Как выделить масло из растений. Как получают эфирные масла

Масла, выделенные из растений путем дистилляции, называются эфирными; полученные путем холодного отжима (обычно из плодов цитрусовых) - эссенции; методом экстракции (обычно из нежных лепестков цветов жасмина, розы, горького апельсина) - абсолюты.

Дистилляция (от лат. distillatio - "стекание каплями") - перегонка с водой или паром с последующим охлаждением и конденсацией пара в жидкость.

Это основной и, как утверждают специалисты, единственный метод извлечения эфирных масел из растений, с помощью которого можно получить вещества, полностью соответствующие определению "эфирное масло". Этим методом добывают 10% эфирных масел. (Вещества, извлекаемые из растений другими методами, называются эссенциями или абсолютами (из них потом выделяют эфирное масло)).

Методом дистилляции получали эфирные масла еще древние египтяне. Для этого нужное сырье - трава, лепестки цветов, корешки, смола - помещалось в огромный глиняный сосуд и заливалось водой, а горлышко сосуда обертывалось несколькими слоями льняной или хлопчатобумажной ткани. Сосуд оставляли "томиться" под действием прямых солнечных лучей, он, естественно, нагревался, и смесь начинала испаряться. При этом пар проходил через все слои ткани, и находящееся в нем эфирное масло в них задерживалось. Оставалось только время от времени эту ткань выжимать.

Позже метод дистилляции для извлечения эфирных масел из растений и смол стали использовать древние греки, римляне и персы. Арабы высоко ценили эфирные масла и благовония за их аромат и первыми стали широко использовать их в качестве... духов.

В настоящее время именно способ дистилляции (конечно, усовершенствованный) является основным в получении эфирных масел. Для этого некоторые растения подвергают обработке сразу же после их сбора, свеженькими, другие предварительно выдерживают в течение нескольких дней, подвяливают, третьи - полностью высушивают.

Подвергаемое дистилляции растительное сырье - корни, листья, плоды, цветки, веточки, побеги, хвойные лапки, мох, древесина, кора и смолы - погружают в воду, которую затем доводят до кипения и испарения (так называемая прямая дистилляция), или же помещают на расположенную над кипящей водой сетку, чтобы пар проходил через расположенное на ней сырье снизу вверх (дистилляция паром). Этот метод называют методом гидродиффузии (к слову сказать, его считают самым современным способом получения экстракта).

Пар разрушает растительные клетки - резервуары эссенции, при этом опорожняются уже известные нам нам "сумочки", "мешочки" и "канальцы", наполненные ароматной эссенцией, она высвобождается наружу, смешиваясь с водой (в первом случае) или паром (во втором).

А далее уже дело техники, точнее - перегонки. В процессе перегонки молекулы эфирного масла вместе с паром перемещаются по специальной отводной трубке, которая проходит через охлаждающий бак, конденсируются и сливаются в специальную емкость. Пар при этом преобразуется в водный дистиллят, а растительная эссенция - в эфирное масло. Но так как масла, как известно, в воде нерастворимы, то оно распределяется или на ее поверхности (если оно легче воды), или опускается на дно емкости (к тяжелым относятся эфирные масла пачули, сандала, гвоздичное). Остается только отделить эфирное масло от воды и тщательно его собрать.

Но и оставшаяся вода (водный дистиллят) тоже весьма ценный продукт: она насыщена ароматическим веществом, содержит целую гамму полезных компонентов, поэтому ее используют как туалетную воду. Например, натуральная лавандовая или розовая вода как раз представляют собой такой водный дистиллят.

Мацерация или настаивание - второй метод извлечения эфирного масла из растений. Он основан на способности эфирных масел растворяться в жирах и заключается в настаивании сырья с жиром или нейтральным маслом. Для этого сырье помещается в емкость, заливается теплым (60 -70°С) растительным маслом и настаивается. При этом эфирное масло переходит в раствор.

