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香根油

发布日期:2020/10/22 21:04:06

【背景及概况】[1][2]

香根草(Vetiveria zizanioides)又叫岩兰草,禾本科岩兰草属多年生草本植物,属 C4类,其根系庞大,被认为是“世界上具有最长根系的草本植物。香根草原产于印度和非洲大陆南部,现广泛分布于亚、非、大洋洲、中美洲和南美的赤道地区。我国东南部、印度、印度尼西亚、斯里兰卡、斐济、巴西等热带亚热带地区都有分布。1936 年和 1960 年,在海南也发现零星分布,1957 年,在广东湛江吴川,发现我国唯一成群落大面积分布的天然野生香根草群落。1986年,在世界银行推崇与资助下,世界上一百多个国家将它列为理想的水土保持植物,被称为“神奇牧草”。我国从 1989 年开始,从国外引种,在长江以南地区大面积推广种植。香根草精油的开发价值极高,国际国内市场需求量大。

香根油是香根草根的提取物,气味非常浓烈,但稀释后会变得令人舒适, 闻起来象檀香油的气味 ,稀释后的气味会变得令人舒适,混合着檀香、玫瑰、紫罗兰、茉莉、愈伤草、广藿香 (天竺薄荷)、橡苔、熏衣草花、欧丹参、含羞草、桂皮和依兰树的气味。它广泛用于优质香料和化妆产品,还广泛用作复合香料的添加剂,是一种价格昂贵的香料油。近来发现香根油具有杀虫和灭菌功能,如香根草种在蔗地可免除根结线虫(Meloidogynespp.)对甘蔗的危害。香根草已成功在生态环境治理中广泛应用。

【成分】[2][3]

香根油岩兰醇60%以上、岩兰酮15~27%、岩兰烯、岩兰酸、苯甲酸、棕桐酸等。香根油主要成分有:倍半萜烯类碳水化合物,如,γ-杜松萜烯、丁香萜烯、α-紫穗槐烯、香树素和桧萜烯;醇衍生物:岩兰草醇,例如客稀醇、表蓝桉醇、匙叶桉油稀醇、客素醇; 羰基衍生物:岩兰草酮,如 α-岩兰草酮,β-岩兰草酮,客素酮以及酯类衍生物例如客素稀醇醋酸酯。人们认为,对香根油气味影响最大的是 3 种羰基化合物:α -岩兰草酮,β -岩兰草酮和客素酮,被认为是香根油的“指纹”。以气相色谱-质谱联用仪分析了水蒸馏法制备的香根油的化学成分,主要成分含量占53.9% ,其中岩兰草醇等萜烯类化合物质占11.4% 。并在香根油中鉴定出异丁香酚等 21 种化学成分的化学结构,其中有异丁香酚、香兰素等 2 种化合物是香根油中首次发现的天然化合物。

【特性】[3][4]

香根油带有木香香气的棕黄色或棕红色的透明粘稠液,相对密度0.998~1.048, 折光指数1.521~1.531,旋光度+15°~45°,酸值≤55,酯值>10。闪点130℃;

【生产工艺】[1]

1. 蒸馏法

50 年代国内应用较多,目前国内浙江生产的香根油仍采用该传统技术,主要利用香根草精油的挥发性和水不溶性,通过 2~3×105pa 水蒸气将香根草精油蒸馏出来,这样蒸气透过根粉,因蒸气的高温作用使根粉中油汽化经过冷却、油水分离 (可用乙醇,二氯甲烷萃取) 后,即得香根草精油。但香根油“烟焦味”太浓、“含酮量”较低、根系的“出油率”过低以及“色泽太暗”等问题。从而导致在国际上没有价格竞争的优势。

2.有机溶液浸提法

国内已报道的有用香石油醚连续提取、蒸馏、稀醇脱腊、分离酸性成分并将其转化为醇类化合物,再进行重新调配等一系列步骤而获得香根净油。但该方法采用的石油醚提取的香气化学成分少,浸提工艺复杂、能耗高、成本高、生产周期长、市场竞争力不强,研究方法没有转化为生产应用。还有人采用有机溶剂制取了香根油浸膏,工艺如图 :

