วิธีการผลิต การสกัด
น้ำมันหอมระเหย
(Essential Oils)

สมัยโบราณมนุษย์มีวิธีการสกัดแยก "น้ำมันระเหย" ออกจากพืช โดยเก็บพรรณไม้หอมนานาชนิด แข่น้ำทิ้งไว้จนน้ำมีกลิ่นหอมของพรรณไม้ แล้วนำไปดื่มและอาบ ต่อมาจึงมีวิวัฒนาการมากขึ้น จนถึงปัจจุบันนี้มีวิธี "การผลิต การสกัด น้ำมันหอมระเหย" ตั้งแต่ขั้นตอนที่ง่ายดายจนถึงวิธีการที่ยุ่งยากสลับซับซ้อน ถึง 6 รูปแบบด้วยกัน ซึ่งการที่จะสกัด "น้ำมันหอมระเหย" ให้ได้ประสิทธิภาพที่สุดนั้น จำเป็นต้องศึกษาธรรมชาติและสรีระของพรรณไม้ชนิดนั้น ๆ แต่อย่างไรก็ตามการแยก "น้ำมันหอมระเหย" ออกมาจากพืชที่ทำกันมากที่สุดก็คือ การกลั่น  (Distillation), การสกัดด้วยไขมันเย็น (Enflourage), การสกัดด้วยไขมันร้อน (Maceration), และการสกัดด้วยตัวทำละลาย (Solvent extraction)

ดร. ประเทืองศรี สินชัยศรี นักวิทยาศาสตร์ กองเกษตรเคมี กรมวิชาการเกษตร กระทรวงเกษตรและสหกรณ์ กล่าวแนะนำถึง ข้อดีข้อเสียแต่ละ "วิธีการผลิต การสกัด น้ำมันหอมระเหย"  มีดังนี้คือ

การกลั่น

หลักการของการกลั่นก็คือ น้ำร้อนหรือไอน้ำเข้าไปแยก "น้ำมันหอมระเหย" ออกมาจากพืช โดยการแทรกซึมเข้าไปในเนื้อเยื่อพืช ความร้อนจะทำให้สารละลายออกมากลายเป็นไอ ปนมากับน้ำร้อน หรือไอน้ำนั้น อย่างไรก็ดี การกลั่นเพื่อให้ได้ "น้ำมันหอมระเหย" ที่มีคุรภาพดีนั้น ต้องอาศัยเทคนิคและขบวนการทางเคมีและกายภาพหลายอย่างประกอบกัน โดยทั่วไปเทคนิคการกลั่นน้ำมันหอมระเหยที่ใช้กันอยู่มี 3 วิธี ได้แก่

•1. การกลั่นด้วยน้ำร้อน
(Water distillation & Hydro-distillation)
เป็นวิธีที่ง่ายที่สุดของการกลั่นน้ำมันหอมระเหย  การกลั่นโดยวิธีนี้พืชที่ใช้กลั่นต้องจุ่มอยู่ในน้ำเดือดทั้งหมด  อาจพบพืชบางชนิดเบา  อาจจะลอยได้แล้วแต่ความถ่วงจำเพาะของพืชนั้น  การให้ความร้อนกับน้ำ อาจให้ไปโดยรอบหรือให้ท่อไอน้ำผ่านการกลั่น  น้ำมันหอมระเหยนี้ใช้กับของที่ติดกันง่ายๆ เช่น ใบไม้บางๆ กลีบดอกไม้อ่อนๆ

ข้อควรระวังในการกลั่นโดยวิธีนี้คือ โดยมากพืชจะได้รับความร้อนไม่สม่ำเสมอ ตรงกลางมักจะได้มากกว่าด้านข้าง  จะทำให้เกิดการไหม้ของพืช ซึ่งส่งผลให้เกิดกลิ่นไหม้ปนมากับน้ำมันหอมระเหยและมีสารไม่พึงประสงค์ติดมาในน้ำมันหอมได้  ก็คือใช้ไอน้ำร้อนหรืออาจใช้ Closed Steam Coil จุ่มในหม้อต้ม

