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植物中天然香料的提取
  发布时间:2015/7/14 14:19:47  点击:2202


香料分为天然香料和合成香料两种,而关于天然香料则分为动物性天然香料和植物性天然香料。天然香料是指取自自然界的、保持原有动植物香气特征的香料。




通常利用自然界存在的芳香植物的含香器官和泌香动物的腺体分泌物为原料,采用粉碎、发酵、蒸馏、压榨、冷磨、萃取以及吸附等物理和生物化学方法进行加工提制而成。分为动物性和植物性香料两大类。关于植物性天然香料,与动物性香料来源动物腺囊所不同的是,植物性香料是从芳香植物的花、草、叶、枝、干、根、茎、皮、果实或树脂中提取出来的有机物的混合物。大多数呈油状或膏状,少数城树脂或半固态。在生活和工业生产中,我们可以利用植物性香料制造精油、浸膏、酊剂等。




植物性天然香料也称植物性精油。与动物性香料相比,植物性香料不仅来源更加广泛,且更加经济实用。




举例来说,在生活中,以香料来源来分,可以用来提取香料的植物有如下类型:




花:玫瑰、茉莉、薰衣草、兰花、刺柏、蜡菊、合欢等;




叶:马鞭草、桉叶、香茅、月桂、橙叶、冬青、广藿香、盐蔷薇、枫矛等; 木材:檀香木、玫瑰木等;




树皮树脂:桂皮、安息香、吐鲁番香脂等;




果皮:柑橘皮、柠檬皮;




种子:黑香豆、茴香、黄葵籽、香子兰等。




而由于植物性天然香料的主要成分是挥发油和芳香气味的油状物,所以也统称为精油。它们在植物中的含量随着土壤成分、气候条件、生长年龄、收割时间等外在因素的而影响均会造成一定的差异。




迄今为止,从植物性天然香料中分离出来的有机化合物已有5000多种。




我国是天然香料植物资源大国,从南到北都有香料植物的分布,但主要香料产地集中在长江以南地区,以广西、贵州、海南、云南、湖南、广东、福建、四川、湖北等产量最大。




据不完全统计,目前我国已发现有开发利用价值的香料植物种类有60多科400多种,其中进行批量生产的天然香料品种已达100多种。传统的出口商品八角茴香(八角茴香油产量占世界总产量的80%)和中国桂皮(中国肉桂油产量占世界总产量的90%)主要分布于华南各省及福建南部,尤以广东、广西最多;闻名世界的中国薄荷脑及薄荷素油主要产于江苏、安徽、江西、河南等省;山苍子油主要产于湖南、湖北、广西、江西等省;名贵的桂花资源主要分布于贵州、湖南、四川、浙江等省;柏木油主要产于贵州、四川、浙江等省;四川、湖北主要盛产柑桔、甜橙、香橙、柚、柠檬等;一些纯热带香料植物如香荚兰、丁香、肉豆蔻、胡椒等主要栽培于海南和西双版纳地区。我国盛产的香料油品种还有杂樟油及樟脑、香茅油、姜油、桉叶油、留兰香油等。此外,我国每年大量出口的香辛料植物资源如生姜、洋葱、大蒜、辣椒、芫荽、小茴香等在我国南北各地均有栽培。







天然香料有以下几种提取方法:




1.水蒸汽蒸馏法




采用水蒸气蒸馏法生产天然香料主要有水中蒸馏、水上蒸馏和水汽蒸馏3种形式。精油、菜籽油和橄榄油等各种植物油虽然不同,但都有易于挥发的性质,因此也叫做挥发油。又兼各种精油大部分不溶或较少溶解于水,所以天然香料工作者根据精油这一特性采用水蒸气蒸馏法,从植物原料的各种组织细胞和分泌物中提制出来。与水蒸气接触变化较少的一些芳香成分,使用这一方法最为简便。因此水蒸气蒸馏是最常用的一种技术,其特点是设备简单,容易操作,成本低、产量大,但是水蒸气蒸馏法不适合用于在沸水中主香成分容易溶解、水解或分解的植物原料。




水蒸气蒸馏优缺点:研究表明在各种蒸馏方式中以水蒸气蒸馏操作最为简单,不但可降低香料成分馏出温度,而且可防止分解或变质。但是,水蒸气蒸馏也存在一定的缺点,由水蒸气蒸馏与超临界二氧化碳提取的对比实验,结果表明:水蒸气蒸馏法提取过程时间长、温度高、系统开放,其过程易造成热不稳定及易氧化成分的破坏及挥发损失,对部分组分有破坏作用。




2.溶剂浸提法




溶剂浸提法是用挥发性的有机溶剂将植物原料中的芳香成分浸取出来,使之溶解到有机溶剂中,然后蒸去溶剂。其特点是可以不加热,在低温下进行,除了挥发性组分外,还可以提取其中重要的成分和不挥发性成分,但在去除溶剂时,有机溶剂萃取法会造成产品品质下降或有机溶剂残留因此限制了一些天然香料的应用范围。




工业上主要有四种浸提方式:固定浸提、搅拌浸提、转动浸提和逆流浸提。固定浸提原料静止不动,保持了鲜花组织不受损失,有利于提高产品的香气质量,不足之处是生产效率较低。转动浸提是我国目前普遍使用的浸提方式,但其仅使用于花瓣较厚的进口原料。逆流浸提生产效率高,但是设备复杂,投资较大,维修也有较大难度。




