1、趙銘欽河南農業大學農學院37125156qzhao999tom卷煙調香學 本科生.第七章 天然香料的提取技術講課提綱 一、引言 二、天然香料的提取技術 三、結語.一、引言 天然香料主要指植物性香料， 普通來自植物枝葉、根莖、果實、樹皮、花蕾、樹脂等的精油，芳香植物都含有精油，數目龐大，但實踐用于香料或人工合成香料的約為5l6518種，分屬57個植物科目。 此外，動物性香料來自于海貍香、麝香、大小靈貓、香鯨等動物的分泌物和結石，世界上動物性香料有四大類，共I1種。. 天然香料的提取技術大約從8世紀開場，人們用蒸餾法分別香料。在20世紀后半期香料提取技術得到了較快的開展

2、，工業消費規模不斷擴展。同時，由于天然香料運用范圍的不斷擴展，促進了香料工業的急劇開展，促進了天然香料提取技術的不斷改良。 天然香料的提取著眼于質量、效率和效益，并要思索調香運用的可行性。因此，選擇最正確的提取方式、采用最適宜的提取技術顯得尤為重要。二、天然香料的提取技術.天然香料的提取技術：冷壓榨法2. 蒸餾技術3. 萃取技術4. 微波輻射誘導萃取技術5. 吸收法6. 色譜法7. 結晶法.一 冷壓榨法 含芳香油較多的果皮經冷磨或機械冷榨的方法將芳香油分壓榨出來，經分別水分后可得到冷壓精油。 此法消費過程在常溫下進展，確保了芳香油中萜烯類化合物不發生化學反響，從而使精油質量提高、香氣逼真。如含

3、精油較多的檸檬、鮮橘等果皮均可經過壓榨或割傷而得到。 消費方法可以分為傳統消費方法和近代消費方法兩種。. 傳統消費方法最早來源于意大利和法國，主要包括整果坐IJ榨法和果皮海綿吸收法。 近代消費方法主要包括整果冷磨法和果皮壓榨法。工業上廣泛運用的冷壓榨法有FMC萃取器法、機械“刺扎果皮與Brown和Pelatrice法。 如今工業上用的滾筒法，優勢在于可使果實的洗凈、油細胞的分別、壓榨等消費過程全部實現機械化。但冷壓榨法存在操作復雜、得油率低、消費效率低的問題，因此不適于工業推行。. 二蒸餾技術 1 常規蒸餾 在植物性天然香料消費中，水蒸氣蒸餾是最常用的一種技術。該方法具有設備簡單、容易操作、本

4、錢低、產量大等優點。除在沸水中主香成分容易溶解、水解或分解的植物原料外，絕大多數芳香植物均可以用水蒸氣蒸餾方法消費精油。 . 水蒸氣蒸餾法消費精油主要有如下三種方式： 水上蒸餾、水中蒸餾、直接蒸汽蒸餾(水氣蒸餾)。 水蒸氣蒸餾法在蒸餾中主要發生三種作用，即水散作用、水解作用和熱力作用。水中蒸餾不適于易水解及熱分解原料，水氣蒸餾與水上蒸餾方法根本一樣，只是水蒸氣來源和壓力不同。 相比較，水氣蒸餾水解作用最小，蒸餾效率高，但其設備條件要求較高，需求附設鍋爐，易于大規模消費。. 水蒸氣蒸餾的優點： 水蒸氣蒸餾操作最為簡單，不但可降低香料成分餾出溫度，而且可防止分解或蛻變。因此其運用甚廣，如薄荷油、桉

5、葉油、迷迭香油等均可采用此法提取。此外，蒸餾技術存在著操作溫度較高、時間較長、低沸點和水溶性組分缺失較大的缺陷。. 2 真空精餾法 優點：通經常規蒸餾得到的粗精油是沸點范圍很大的混合物，經過真空精餾可將組分按沸點差別分開，其過程常在玻璃或不銹鋼精餾塔中進展。 缺陷：過熱時引起的餾分變化和蒸餾殘渣熱分解時的異臭對香氣成分產生影響。. 真空精餾法的改良: 上海化工設計單位曾經根據法國引進的先進技術，結合本國的實踐結合改良設計了高效真空精餾塔。該塔采用新型高效規整填料和高性能塔內件，構造新穎合理，能耗低，精餾效率高，廢品精度好。廣泛運用于松香、香料、精細化工的精餾、分別。.3 分子蒸餾技術 分子蒸餾