แต่การใช้ Coil นี้ไม่เหมาะกับดอกไม้บางชนิดเช่น กุหลาบ หากกลั่นโดยใช้ Steam Coil ไม่ได้ เพราะเมื่อกลีบกุหลาบถูก Steam Coil จะหดกลายเป็น Glutinous Mass จึงต้องใช้วิธีใส่ลงไปในน้ำ กลีบกุหลาบสามารถจะหมุนเวียนไปอย่างอิสระในการกลั่น เปลือกไม้ก็เช่นกัน ถ้าใช้วิธีกลั่นด้วยน้ำ น้ำจะซึมเข้าไปและนำกลิ่นออกมา  หรือกลิ่นจะแพร่กระจายออกจากเปลือกไม้ได้ง่ายขึ้น  ดังนั้นการเลือกใช้ วิธีการกลั่นจึงขึ้นกับชนิดของพืชที่นำมากลั่นด้วย

•2. การกลั่นด้วยน้ำและไอน้ำ (Water and Steam distillation)
การกลั่นโดยวิธีนี้ ใช้ตะแกรงกรองทีจะกลั่น ให้เหนือระดับน้ำในหม้อกลั่น  ต้มให้เดือด ไอน้ำจะลอยตัวขึ้นไปผ่านพืชหรือตัวอย่างที่จะกลั่น ส่วนน้ำจะไม่ถูกกับตัวอย่างเลย ไอน้ำจากน้ำเดือด เป็น ไอน้ำที่อิ่มตัว หรือเรียกว่า ไม่ร้อนจัดเป็นการกลั่นที่สะดวกที่สุด คุณภาพของน้ำมันออกมาดีกว่าวิธีแรก การกลั่นแบบนี้ใช้กันอย่างกว้างขวางในการผลิตน้ำมันหอมระเหยทางการค้า

•3. การกลั่นด้วยไอน้ำ (Direct Steam distillation)
วิธีนี้วางของอยู่บนตะแกรงในหม้อกลั่น ซึ่งไม่มีน้ำอยู่เลย ไอน้ำภายนอกที่อาจจะเป็นไอน้ำเปียก หรือไอน้ำร้อนจัดแต่ความดันสูงกว่าบรรยากาศ ส่งไปตามท่อได้ตะแกรง ให้ไอผ่านขึ้นไปถูกกับของบนตะแกรงไอน้ำต้องมีปริมาณเพียงพอที่จะช่วยให้น้ำมันแพร่ระเหยออกมาจากตัวอย่างถูกปล่อยออกมา

ข้อดีของการกลั่นวิธีนี้คือสามารถกลั่นได้อย่างรวดเร็ว เมื่อเอาพืชใส่หม้อกลั่น ไม่ต้องเสียเวลารอให้ร้อน ปล่อยไอร้อนเข้าไปได้เลย ปริมาณของสารที่น้ำเข้ากลั่นก็ได้มากปริมาณทำให้ได้น้ำมันหอมระเหยมาก

......................................................................................
โฆษณา-ลิงก์ผู้สนับสนุน

......................................................................................

การกลั่นน้ำมันหอมระเหยทั้ง 3 วิธีนี้ สามารถทำเองได้มีอุปกรณ์ที่สำคัญใช้กลั่น 3 อย่าง คือ หม้อกลั่น (Still) เครื่องควบแน่น (Condenser) และภาชนะรองรับ (Receiver) การกลั่นด้วยไอน้ำจะต้องมีหม้อต้มน้ำ (Boiler) สำหรับทำไอน้ำเพิ่ม อีกอย่างหนึ่ง

หม้อกลั่น (Still)
จะสัมผัสกับพืชในภาชนะ ซึ่งมีรูปร่างที่ง่ายที่สุดเป็นถังทรงกระบอก  ทำด้วยเหล็กหรือทองแดงเส้นผ่าศูนย์กลางเท่าหรือน้อยกว่าความสูงเล้กน้อยมีฝาเปิด-ปิดได้ ด้านบนมีท่อสายวัดให้ไอน้ำนำพาน้ำมันหอมระเหยไปสู่เครื่องควบแน่น ถ้าเป็นการกลั่นแบบใช้น้ำผสมไอน้ำต้องมีตะแกรงวางตัวอย่างที่จะกลั่นให้สูงกว่าก้นหม้อกลั่น  ส่วนการกลั่นด้วยไอน้ำ  น้ำจะถูกฉีดเข้าไปใต้ตะแกรงนั้น  ก้นหม้อกลั่นจะต้องมีท่อก๊อกระบายน้ำที่กลั่นตัวหม้อกลั่นและฝาควรมีฉนวนหุ้มเพื่อเก็บความร้อนด้วย