Метод фильтрации имеет сходство с паровой дистилляцией, но в этом случае пар через растительный материал, расположенный на решетке, проходит не снизу вверх, а сверху вниз. Пар разрушает клеточные мембраны и эфирные масла вместе с ним уходят в воду. Полученный водный дистиллят состоит из смеси конденсированного пара и эфирного масла. Далее - по той же схеме: жидкость охлаждается, и масло легко отделяется от воды.

Методом фильтрации извлекаются эфирные масла из жестких и древесных растительных материалов, например, из семян (аниса, укропа, фенхеля и пр.), измельченной коры, некоторых пород древесины. Этот метод сокращает время извлечения масла в 2-3 раза, что имеет очень важное значение: при таком недлительном контакте растения с паром получается более высококачественное масло.

Если сырье содержит большое количество эфироносного масла, например, кожура цитрусовых - лимона, бергамота, апельсина, грейпфрута, в этом случае его извлекают методом холодного отжима или прессования (выжимания).

Метод экстракции растворителями - извлечение эфирных масел из сырья различными веществами, в которых они растворяются. В этом случае ароматические вещества переходят сначала в растворитель, а потом уже извлекаются из него.

Растворителями могут выступать натуральные вещества (животный жир - очищенный свиной или говяжий или оливковое масло), либо синтетические - ацетон, этанол, гексан, непахнущий бензол, жидкие бутан и углекислота.

Метод экстракции был изобретен в далеком теперь 1830 году: тогда впервые таким путем был получен ментол из мятного масла и гераниол из цитронеллового. Он особенно хорош в случае, когда дистилляцией искажается тонкий аромат, и потому применяется для растений с особо нежными цветочными лепестками (розы, жасмина, цветков апельсина), а также некоторых видов смол, камеди, из которых невозможно получить эфирные масла методом паровой дистилляции.

Технология, применяемая для извлечения эфирного масла с помощью жира-растворителя, называется анфлёраж. Процесс анфлёража достаточно трудоемкий и дорогостоящий. Проходит он без нагревания. Стеклянные листы покрывают жиром-растворителем, сверху на него раскладывают лепестки свежесрезанных цветов. Жир активно впитывает в себя ароматные летучие эфирные масла из лепестков, а когда они увянут, их удаляют и добавляют свежие. И так несколько раз, пока жир-растворитель максимально не пропитается эфирным маслом. Весь процесс может длиться несколько дней (для жасмина, к примеру, целых три недели!), пока жировая основа не насытится и не перестанет поглощать эфирное масло. Затем такой благоухающий, насыщенный эфирным маслом жир (его называют "помадой") собирают, очищают от частей растений и соринок, промывают спиртом, чтобы растворить находящиеся в нем душистые продукты, а затем этот аромаспирт выпаривают. В результате получают душистый насыщенный экстракт под названием "абсолют". Он имеет вязкую, полутвердую либо твердую консистенцию, очень насыщенный аромат и выраженные лечебные свойства, поэтому используют его только в низких концентрациях. Из абсолюта выделяют чистое эфирное масло, имеющее высокую концентрацию всех компонентов и высочайшее качество.

Вместо стеклянных листов можно использовать деревянные рамы с натянутыми на них марлевыми полотнищами, пропитанными оливковым маслом. На них плотным слоем укладывают нежные лепестки цветов и ежедневно меняют их до тех пор, пока масло не насытится растительной эссенцией настолько, что больше не сможет ее впитывать. Теперь остается вымочить полотно с полученным продуктом в растворителе, выделив из него абсолют. 80% абсолютов (в частности, абсолюты розы и жасмина) извлекают именно методом экстракции, благодаря чему сохраняются даже самые тонкие и изысканные ароматы.

Учитывая длительность и дороговизну технологии анфлёража, в настоящее время с его помощью получают не более 10% всех абсолютов, и стоят они, как правило, дорого. Поэтому, чаще используют метод экстракции эфирных веществ с помощью легкокипящего летучего растворителя - уже упоминавшихся ацетона, этанола (натурального или синтетического), гексана, непахнущего бензола, жидкого бутана либо жидкой углекислоты. Для этого специальные перфорированные металлические корзины с растительным сырьем погружают в емкость с растворителем, который экстрагирует из него эфирное масло. При этом процесс экстракции повторяют неоднократно, сменяя отработанное сырье на свежее, до полного насыщения растворителя эфирным маслом. Затем растворитель отгоняют, а душистые вещества и воск при этом остаются на дне емкости.