该工艺仅香根浸膏,没有去除蜡质和杂质,理化检测指标不全。另外,有研究对黔产香根草用水蒸汽蒸馏10~12 小时,再用石油醚萃取回收,得油率为0.8%,采用了普通的水蒸汽蒸馏法,使产品的产率较低,难以进行工业化生产。

3.微波辅助法

根据微波萃取原理,微波可以缩短萃取时间,选择合适有机溶剂可以提高萃取有效成分,因而提高萃取率和质量。在吸收传统有机溶液和水蒸馏提取工艺技术基础上,经反复实验,设计了微波辅助乙醇萃取香根油工艺流程,工艺流程见图:

微波辅助提取香根净油工艺流程:将香根草根部粉碎机将其磨成粉,取粉 500g或 125 g,用乙醇浸泡,按一定条件用微波加热浸提液,蒸馏,萃取,冷冻,滤去不溶的蜡质等杂质,蒸馏蒸除去乙醇,得到红棕色、具有特征性的木香和檀香味的粘稠状的香根净油,产油率达6.42%,而传统水蒸汽蒸馏法提取率一般为 2- 3%,因此微波辅助乙醇提取法是蒸馏法的 2-3 倍。

【应用】[3][5]

香根油具有类似檀香的香气,香气悦人且持久是重要的香原料之一,广泛用于化妆品、香皂香精,亦可作为定香剂。常用作木香或琥珀香基以及东方香型、檀香型、玫瑰型等香精配方中。以东方香型香精配方为例: 岩兰草油(香根油) 250,岩兰草醇 200,檀香油150,甲基紫罗兰酮 150,香叶油 75,金合欢醇 75,异丁香酚 50,麝香酮 50,共 1000 份。除此之外,香根草还有多种用途:

1. 饲料

老的香根草叶质地坚硬,含硅量高(叶外表面硅含量 11.96%,叶内表面4.86%),没有饲用价值,而嫩叶是优良的饲料。据报道,香根草嫩叶含蛋白质 6%~7% ,脂肪 3.05%,可提供能量 2.18 k J/g,可消化率 51% ,可用来喂养牛、羊等。其营养物质含量随季节、生长期和土壤肥力而变化。在印度一些地区,每 1~3 个月收割 1 次作饲料。若与其它高质量的饲料混用,其饲用效果更好。

2.传统医药

香根草根和叶被用来治疗多种疾病。在泰国农村,人们用香根草根治疗发烧、胆石以及与胆汁和胆囊有关的疾病;在印度一些地方,人们利用香根油治疗风湿、腰部风湿痛、头痛和扭伤;喀麦隆一些居民发现香根草对治疗虚脱、糖尿病、疝、皮肤病等有效。

3.食用菌栽培基质

除蛋白质外,香根草还含有纤维素、半纤维素、木质素及矿物质等。将香根草用香菇栽培试验:将香根草老茎秆粉碎成 0.5~0.8 cm 长,加入 5 种不同比例的木屑、麸皮、石膏、食用菌专用肥等。结果表明,采用免割袋栽培,以香根草屑 70%、木屑19%、麦麸 10%、石膏 1% 配方为最佳,该配方较对照降低成本 14%,产量提高7.5%,产值增加18%。

4.香根草根制品

在印度,香根草根被用来制作席子、垫子、扇子、衣饰挂件,粉碎后制作香袋等。印度北部流行一种叫做 Tatti 的窗帘,是用香根草根编成的。把这种窗帘挂到窗户上能阻挡室外的酷热。往上面洒水过后,屋内凉意阵阵,并散发出特有的香甜味道。

【参考文献】

[1] 文媛, 王飞生, 赵鹏飞, 等. 香根油提取工艺研究进展[J]. 清远职业技术学院学报, 2010, 3(3): 17-19.

[2] 王飞生, 文媛, 赵鹏飞, 等. 香根草油香气成分分析[J]. 天然产物研究与开发, 2009 (6): 980-983.

[3] 《日用化工原料手册》编写组 编.日用化工原料手册.北京:中国轻工业出版社.

[4] 《天然香料加工手册》编写组 编著.天然香料加工手册.北京:中国轻工业出版社.

[5] 张广伦, 肖正春, 张卫明, 等. 香根草的研究与利用[J]. 中国野生植物资源, 2015, 34(2): 70-74.

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  • 2020-10-22   香根油