Способы получения эфирных масел
В составе парфюмерии можно встретить в качестве ингредиента эфирное масло, один или несколько видов. Что же это такое, зачем оно нужно в духах и как его получают?
Эфирные масла – это содержащиеся в растениях пахучие соединения. Они летучие, жирные на ощупь. Известно несколько способов извлечения этих ароматических соединений из растений. Каждый метод имеет свои особенности.
Общий обзор методов получения эфирных масел
Реже всего используются методы анфлеража и мацерации. Более популярны дистилляция (перегонка паром), отжим (холодное прессование), гидродиффузия. Посредством этих методов получают эфирные масла самого высокого качества.
Добыть ароматические соединения из растительного сырья можно с помощью химических растворителей. Они актуальны в двух случаях: если есть риск, что высокие температуры разрушат аромат, или исходное сырье выдает на выходе слишком маленький объем эфирного масла.
Анфлераж – на помощь приходит жир
Анфлераж, или метод поглощения – это экстракция эфирных масел твердым жиром. Этот способ известен с древних времен, но не является популярным среди производителей, т. к. дорогостоящий, требует больших временных и сырьевых затрат.
1. Стекло или ткань пропитывают очищенным холодным жиром без запаха, наносят его тонким слоем. Чаще всего используют говяжий жир. Закрепляют в деревянной раме.
2. По пласту жира распределяют пахучие части растения. Цветы выделяют эфирные масла, а жир впитывает их.
3. Процесс повторяют несколько раз: когда растения отдают максимум ароматических веществ, их заменяют на новые. И так до тех пор, пока жир максимально не насытится ароматом. Такой жир называют ароматической помадой. Затем переходят к следующему этапу.
4. Жир помещают в емкость с этиловым спиртом с целью его растворения. После того как спирт испарится, останется чистое эфирное масло.
Метод анфлеража был продемонстрирован в известном кинофильме «Парфюмер». Главный герой таким образом добывал ароматические масла из растений, а затем и из своих жертв.
Источник
Методы получения эфирных масел
Существует разные способы получения эфирных масел. Одни известны уже очень давно, другие — появились совсем недавно, самые современные и продуктивные. Предпочтение отдается тем методам, которые позволяют сохранить качество и целебные свойства эфирных масел.
Рассмотрим такие методы получения эфирных масел :
- дистилляция,
- холодное прессование,
- углеродное экстрагирование под высоким давлением,
- экстрагирование с помощью растворителя,
- анфлераж,
- мацерация.
Каждый метод имеет как преимущества, так и недостатки, а эфирные масла, полученные разными методами, обладают и различными свойствами.
Дистилляция
Дистилляция (по латыни distillatio — стекание каплями) — перегонка с паром, процесс аналогичный самогоноварению. Это самый простой, самый распространенный и дешевый метод производства эфирных масел. А такие эфирные масла как ромашка и тысячелистник могут быть получены только методом дистилляции.
Растительное сырье укладывается в перегонный куб на сито, установленное над кипящей водой. С паром из сырья уносятся летучие компоненты. Они охлаждаясь в змеевике оседают в виде смеси с дистиллированной водой в специальном приемнике.
Так как масло не растворяется в воде и имеет плотность ниже чем у воды, то масло поднимается вверх. Нагревание проводится на слабом огне. Этот процесс может занимать длительное время. Зато на выходе будет масло с богатой гаммой ароматов.
Для ускорения процесса перегонки применяют более высокие температуры. В результате масло можно получить за несколько минут. Но аромат у такого масла, будет не так многообразен и целебных свойств гораздо меньше. Так что если нарушается технология получения эфирных масел, то и ухудшается их качество.
Эфирные масла, полученные методом дистилляции, с годами приобретают еще лучший аромат, а некоторые масла имеют неограниченный срок хранения.