Душистый продукт, получаемый методом экстракции из сухих растений, смол, бальзамов, корней, семян, мха, называется резиноидом (это готовый продукт для парфюмерии), из цветков - конкретом. Затем резиноид (конкрет) растворяют в спирте, чтобы удалить воск, а потом, выпарив спирт, получают уже конечный продукт - все тот же абсолют.

К сожалению, при извлечении эфирного масла методом экстракции с помощью синтетических растворителей в нем практически всегда остаются следы химиката-растворителя. Поэтому абсолют, полученный этим методом, менее чист, чем полученный при дистилляции. К тому же такие не совсем чистые абсолюты могут быть фальсифицированы!

Эфирные масла - это прозрачные бесцветные или окрашенные жидкости. От растительных масел их отличает свойство летучести. Их плотность, как правило, меньше 1. Они практически нерастворимы в воде, но хорошо растворяются в спирте и других органических жидкостях, а также в жирах, восках и прочих маслах. Эти свойства используются при различных методах получения эфирных масел. Некоторые части растений, из которых получают эфирное масло, особенно цветы, склонны к быстрой потере качества, поэтому должны быть использованы как можно быстрее после сбора урожая. Другие части, в том числе корни и семена, могут храниться долго. Их транспортируют в различные части света. В основном ароматические масла получают пятью способами (кустарные способы упоминать не будем, так как они не дают гарантий качества).

Дистилляция - основной метод извлечения эфирных масел из растений. По утверждению авторитетных специалистов, это единственный метод, с помощью которого можно получить вещества, полностью соответствующие определению «эфирное масло». Вещества, получаемые другими методами, называются эссенциями или абсолютами.

При дистилляции растительное сырье или погружают в воду, которую затем доводят до кипения, или кладут на сетку, расположенную над кипящей водой, так чтобы через него проходил пар. В качестве сырья могут использоваться листья, корни, плоды, цветы, ветви, стволы, кора и смолы. Когда сырье помещают в воду, то процесс получения масла называется прямой дистилляцией, а если через него пропускают пар, то это называется дистилляцией паром.

И в том, и в другом случае горячая вода и пар разрывают железы растения и содержащаяся в них эссенция высвобождается в виде пара. Этот пар вместе с паром, участвующим в процессе перегонки, собирается в трубке, проходящей через охлаждающие установки, после чего вновь приобретает жидкую форму и сливается в отстойник. Пар превращается в водный дистиллят, а эссенция растения - в эфирное масло. Так как масло легче воды, оно собирается на поверхности отстойников и его легко отделить от водной фракции. Иногда водный дистиллят также бывает ценным продуктом и продается в качестве цветочной или травяной воды.

Из некоторых растений путем дистилляции можно получить лишь очень незначительное количество эфирного масла, и тогда оно считается побочным продуктом при производстве, к примеру, розовой или апельсиновой воды. Для получения эфирного масла из более деликатных, нежных растений, не переносящих воздействия паром, - жасмина, розы, цветков апельсина - применяется другая технология, а именно: анфлераж или экстракция растворителями.

Процесс дистилляции как метод получения эфирных масел из растений известен по крайней мере с X века н. э. Предполагается, что это метод был изобретен в Персии, где высоко ценили эфирные масла за их прекрасный аромат и использовали в качестве духов. Однако при недавних археологических раскопках в Италии были обнаружены дистилляторы простой конструкции. Это говорит о том, что древние римляне уже знали эту технологию, а персы просто усовершенствовали ее.

Некоторые дистилляторы, используемые сегодня, особенно в менее развитых странах, мало отличаются от тех старинных дистилляторов, но там, где существует крупномасштабное производство эфирных масел, подобные установки отличаются значительно большим объемом и часто бывают изготовлены из нержавеющей стали, хотя в них применяется та же технология.