เครื่องควบแน่น  (Condenser)
ส่วนผสมของไอน้ำและน้ำมันหอมระเหยที่ออกมาจากหม้อกลั่น  จะถูกส่งผ่านไปยังเครื่องควบแน่นซึ่งทำหน้าที่เปลี่ยนไอน้ำและน้ำมันหอมให้เป็นของเหลว  ลักษณะเป็น Coil ม้วนอยู่ใต้ถังที่มีน้ำเย็นผ่านจากด้านล่างสวนทางกับไอน้ำ และน้ำมันหอมระเหยที่นิยมอีกแบบหนึ่งให้ไอน้ำและน้ำมันหอมระเหยผ่านในท่อ (Tube) ให้น้ำเย็นไหลเวียนรอบ ๆ Tube

เครื่องควบแน่นควรใหญ่พอให้ไอกลั่นตัวเร็วเพื่อจะได้น้ำมันหอมระเหยที่มีคุณภาพดี  ถ้านานไปจะทำให้เกิดไฮโดรไลซ์ของเอสเทอร์ วัตถุที่เป็น Coil หรือ Tube ควรใช้ทองแดงผสมดีบุกที่รองรับน้ำและน้ำมันหอมระเหย  น้ำมีปริมาณมากกว่าน้ำมันจึงต้องมีการไขน้ำทิ้งตลอดเวลา  ส่วนนี้จึงทำหน้าที่แยกน้ำ และน้ำมันหอมระเหย  ถ้าน้ำมันเบากว่าน้ำ  น้ำมันก็จะอยู่ที่ส่วนบนไขน้ำด้านล่างออก  ถ้าน้ำมันหนักกว่าน้ำ  น้ำมันจะอยู่ด้านล่าง  ก็ไขน้ำด้านบนออก  เครื่องมือในห้องปฏิบัติการมักจะเป็นแก้วมองเห็นได้ง่าย ปริมาณน้อยกว่า 10 ลิตร ควรเป็นทองแดงผสมดีบุกไม่ควรใช้ตะกั่ว เพราะตะกั่วจะทำปฏิกิริยากับกรดไขมัน เกิดเป็นเกลือที่เป็นพิษ

การกลั่นน้ำมันหอมไม่ควรใช้สายยางต่อ เพราะสายยางจะละลายไปติดน้ำมันหอม  ทำให้มีกลิ่นผิดไปจากความเป็นจริง  หากน้ำมันหอมระเหยไม่ค่อยแยกจากัน ต้องใช้กรวยยาวๆ รองรับ Didtillate แปลายกรวยงอขึ้น การไหลของ Distillate จะไม่รบกวนชั้นของน้ำมัน และหยดน้ำมันจะลอยขึ้นช้าๆ ไปอยู่ที่ชั้นน้ำมัน  น้ำมันควรแยกออกจากน้ำให้เร็วที่สุดเก็บไว้ในภาชนะสูญญากาศที่อากาศเย็น

การกลั่นดังกล่าว  แม้จะเป็นวิธีที่ใช้กันมาก แต่มีข้อเสียหลายประการ อันเนื่องมาจากความร้อน  ทำให้ปฏิกิริยาสลายตัวต่างๆเกิดขึ้น  กลิ่นที่ได้อาจเพี้ยนไปจากธรรมชาติ สารประกอบบางตัวในน้ำมันหอมระเหยที่ละลายตัวได้ดีมีจุดเดือดสูง  จะไม่ถูกพามาโดยไอน้ำ

การสกัดด้วยไขมันเย็น

ไขมันมีคุณสมบัติในการดูดกลิ่นได้สูงมาก  จึงนำไขมันมาดูดกลิ่นหอมของดอกไม้ ที่ส่งกลิ่นหอมมาก เช่น มะลิ ซ่อนกลิ่น ฯลฯ โดยเก็บดอกไม้สด  เมื่อถึงช่วงเวลาที่ส่งกลิ่นหอมมาก  ก็นำไปวางบนไขมันที่เตรียมไว้ทิ้งไว้ประมาณ 24 ชั่วโมง  นำดอกไม้เก่าไปสกัดน้ำมันโดยวิธีอื่นๆ ส่วนดอกสดใหม่มาวางอีก  ทำเช่นนี้หลายๆ ครั้ง  จนสิ้นฤดูดอกไม้  ต่อจากนั้นใช้แอลกอฮอล์ละลายน้ำมันหอมระเหยนั้น นอกจากนั้นแล้วนำไปแยกต่อไป