Холодное прессование
Самым популярным механическим методом получения эфирных масел из кожуры и плодов цитрусовых является метод холодного прессования (отжима). Cуществует более 60 видов цитрусовых. Методом холодного прессования получают эфирные масла из лимона, мандарина, апельсина. грейпфрукта, а также бергамота, лайма, лиметта и других.
Цитрусовые. Метод холодного прессования
Больше всего эфирных масел содержится в кожуре цитрусовых. Выход масла 0.3-0.6 % от массы плода. Перед извлечением масла, с кожуры срезают мякоть, оставляя только цедру, добавляют немного воды и прессуют. А полученную жидкость, отстаивают пока масло не поднимется на поверхность, затем его собирают. Если для получения аромамасла используется весь плод, то плоды измельчаются, прессуются и затем разделяется сок и эфирное масло. Для ароматерапии используются плоды, не подвергавшиеся воздействию ядохимикатов.
В дальнейшем эфирные масла могут проходить дополнительные степени очистки, такие как отстаивание, фильтрация, вымораживание и детерпенизация:
- отстаивание осаждает мелкодисперсные частицы мякоти;
- фильтрация удаляет оставшиеся взвешенные частицы мякоти;
- вымораживание удаляет воски, попавшие в масло из кожуры плодов;
- детерпенизация (отделение смол от эфирных масел) повышает процесс растворения эфирных масел в этиловом спирте, удаляет из масел легко окисляемые компоненты, что повышает их срок хранения.
Однако все дополнительные степени очистки изменяют состав и целебные свойства эфирных масел. Поэтому в ароматерапии используются цитрусовые аромамасла, полученные методом холодного прессования без дополнительной очистки. Базовые растительные масла, применяемые в ароматерапии, должны быть получены так же методом первого холодного прессования.
Масла, полученные методом холодного прессования, имеют натуральный аромат, но будут быстро окисляться и выдыхаться при температуре 20-25 градусов и длительном хранении (более двух лет).
Экстрагирование ( от лат extraсtion — извлечение) – выделение эфирного масла из растительного сырья с помощью растворителя или высокого давления в специальных установках.
Углеродное экстрагирование под высоким давлением
Метод углеродного экстрагирования под высоким давлением эффективен для производства легких
эфирных масел с очень летучими ароматическими компонентами, таких как масла из цветков жасмина и туберозы.
Извлечение эфирного масла происходит с помощью углерода под давлением в 22 атмосферы. Углерод под высоким давлением переходит в жидкое состояние, унося с собой летучие соединения, а полученная жидкость собирается в камере.
При уменьшении давления углерод опять переходит в газообразное состояние, а в емкости собирается чистое эфирное масло. Этот метод позволяет получить очень чистое эфирное масло без растворителей и всяких примесей. Но использование дорогостоящего компрессионного оборудования приводит к удорожанию и конечного продукта — эфирного масла, по сравнению с выше описанными методами.
Экстрагирование растворителем
Экстрагирование с растворителем проводится в два этапа
- получение масла из цветков растений с помощью растворителя (эфира или гексана)
- удаление растворителя вакуумом.
Этот метод позволяет получить масла с ароматами наиболее близкими к натуральному запаху цветка и чаще всего его используют для производства в парфюмерии. Но в таких маслах остается какое-то количество растворителя (петролейного эфира), который может стать причиной аллергии. Такие масла не предназначены для внутреннего применения. Методы получения эфирных масел путем дистилляции и холодного прессования считаются более предпочтительными по сравнению с этим.
Частным случаем метода экстрагирования являются методы: анфлераж и мацерация. Оба метода основаны на поглощении эфирных масел нелетучими растворителями (животными или растительными жирами). Эти методы довольно редко применяются в промышленном производстве в настоящее время, зато их часто используют для приготовления эфирного масла в домашних условиях.
Рекомендуем почитать:
Метод анфлераж в домашних условиях
Источник
Эфирные масла: тонкости получения
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.
Источник