Анфлераж - традиционный метод, использовавшийся для экстракции самых высококачественных растительных эссенций из нежных цветов, таких, как роза и жасмин. Это трудоемкий и дорогостоящий процесс, поэтому получающийся в результате продукт - абсолют - имеет высокую цену.

Процесс анфлеража происходит следующим образом. Стеклянные листы покрывают жиром, обычно очищенным свиным или говяжьим. Сверху раскладывают лепестки свежесрезанных цветов. Жир активно впитывает в себя летучие эфирные масла. Увядшие лепестки снимают и кладут свежие. Процесс длится несколько дней, а для жасмина - целых три недели, пока жир не сможет больше поглощать масло.

Затем жир собирают, очищают от несвежих лепестков или стеблей. Получаемый на этой стадии продукт называется помадой. Затем ее растворяют в спирте и энергично встряхивают в течение двадцати четырех часов, чтобы отделить жир от эфирного масла.

Масло, получаемое с помощью этого метода, называется «абсолют». Абсолют обычно представляет собой высококонцентрированную вязкую жидкость, но иногда он имеет твердую или полутвердую консистенцию, как, например, абсолют розы. Он твердеет при комнатной температуре, а если флакон с абсолютом немного подержать в руке, то, нагреваясь, он приобретает жидкую консистенцию. Абсолют имеет сильный запах и сильные терапевтические свойства. Для достижения одинакового эффекта требуется гораздо меньше абсолюта, чем эфирного масла, полученного дистилляцией.

Существует еще один метод анфлеража. На деревянные рамы натягивают марлевые полотнища, пропитывают оливковым маслом и раскладывают лепестки цветов, ежедневно меняя их, до тех пор, пока масло больше не сможет впитывать растительную эссенцию. Получившийся продукт используют в натуральном виде в качестве ароматного масла для тела или подвергают экстракции спиртом, чтобы отделить абсолют.

Эти два метода традиционно использовались в парфюмерной промышленности, особенно для производства высококачественного эфирного масла. Но сейчас с помощью последнего метода получают не более 10% всех абсолютов, поскольку процесс слишком длителен и дорог. Приблизительно 80% абсолютов розы и жасмина в настоящее время извлекают с помощью летучих растворителей, оставшиеся 10% приходятся на долю ароматических масел, извлеченных путем дистилляции.

Абсолют - это термин, описывающий вещества, которые получены из растения посредством анфлеража или экстракции растворителями. Археологические находки указывают на то, что дистилляция существовала еще до времен Авиценны, но вполне вероятно, что он значительно улучшил ее методику, добавив к основному перегонному кубу систему охлаждения. При анфлераже извлекают вещество, называемое помадой, - это смесь жира и эфирного масла. При экстракции растворителями получают конкрет, состоящий из жиров, восков, эфирных масел и других растительных веществ. Из помады или конкрета с помощью спирта извлекают абсолют. Эти методы используются для экстракции эссенции из лепестков цветов в тех случаях, когда дистилляция могла бы исказить их тонкий аромат. В ароматерапии применяют в основном три абсолюта - розы, жасмина и цветков апельсина (нероли). Другие цветочные абсолюты, в частности гвоздики, гардении, мимозы, гиацинта, используются в высококачественной парфюмерии, но лишь изредка применяются в лечебных целях.

Абсолюты отличаются от эфирных масел (их получают путем дистилляции) тем, что обладают исключительно сильным ароматом и высокой целебной силой и должны использоваться в низких концентрациях. Абсолюты обычно представляют собой окрашенные высококонцентрированные жидкости, более вязкие, чем эфирные масла. При хранении в бутылочке при комнатной температуре абсолют розы может затвердеть, но если его подержать в руке, он вновь быстро возвращается в жидкое состояние.

Некоторые ароматерапевты считают, что абсолюты не должны использоваться в ароматерапии, потому что они могут содержать следы растворителей типа ацетона, этанола или гексана, используемых для экстракции абсолюта из помады или конкрета. Исключение составляют случаи, где используется натуральный этанол. Однако на практике многие ароматерапевты используют абсолюты в небольших количествах.