影响浸提效果的因素有:浸提剂的种类、浸提温度、浸提时间、浸提次数等。




3.压榨法




压榨法也是从植物芳香原料提取精油的方法之一,不过采用这种方法的品种不多,应用范围不及水蒸气蒸馏法广泛。主要用于制造柑桔类的精油,如柠檬、甜橙、香柠檬以及白柠檬等的果皮均采用此法。压榨法在加工过程中,并不受热因此又称为冷榨法。在国外所采用的冷榨法实际上都是整果的冷磨法,国内wwwyabovip10厂主要采用磨果机进行冷磨提取柑桔油,或散皮采用螺旋压榨法。




4.吸附法




吸收法生产天然香料的原理与浸提法相似,不同的是该法采用非挥发性溶剂或固体吸附剂。吸附法加工所需温度较低,芳香成分不易被破坏,产品香气质量最佳。因此,在天然香




料的生产中,特别适用于对一些名贵花朵香气成分的提取。吸附法的不足之处在于吸附剂的吸附容积小,当处理量大时,需耗用大量吸附剂,而且吸附剂需要再生,这也给生产过程的连续化和自动化操作带来一定的困难。




5.挥发性溶剂萃取法




采用蒸馏法从植物中提取糟油,因温度高对有些鲜花芳香成分的提取是不适宜的,这是因为很多不稳定的芳香物质,在水蒸气比较高的温度较长时间作用下,有的受到损伤,有的变质、分解,有的香成分又因挥发性较差或难以挥发,因此蒸馏法就无法从植物中比较完全地提取出来。蒸馏法的这种欠缺,挥发性溶剂萃取法恰好可以弥补。芳香植物原料用挥发性溶剂浸提,可以分为三大类:新鲜植物原料,如茉莉花、薰衣草花絮等经溶剂浸提后制成浸膏。




经过干燥的植物原料,如树脂、香胶、树胶以及动物的分泌物经溶剂浸提制成香树腊或酊。




6.超临界流体萃取法




超临界萃取是20世纪80年代以来出现的一种新的分离技术,是由萃取和分离两部分组合而成的,具有在较低的温度下操作、效率高、溶剂易分离等特点,常采用CO2作为超临界流体的提取剂。CO2萃取的香料特征是成品无残留溶剂,无异味,保持头香原貌,有更多尾香成分,香料的收率更高。用超临界CO2萃取的产品因未受热和溶剂残留的影响,香气往往特别新鲜、浓郁,具有天然逼真的特征香,其有效成分和收率也大大高于常规蒸馏法、萃取法、压榨法。但是超临界流体萃取的原料并不适合于含水量过大的水果类天然香精的制备,且设备投资大,技术要求高。




超临界流体的特点:




(1)具有气体的特点,粘度小,传质快




(2)具有液体的特点,密度接近液体,萃取容量大。




7.微波辐照诱导萃取法




与常规蒸馏法和萃取法相比,微波辐照诱导萃取法得到的产品品质最好,色泽浅,而且还体现出生产的高效率和高选择性,以及不会破坏天然热敏物质的结构等优点,其不足之处是只能获得部分主要组分。




8.分子蒸馏技术




分子蒸馏技术是一种新型的液-液分离或精细分离的高新技术。分子蒸馏是在低氧惰性条件下进行的,具有蒸馏温度低,物料受热时间短,操作压力低(真空度高),分离程度及产率高,产品品质好,天然物质的成分在蒸馏前后不会有太大变化,分离后的产品可避免有机溶剂污染等优点;特别适应于对高沸点、热敏性以及易氧化物料的分离纯化。该技术已经广泛应用于石油化工和wwwyabovip10香料等领域,特别适应于天然物质的提取与分离。




9.旋转锥体柱蒸馏方法




旋转锥体柱蒸馏方法是天然香料提取中使用较为前沿的技术。旋转锥体柱分离装置的核心是SCC分离柱,人们将其认为是蒸馏或反萃取柱,它属于填充柱、板式柱和泡罩柱等传质装置的一种。其主体部分是1个中心带转轴的直立不锈钢柱体,内部由交替的旋转锥和固定锥堆叠而成,旋转锥与轴相联,固定锥安装在圆柱的内壁上。工作时,物料沿锥体表面层层落下,蒸汽在真空下把来自液体或浆类物质的香气和可溶性物质萃取分离出来。SCC最大的特点是,由于锥形碟片旋转,离心作用可将产品摊铺成薄膜,这样蒸汽可将产品中需要提取的挥发性物质完整地提取出来。同时,由于蒸汽同产品薄膜的充分接触,相互进行了充分的传热和传质,也能将需要萃取出的可溶性物质完全萃取出来,溶于溶剂中。这样既可分离出挥发性物质,也可萃取出可溶性物质。




SCC优点主要有:提取出的挥发性物质最完整;回收的量最多;萃取出可溶性物质的时间最短,且含量最高;适用产品黏度非常大,黏度高达20,000cps的产品也可适用;能耗低。目前,SCC在20多个国家被使用,应用领域广泛。世界着名的亚博vip6公司均采用与此法相应的设备生产果味天然亚博vip6。




以上天然香料的提取方法各有其优缺点,并且分别适合不同的对象,为获得天然逼真、具有独特香韵的高品质香料提供了有力保证。