目筛的姜粉20g，装入干燥的1000mL
三口圆底烧瓶中，加入一定量的蒸馏水浸泡，并从油
水分离器上端添加蒸馏水直至蒸馏水流入烧瓶为止。
接好试验装置，并检查气密性。
浸泡数小时后，用电
1．2
16
试验原理
当水和不（或难）溶于水的化合物一起存在时，
热套加热烧瓶至沸腾，并在常压下保持微沸蒸馏数小
时。
当提取器中油量不再增加，停止加热。
待系统冷
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却至室温后，开启油水分离器下端活塞，将水缓缓放
出至油层下降至0刻度后静置片刻，收集上层的淡黄
色透明油状液体（姜精油）并称重，计算精油提取率。
称取过30目筛的姜粉20g，装入1000mL烧瓶内，
分别加入360、400、500、600、700mL蒸馏水，浸泡
30min后，持续蒸馏5h，收集姜精油，计算精油提取
1．3．4
姜精油提取率计算
率，结果如图2所示。
精油提取率＝
姜精油质量
姜粉质量
×100％
1．4
1．4．1
姜精油的定性分析
红外光谱分析
选取比较澄清的姜精油样品进行红外测试。
1．4．2
薄层色谱分析
分别用环己烷、石油醚、正庚烷、乙酸乙酯、丙
酮和正丁醇做展开剂，对提取的姜精油进行薄层色谱
分析。
由图2可知：
物料比为1∶18时，精油提取率最低，
1．5
姜精油的物性测定
但随着蒸馏水量的增加，精油提取率先增大后变小。
按照国家标准分别测定姜精油的酸值、酯值、乙
醇溶混度和折光率。
这是因为物料比较小时，由于加水量太少，未能将姜
粉充分润湿，不利于精油提取；当物料比达到一定程
2
2．1
结果与讨论
单因素试验
度时，姜粉细胞几乎完全破裂，油分充分游离出来，
提取率达到峰值。
试验结果表明，当物料比达到1∶20
时，姜精油提取率最大，而且与物料比1∶25的精油提
2．1．1
姜粉粉碎程度对姜精油提取率的影响
取率变化不明显，所以选择1∶20为最佳物料比。
分别称取过8、20、30、40目筛的姜粉10g，装入
2．1．3
浸泡时间对姜精油提取率的影响
1000mL烧瓶内，加入300mL蒸馏水，浸泡30min后，
持续蒸馏5h，收集姜精油，计算精油提取率，结果如
图1所示。
由图1可知：
当姜粉过30目筛时，其精油提取率
最大，但当姜粉粉碎至40目时，精油提取率反而降
低。
这是因为姜粉碎的越细，姜粉与水接触面积就会
越大，水散更均匀，使得破碎后油细胞更容易胀破而
提高出油率。
但姜粉颗粒太细时，蒸馏时不易透气，
试验操作实际过程中更易产生黏糊现象；而颗粒太粗
称取过30目的姜粉20g，装入1000mL烧瓶内，
用400mL蒸馏水分别浸泡0．5、1．0、1．5、2．0、2．5、
3．0、4．0h后，持续蒸馏5h，收集姜精油，计算精油提
取率，结果如图3所示。
由图3可知：
浸泡会提高姜精油的提取率，随着
浸泡时间的延长，姜精油提取率明显增大；但浸泡时
间为4h时，姜精油提取率反而明显降低。
分析原因是
浸泡时间短，不能使姜粉中的挥发成分在蒸馏期间充
分浸透而随水蒸气带出，但浸泡时间过长时，会使有
效成分分解。
所以，确定最佳浸泡时间为3h。
又不能使精油尽提，继而影响提取率，所以确定姜粉
2．1．4
蒸馏时间对姜精油提取率的影响
过30目筛为宜。
称取过30目筛的姜粉20g，装入1000mL烧瓶内，
2．1．2
物料比对姜精油提取率的影响
用400mL蒸馏水浸泡3h后，分别蒸馏4、5、6、7h，
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技术·油脂工程
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收集姜精油，计算精油提取率，结果如图4所示。
发出去，从而影响姜精油的提取，所以本试验确定姜
粉最佳烘干温度为70℃。
2．1．7
助剂NaCl对姜精油提取率的影响
称取烘干温度为70℃过30目筛的姜粉20g，装入
1000mL烧瓶内，分别考察蒸馏水浸泡前后，加入0、
10、20g／LNaCl对姜精油提取率的影响，结果见表3。
表3
NaCl对低温烘干姜粉精油提取率的影响
序号
NaCl添加顺序NaCl质量（g／L）提取量（g）
提取率（％）
1
无
0
0．3133
1．57
由图4可知：
随着蒸馏时间的增加，姜精油提取
率明显增大，但提取7h后，姜精油提取率明显降低。
这是因为蒸馏时间过短，不能使姜精油充分提取出来，
2
3
4
5
浸泡前
浸泡前
浸泡后
浸泡后
10
20
10
20
0．1479
0．1789
0．0727
0．1214
0．74
0．89
0．36
0．61
但蒸馏时间过长，会使蒸馏出的姜精油受热分解掉，
影响产率而且浪费能源和时间，所以确定最佳蒸馏时
间为6h。
由表3可知：
低温下烘干的姜粉在浸泡前后加入
NaCl，姜精油提取率均明显降低，而且浸泡后加入Na-
2．1．5
姜皮对姜精油提取率的影响
Cl会使精油提取率降得更低，但随着NaCl的增加，提
称取过30目筛的去皮姜粉20g，装入1000mL烧
瓶内，用400mL蒸馏水浸泡3h后，持续蒸馏6h，收
集姜精油，计算精油提取率，结果见表1。
取率又会增大。
分析原因是由于低温下烘干姜粉提取
的精油中组分较多，相对来说能与水形成氢键的组分
较少，因此加入NaCl后，由于NaCl溶解，致使物料
表1
姜皮对姜精油提取率的影响
比降低，不能充分润湿姜粉，继而影响提取率。
所以，
序号
1
2
是否去姜皮
是
否
提取量（g）
0．2099
0．3133
提取率（％）
1．05
1．57
可以确定低温下烘干的姜粉在浸泡前后加入NaCl对姜
精油的提取影响较大，提取率均明显降低。
除以上各因素对姜精油提取率的影响外，加热程
由表1可知：
去皮姜的精油提取率明显低于不去
皮姜的精油提取率，这是因为姜皮中含有较多的挥发
油有效成分，在去皮过程中会使某些挥发性成分损失，
继而导致精油提取率降低，所以本试验确定姜不去皮。
2．1．6烘干温度对姜精油提取率的影响
称取烘干温度分别为105℃和70℃的过30目筛的
姜粉20g，装入1000mL烧瓶内，用400mL蒸馏水浸泡
3h后，持续蒸馏6h，收集姜精油，计算精油提取率，
结果见表2。
度是影响精油提取量及质量的另一主要因素。
加热程
度越大，则产生的蒸气越多，提取速度越快。
但提取
速度过快时，因冷凝不充分，常可造成挥发性成分的
散失。
所以，在试验中应注意控制温度，当烧瓶内的
物料沸腾后，调节电加热套旋钮使电热套的输出电压
为100V，保持微沸，各次试验尽量同一标准，以免影
响结果。
另外，由于2500g生姜烘干只能得到160g姜
粉，而且试验室条件有限，所以无法将试验所需姜粉
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