Экстракция

Некоторые из самых высококачественных цветочных абсолютов получают посредством экстракции растворителями. Этот метод был опробован в 30-х годах XIX века, а через шестьдесят лет получил широкое распространение.

Цветы помещают в перфорированные стойки в герметичных резервуарах, которые могут быть связаны друг с другом в ряд. На одном конце находится резервуар, содержащий жидкий растворитель, а на другом - вакуумный дистиллятор. Жидкий растворитель медленно просачивается сквозь цветы, растворяя эфирные масла. Затем растворитель отделяют для последующего использования и в результате получают полутвердое ароматное вещество под названием «конкрет». Он содержит эфирное масло, жиры и воскообразные вещества. Двадцать пять граммов конкрета эквивалентны килограмму лучшей качественной помады, полученной методом анфлеража.

Как и помада, конкрет подвергается интенсивному встряхиванию в спирте, чтобы удалить растительные воски, в результате чего получается высококачественный абсолют.

В XIX веке в качестве растворителя использовали петролейный эфир, а позже стали использовать бензол. В современных технологических процессах экстракции могут использовать жидкий бутан или жидкую углекислоту, которые дают превосходное масло и не портят даже самые тонкие ароматы.

Метод холодного отжима

Эфирные масла лимона, бергамота, апельсина и других плодов цитрусовых получают простым отжимом. Эфирное масло плодов цитрусовых содержится в их цедре. Прежде чем извлекать масло, следует срезать с корки мякоть. Долгое время этот процесс выполнялся вручную двумя способами: или выскабливалась внутренняя часть корки, или срезалась тонкими полосками ее внешняя часть.

Затем цедру выжимали, и получалось эфирное масло с небольшим количеством сока. Полученную жидкость отстаивали до тех пор, пока масло не поднималось на поверхность, и тогда его снимали.

Другой традиционный метод состоял в следующем: плод катали по барабану, утыканному шипами, которые прокалывали корку, затем собирали получившуюся жидкость и отделяли масло от сока.

Сейчас для обработки плодов цитрусовьк используют разные механизмы, но наилучшее масло цитрусовых все же получается при ручном отжиме.

В домашних условиях вы тоже можете получить немного лимонного или апельсинового масла. Для этого можно использовать новую давилку для чеснока (ту, которой раньше не пользовались). Но прежде нужно убедиться, что плоды не покрыты никаким составом, который иногда используют для предохранения от порчи при длительном хранении и который сделает масло из цедры этих плодов непригодным к употреблению.

Фильтрация

Фильтрация - это относительно недавно изобретенный метод извлечения эфирного масла из растений. Он имеет сходство с методом паровой дистилляции, но разница состоит в том, что при фильтрации генератор пара расположен над растительным материалом и пар проходит через него сверху вниз. Эссенция, высвобождающаяся из растений в виде пара, вместе с паром, участвующим в перегонке, собирается в трубке, проходящей через систему охлаждения, где каждая последующая установка имеет более низкую температуру, чем предыдущая. В конце процесса эфирное масло отделяется от водной фракции точно таким же образом, как при процессе обычной дистилляции паром.

Этот метод распространен не так широко, но с его помощью удобно извлекать эфирное масло из древесных и жестких растительных материалов, таких, как семена растений семейства зонтичных (анис, укроп, сладкий укроп и т. п.). Чтобы извлечь масла путем обычной дистилляции паром, требуется 12 часов, а метод фильтрации сокращает время извлечения до 4 часов. Чем меньше времени растения подвергаются воздействию пара, тем более высококачественное масло получается в результат

В зависимости от степени той части растения, в которой накапдиваются душистые вещества (плоды, листья, поч­ки, кожура) и свойств эфирных масел для их извлечения применяют разные способы, позволяющие получить наибольший выход и наилучшее качество продукции. Изве­стно много методов получения эфирных масел, но наи­большее распространение получили лишь некоторые.

