Ćwiczenie nr 9 IZOLOWANIE OLEJKÓW ETERYCZNYCH Z

Ćwiczenie nr 9
dr Sławomir Wierzba, dr Teresa Farbiszewska
Katedra Biotechnologii i Biologii Molekularnej, Uniwersytetu Opolskiego
IZOLOWANIE OLEJKÓW ETERYCZNYCH Z MATERIAŁU ROŚLINNEGO
I. Wprowadzenie.
Wyroby perfumeryjne są to roztwory substancji zapachowych w alkoholu etylowym. Różnią się one
między sobą zawartością kompozycji zapachowej, charakterem nuty zapachowej oraz zawartością alkoholu.
Wyróżniamy tutaj:
- wody kolońskie - ok. 3% olejku i ok. 70 - 80% alkoholu etylowego,
- wody kwiatowe,
- wody fantazyjne - ok. 3 do 8 % kompozycji wskazujących odchylenia od botanicznego pierwowzoru lub nie
mające odpowiedników w świecie roślin i ok. 70 - 80 % alkoholu etylowego,
- perfumy - ok. 25% koncentratu zapachowego rozpuszczonego w alkoholu etylowym.
Wody kwiatowe zajmują pośrednie miejsce pomiędzy perfumami, a wodami kolońskimi. Kompozycje zapachowe
są naśladownictwem zapachu kwiatów. Wody takie zawierają przeważnie 3 do 5 % kompozycji. Zawartość
alkoholu waha się w granicach 70 - 80 %.
Podstawowymi surowcami stosowanymi w produkcji wyrobów perfumeryjnych są:
a) woda - powinna być wolna od drobnoustrojów, być absolutnie przezroczysta, nie posiadać zapachu ani smaku,
nie powinna również wydzielać osadów. Do produkcji najlepiej używać wodę destylowaną.
b) alkohol etylowy - C2H50H
c) substancje zapachowe - substancjami zapachowymi nazywamy określone związki chemiczne organiczne lub ich
mieszaniny obdarzone specyficznym zapachem .
Ze względu na ich pochodzenie substancje zapachowe dzielą się na :
- naturalne substancje zapachowe pochodzenia roślinnego tzw. olejki eteryczne,
- naturalne substancje zapachowe pochodzenia zwierzęcego: m.in. piżmo, ambra, cybet, kastoreum
- syntetyczne substancje zapachowe: min.: cytral, eugenol, aldehyd anyżowy, benzoesowy, alkohol benzylowy,
fenyloetylowy, eter dwufenylowy, octan butylu.
Naturalne substancje zapachowe zwane - olejkami eterycznymi są wonnymi mieszaninami organicznych
związków chemicznych zawartych w roślinach lub w ich częściach, takich jak kwiaty, owoce, korzenie, liście czy
nasiona gromadzone w tkance skórki, specjalnych komórkach lub kanałach olejkowych .
Łatwo rozpuszczają się w eterze, chloroformie, benzenie i alkoholu. W wodzie raczej się nie rozpuszczają,
natomiast dość dobrze rozpuszczają się również w tłuszczach, woskach, olejach mineralnych bądź w roślinnych i
innych olejkach eterycznych.
Związki chemiczne wchodzące w skład olejków eterycznych należą do organicznych połączeń tak alifatycznych
jak i cyklicznych. W skład olejków eterycznych wchodzą takie związki jak: anetol, anizol, cytral, geraniol, mentol,
limonen, pinen, tymol, wanilina i inne. Charakterystycznym składnikiem olejków zapachowych są organiczne
związki chemiczne takie jak: alkohole, aldehydy, ketony, estry, etery oraz bezwodniki kwasowe.
Większość środków zapachowych zawiera grupę osmoforową, czyli grupę funkcyjną, która sprawia, że dana
substancja jest nośnikiem zapachu.