เมื่อครบ 24 ชั่วโมงแล้ว หรือดอกไม้เริ่มเหี่ยวหรือไม่เหลือกลิ่นแล้ว นำเอาดอกไม้ออก  ทำอย่างเบาๆ ใช้คีมคีบดอกไม้ขึ้นมา เมื่อเอาของเก่าออกหมดใส่ดอกไม้ใหม่  ตอนนี้ให้กลับ Chassis ส่วนไขมันที่เคยอยู่บนเพดานก็จะมาอยู่ด้านล่างทำสลับกันเช่นนี้ทุกวัน  จะได้ไขมันอิ่มตัวด้วยกลิ่นหอม  ขูดเอาไขมันออกมาทำให้หลอมเหลวเก็บในภาชนะปิด  เรียกส่วนนี้ว่าปอมเปต  การสกัดโดยวิธีนี้ใช้น้ำมัน 1 กิโลกรัมต่อดอกมะลิ 3 กิโลกรัม เวลาประมาณ 8-10 สัปดาห์

สมัยก่อนมีการใช้ปอมเปตในอุตสาหกรรมน้ำหอมโดยตรง  ต่อมามีการนำแอลกอฮอล์คุณภาพดีมาละลายน้ำมันหอมระเหยไปจากปอมเปตเรียกส่วนนี้ว่า "Extrail" ซึ่งมีกลิ่นหอมของดอกไม้จริงๆ  แล้วนำไปทำให้บริสุทธิ์อีกครั้งหนึ่ง  จะได้น้ำหอมที่มีกลิ่นดอกไม้อย่างดีเยี่ยม

การสกัดด้วยไขมันร้อน

ดอกไม้บางชนิด เช่น กุหลาบ ดอกส้ม ฯลฯ เมื่อเด็ดมาจากต้นแล้ว Physiological Activity จะหยุดทันทีไม่เหมือนกับมะลิ  ซ่อนกลิ่น ฯลฯ ที่จะมีกลิ่นหอมออกมาตลอดเวลา  เมื่อสกัดด้วยไขมันร้อนจะได้น้ำมันหอมระเหยมากและกลิ่นหอมกว่าสกัดด้วยไขมันเย็น วิธีการเตรียมไขมัน  เช่นเดียวกับการสกัดด้วยไขมันเย็น  แต่อุ่นไขมันให้ร้อนประมาณ 80 องสาเซลเซียส  แช่ดอกไม้ลงไปประมาณครึ่งชั่วโมงแล้ว  ทำให้เย็นสุดท้าย อุ่นให้ร้อนอีกครั้งเพื่อหลอมเหลวและกรองดอกไม้ออกล้างไขมันที่ติดมาด้วยน้ำอุ่น  หรือวางบนผ้ากรองบีบหรือราดน้ำร้อน

ชั้นของน้ำและไขมันจะแยกกันง่าย  อาจใช้เซนติฟิวส์เข้าช่วยเอาดอกไม้ออกใช้ไขมันเติม  เปลี่ยนดอกไม้สดหลายครั้งจนอิ่มตัว  ไขมันร้อนมีกลิ่นน้ำมันหอมระเหยนี้เรียกว่า ปอมเปต  เหมือนกับการสกัดด้วยไขมันเย็น  แล้วนำแอลกอฮอล์ชนิดดีมาสกัดเอาน้ำมันหอมระเหยออกมาทำให้บริสุทธิ์อีกครั้งหนึ่ง จะได้น้ำมันหอมระเหยอย่างดีเยี่ยม  เช่นเดียวกับการสกัดด้วยไขมันเย็น