1. Механический метод (прессование). Механическо­му воздействию подвергаются главным образом цитрусо­вые плоды, содержащие в корке большое количество эфир­ного масла. Масла получают выжиманием (прессованием) корок или целых плодов с последующим отделением эфир­ного масла от сока на сепараторе. Эфирное масло, полу­ченное этим методом, обладает натуральным ароматом. Выход эфирных масел из 1000 плодов: лимонное мас­ло – 360-600 граммов, мандариновое – 4100 граммов,
померанцевое – 700-800 граммов.

2. Метод отгонки водяным паром – этим методом получают розовое, мятное, гераниевое масла. Сущ­ность метода заключается в том, что при обработке эфиромасличного сырья паром эфирное масло переходит в паровую фазу при температурах ниже 100°С и в смеси с водяными парами конденсируется, а затем отделяется от воды. Однако, этот метод всё же имеет недостатки:

Некоторое ухудшение качества эфирных масел в ре­зультате происходящих в них химических изменений;

Потеря растворённых в водяном конденсате части душистыхвеществ;

Неполное извлечение ценных душистых веществ из исходного сырья.

Конечные продукты, получаемые первым и вторым методами, называются эфирными маслами. Выход эфир­ных масел в процентах при перегонке с водяным паром: розового масла из цветов – 0,2-0,3%, гераниевого из свежей зелени – 0,1-0,4% от массы исходного сырья.

3. Метод извлечения эфирных масел с помощью не­летучих растворителей (спирта).

3.1. Получение эфирных масел с помощью нелетучих растворителей настаиванием называется мацерацией. Этот метод применяется для извлечения масел из цве­тов, содержащих незначительное количество масел (фи­алки, ландыша, жасмина, резеды). Опыт показывает, что при мацерации спиртом все растворимые компоненты почти полностью извлекаются из сырья в течение 7 дней настаивания при перемешивании и температуре 20-25°С. Затем профильтрованные настои выдерживаются в про­хладном темном помещении при температуре 10-14°С в течение срока, указанного для каждого настоя отдельно. Недостатки метода:

Необходимость частого перемешивания (затраты тру­да);

Длительность настаивания;

Поглощение значительного количества настоя остат­ком, вследствие чего его необходимо вторично вымы­вать спиртом.

3.2. Перколяция – этот метод извлечения эфирных масел состоит в том, что из сырья через слой медленно пропускают все время свежий спирт, который обогащается растворимыми веществами, в т. ч. эфирными маслами. Душистые вещества практически полностью извлекаются из сырья уже в течение 2-3 дней вместо 7 дней при мацерации.

4. Экстракция – извлечение эфирных масел летучи­ми растворителями, а полученные масла называются эк­страктами. Этот метод наиболее перспективен. Экстракция проводится при комнатной температуре. Метод заключается в получении высококачественных экстракт­ных масел путем извлечения их из растительного сырья сжиженными газами – углекислым, пропаном, бутаном. Извлекаются все растворимые части растения с примесью восков, смол и других. При этом используются низкие температуры, поэтому продукты не разлагаются и по за­паху наиболее близки к исходному сырью. Все экстракт­ные масла в некоторой степени окрашены и выпускаются в виде воско-, смоло-, салоподобных масел. Из этих масел путем обработки их спиртом для отделения примесей (вос­ков, жира) и последующей отгонки спирта получают абсо­лютные масла. Экстрактные масла обладают большой пол­нотой, цельностью, тонкостью запаха, наиболее близки к запаху исходных растений, обладают способностью заглу­шать запах спирта в парфюмерных изделиях, поэтому считаются наиболее высококачественными.

5. Метод анфлеража и динамической сорбции. Метод анфлеража основан на способности эфирных масел пере­ходить в газовую (паровую) фазу, а затем адсорбироваться жирами или твердыми адсорбентами (активный уголь, силика-гель). Душистые вещества, полученные методом анфле­ража, называются цветочными помадами. Метод сло­жен, применяют редко.

Сущность метода динамической сорбции заключает­ся в извлечении паров эфирных масел путем продувки сырья подогретым воздухом с последующим их улавливанием сорбентами и последующей экстракцией серным эфиром.

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.