Grupy osmoforowe o przyjemnej woni to: grupa hydroksylowa, eterowa, aldehydowa, estrowa, ketonowa. Grupy
osmoforowe o nieprzyjemnej woni to: merkaptenowa, tioeterowa, tioformylowa, tiokarboksylowa, aminowa.
Olejki eteryczne cieszą się ogromnym zainteresowaniem w świecie biotechnologii ponieważ oprócz doznań natury
estetycznej tj. możliwości zapachowych posiadają właściwości lecznicze: relaksująco - uspakajające lub
rozluźniające, inne rozgrzewające jeszcze inne przeciwbólowe lub antyseptyczne, przeciwbakteryjne czy
przeciwzapalne .
Istnieje wiele metod uzyskiwania olejków eterycznych .
Znajdują się one w roślinie w niewielkich ilościach w stanie ciekłym, skąd można je wydobyć poprzez
wytłaczanie, macerację, absorpcję, ekstrakcję rozpuszczalnikiem organicznym, destylację oraz najczęściej
stosowaną destylację z parą wodną.
Ostatnią metodę stosuje się przy pozyskiwaniu olejków słabo rozpuszczalnych w wodzie, których składniki nie
ulegają rozkładowi w temp. 100° C i w obecności pary wodnej. Pozwala to na częściowe frakcjonowanie
(rozdzielenie składników w zależności od temperatury wrzenia). Zaletą tej metody jest to, że nie dopuszcza ona do
zanieczyszczenia olejku rozpuszczalnikami organicznymi, nie zmienia jego kwasowości i nie doprowadza do
rozkładu składników olejku. Olejki eteryczne uzyskane drogą destylacji w zależności od ich zastosowania
rozpuszcza się w odpowiednich rozpuszczalnikach:
- w alkoholu etylowym - do wyrobu perfum, wód toaletowych, kolońskich, perfumowanych, toników,
- w tłuszczach - do wyrobu kremów stałych,
Ćwiczenie nr 9
dr Sławomir Wierzba, dr Teresa Farbiszewska
Katedra Biotechnologii i Biologii Molekularnej, Uniwersytetu Opolskiego
- w tłuszczach roślinnych - do wyrobu olejków do masaży.
Na skalę przemysłową produkcja wód kwiatowych, toaletowych czy perfum polega na sporządzeniu tzw.
nastawów, czyli rozpuszczeniu przewidzianej recepturą ilości kompozycji zapachowej i utrwalaczy w alkoholu
etylowym oraz dodaniu po pewnym czasie wody dla uzyskania roztworu o odpowiedniej mocy.
Utrwalacze będące często składnikami kompozycji zapachowych to np.:
- żywice i balsamy,
- substancje pochodzenia zwierzęcego: piżmo, cybet, ambra,
- "ambroluty " czyli wyciągi kwiatowe i substancje pochodzenia zwierzęcego pozbawione składników żywicznych
i gum,
- niektóre substancje syntetyczne tj. ester benzylowy kwasu salicylowego czy benzoesowego,
- heksanol i wiele innych.
Z chwilą zetknięcia się alkoholu z substancjami zapachowymi zachodzi kompleks zjawisk fizyko-chemicznych, z
których najważniejszym jest dyfuzja. Ponadto zachodzą liczne reakcje chemiczne jak estryfikacja, synteza,
polimeryzacja, kondensacja, powstanie acetali i półacetali, rozpad związków chemicznych w roztworze. We
wszystkich przypadkach zapach ulega większym lub mniejszym zmianom.
Mieszanie składników recepturowych i nastawianie płynów odbywa się w specjalnych odstojnikach - zbiornikach
kamionkowych względnie wykonanych ze stali kwasoodpornej.