การสกัดด้วย
ตัวทำละลายระเหยง่าย

ตัวทำละลายอินทรีย์แต่ละชนิดมีความสามารถสกัดน้ำมันหอมระเหยจากตัวอย่างพืชได้ต่างกัน  เดิมใช้อีเทอร์เป็นตัวทำละลาย ซึ่งพบวิธีนี้ในปี ค.ศ. 1835  ต่อมาพบว่า " ปิโตรเลี่ยมอีเทอร์" เป็นตัวทำละลายที่ดีที่สุด รองลงมาคือ เบนซิน  และมีการพัฒนาเทคนิคการสกัดให้มีประสิทธิภาพสูงขึ้น  วิธีการคือ   นำดอกไม้สดใส่ในเครื่องสกัดที่อุณหภูมิห้อง  เดิมตัวทำละลายบริสุทธิ์ (ปิโตรเลี่ยมอีเทอร์) ซึ่งจะซึมเข้าไปในเนื้อเยื่อของดอกไม้  ละลายสารหอมและแวกซ์ (Wax)  รวมทั้งสีออกมา  เพื่อระเหยเอาตัวทำละลายออก ทึ่อุณหภูมิต่ำและเป็นสูญญากาศ  การสกัดโดยวิธีนี้ มีข้อเสียตรงที่ราคาแพงทำให้ต้นทุนการผลิตสูง  เพราะว่าต้องใช้ตัวทำละลายที่มีราคาแพง  แต่มีข้อดีคือองค์ประกอบทางเคมีของน้ำมันหอมระเหยจะมีคุณภาพดีขึ้น  อีกทั้งไม่ต้องใช้วิธีซับซ้อนอะไรเลยและได้กลิ่นหอม  บางโรงงานจะนำน้ำมันหอมระเหยที่สกัดได้ เรียกว่า  "Condrete" ไปทำให้บริสุทธิ์อีกครั้ง จะได้หัวน้ำหอมที่มีกลิ่นหอมเหมือนกลิ่นดอกไม้ตามธรรมชาติ

การสกัดโดยการบีบหรืออัด

วิธีนี้เหมาะกับการผลิตน้ำมันหอมระเหยมากๆ เช่น  น้ำมันหอมระเหยจากผิวส้ม  วิธีการไม่ยุ่งยากซับซ้อน  โดยนำตัวอย่างพืชที่หั่นเป็นชิ้นเล็กๆ เข้าเครื่องบีบหรืออัด  ซึ่งใช้  Screw Press น้ำมันที่ได้เรียกว่า "น้ำมันดิบ" ( Crude oil ) วิธีนี้ใช้กันมานานแล้ว

การสกัดด้วย
คาร์บอนไดออกไซด์

วิธีนี้นับเป็นเทคนิคที่พัฒนาใหม่และได้ผลดี  อีกทั้งลดมลพิษในบรรยากาศ  คาร์บอนไดออกไซด์ที่สภาวะเหนือจุดวิกฤต  มีลักษณะเป็นของไหล ( Fluid ) มีคุณสมบัติสามารถสกัดน้ำมันหอมระเหยในพืชได้อย่างดี  เมื่อสกัดเสร็จแล้วสามารถแยกคาร์บอนไดออกไซด์ ออกได้ในสภาวะอุณหภูมิห้อง เพราะคาร์บอนไดออกไซด์จะเปลี่ยนสถานะจาก Fluid  เป็น  Gas ได้ตามธรรมชาติ  กลิ่นหอมที่ได้จึงเป็นกลิ่นหอมของดอกไม้อย่างแท้จริง และปลอดภัยต่อผู้บริโภค

พืชน้ำมันหอมระเหย ในบ้านเรามีมากมายหลายชนิด  ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น  ซึ่งท่านผู้อ่านสามารถพัฒนาขึ้นมาในเชิงพาณิชย์ได้ตามแต่สะดวก  แต่ควรจะเริ่มต้นจากพืชน้ำมันหอมระเหยชนิดที่เป็นที่ต้องการของตลาดก่อน  และต้องเน้นการผลิตได้มาตรฐานอุตสาหกรรม กระทรวงอุตสาหกรรม

หากท่านสนใจสอบถามรายละเอียดเพิ่มเติมได้ที่
กองเกษตรเคมี กรมวิชาการ กระทรวงเกษตรและสหกรณ์ กรุงเทพฯ 10900 
(อยู่ในมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์)

 ♦เรียบเรียงบทความ "วิธีการผลิต การสกัด น้ำมันหอมระเหย"
โดยกองบรรณาธิการ
www.YesSpaThailand.com