Świeżo przygotowane wody kwiatowe czy perfumy nie mają tej pełni zapachowej, jaką uzyskują dopiero po
pewnym czasie. Im dłużej leżakują roztwory, tym bardziej ich zapach staje się jednolity i harmonijny. Jednak istota
procesu dojrzewania (leżakowania) polega na tym, iż nierozpuszczalne w rozcieńczonym alkoholu etylowym
niektóre składniki kompozycji np.: substancje białkowe, tłuszcze, woski znajdujące się w cieczy tworzą
konglomeraty i łatwo mogą być odfiltrowane .
Po upływie okresu leżakowania, nastaw barwi się i poddaje filtrowaniu. Ma to na celu usunięcie zanieczyszczeń
oraz nierozpuszczalnych w alkoholu substancji. Czasem poddaje się płyny wymrażaniu w temp. 0 do -5° C , ma to
na celu usunięcie wosków i innych substancji które przeszły do roztworu z substancjami zapachowymi i
utrwalaczami.
Przefiltrowane, klarowne roztwory alkoholowe kompozycji zapachowych są przezroczystymi cieczami o barwie
żółtawej, zielonkawej lub jasnobrunatnej zależnej od barwy kompozycji. Czasami niektóre wyroby są sztucznie
barwione. W tej postaci wyrób poddaje się konfekcjonowaniu.
Celem ćwiczenia jest uzyskanie olejku eterycznego z wybranego materiału roślinnego w drodze destylacji
z parą wodną.
II. Wykonanie ćwiczenia.
1. Zestawić aparaturę (podgrzewamy tylko kolbę z wodą destylowaną).
2. W kolbie z wodą destylowaną uzupełnić poziom wody do kreski.
3. Do kolby o poj. 500 cm3 wsypać rozdrobniony materiał roślinny (skórka pomarańczy lub cytryny, płatki
kwiatów, igły sosny, świerku, jodły, listki melisy, bazylii, owoce drzewa goździkowego, kora cynamonowa,
nasiona gorczycy, owoce jałowca).
Ćwiczenie nr 9
dr Sławomir Wierzba, dr Teresa Farbiszewska
Katedra Biotechnologii i Biologii Molekularnej, Uniwersytetu Opolskiego
Podłączyć dopływ wody do chłodnicy, jako odbiornika destylatu użyć kolby o pojemności 50-100 cm3.
Włączyć ogrzewanie kolby z wodą destylowaną.
Destylację prowadzić do momentu napełnienia odbiornika do ¾ objętości.
Uzyskany olejek eteryczny w miarę możliwości zebrać pipetą, lub zlać delikatnie wierzchnią warstwę wody z
olejkiem do probówki lub cylindra miarowego o pojemności 25 cm3. Określić ilość uzyskanego olejku i przy
pomocy tablic zidentyfikować jego składniki.
8. Obserwacje i wnioski zapisać w zeszycie laboratoryjnym
(obserwacje i wnioski musza być podpisane przez prowadzącego).
9. Rozmontować aparaturę i umyć szkło.
4.
5.
6.
7.
Sprawozdanie do ćwiczenia: obserwacje i wnioski z przebiegu destylacji, ilość i nazwa uzyskanego olejku
eterycznego.
III. Zagadnienia teoretyczne:
1.
2.
3.
4.
5.
Środki zapachowe – ogólna charakterystyka.
Metody izolacji olejków eterycznych.
Zastosowanie olejków eterycznych.
Surowce stosowane do uzyskiwania środków zapachowych.
Rozpuszczalniki – ich podział.
Materiał do ćwiczeń (zapewnia student):
- materiał roślinny (skórka pomarańczy lub cytryny, płatki róż, igły sosny, świerku, jodły, listki melisy, bazylii,
owoce drzewa goździkowego, kora cynamonowa, nasiona gorczycy, owoce jałowca)
IV. Literatura
1. Koźmińska-Kubarska A., Zarys kosmetyki lekarskiej, PZWL, 1978.
2. Fengier W., Szeląg P., Chemia kosmetyczna, 1998.
3. Arct J., O kosmetykach, WTN, 1987.