6、也稱短程蒸餾(Shortpath Distillation)，是一種在高真空度下進展溶液分別操作的延續蒸餾過程。由早期的真空間歇蒸餾，經過降膜蒸餾、強迫成膜蒸餾，最后開展到分子蒸餾。 現已工業化運用的分子蒸餾蒸發器有三種方式：自在降膜式、旋轉刮膜式和機械離心式。其操作溫度遠低于物質常壓下的沸點溫度，且物料被加熱的時間非常短，不會對物質本身呵斥破壞，因此適宜于離高沸點、高黏度、熱敏性的物質。. 4 水分散蒸汽蒸餾 水分散法提取芳香精油這一新型的提取技術產生于20世紀90年代中期，本質也是一種蒸餾技術。 進汽方式：水蒸氣是在低壓下自上而下的經過植物層，水分散表示其中的一個過程(即浸透過程，指提取油

7、從植物油腺中向外分散的過程)，在重力作用下，水蒸氣將油帶入冷凝器，蒸汽由上往下作快速補充。 水分散技術的優點： 水分散技術不僅具有得油率高、蒸餾時間短、能耗低、設備簡單等優點，而且油質也較好。這是由于水分散強化了蒸餾中的分散作用，抑制了蒸餾中的不利要素水解和熱解作用。. 三 萃取技術 1 溶劑浸提法 溶劑浸提法即采用水、酒精、石油醚以及其他有機溶劑對芳香原料(包括含精油的植物各部分、樹脂樹膠以及動物的泌香物質等)作選擇性的萃取，提取致香成分。其本質就是物質傳送的過程。 溶劑浸提主要有如下四種方式：固定浸提、攪拌浸提、轉動浸提和逆流浸提。其中逆流浸提方式不僅適于產量大的多種原料，而且消費效率高，

8、浸提較充分，效果好。. 萃取溶劑選擇：不僅要思索芳香原料成分和產質量量要求，并按“類似相溶原那么選擇最適宜的溶劑，而且要思索所選溶劑必需高沸點殘留物。 從萃取液中有效地除去溶劑且盡量降低致香成分的損失是溶劑萃取法面臨的又一重要問題。同時蒸餾-萃取安裝( E法)使萃取溶劑的用量大幅度減少，較好地處理了在除去溶劑的過程中損失致香成分的問題 。 浸提法的特點： 與其他提取方法相比，浸提法不僅消費周長，而且溶劑用量大，設備較復雜，密封程度要較高，溶劑損耗也添加了產品的本錢，因此浸提消費多用于較柔嫩高貴的種類(如茉莉、藏紅花等) 。. 2 超臨界CO2萃取技術 超臨界CO2萃取技術出現于20世紀80年代

9、，是利用超臨界流體CO2為萃取劑提取液體或固體中某些有效成分的一種分別技術，可以制備出近乎完美的“天然香料，其設備的適用化和廣泛的運用性使之成為20世紀末的新熱點。. 超臨界CO2萃取技術的優點: 可以在近常溫的條件下提取分別，幾乎保管產品中全部有效成分，無有機溶劑殘留，產品純度高，操作簡單，節能。 而且可以實現更有效的提取，如用傳統的水蒸氣蒸餾法從生姜中只能獲得姜油，而用SFE- CO2法那么能同時提取姜油和姜辣素，所以提取物能很好地堅持生姜的獨特風味。 目前，這項技術不僅用于天然香料、色素、藥品等生物活性物質的提取，而且還用于精蔬菜、酒的濃縮及藥物分析。. 超臨界CO2萃取技術的兩個至關重

10、要的影響要素:操作壓力和溫度。 超臨界流體提取技術的缺陷：在提取效率上得到大大提高，但其方法要求的配備復雜，溶劑選擇范圍窄，受被萃取物極性大小的影響，目前難以用來萃取極性較強的物質，需高壓力容器和高壓泵，故投資本錢較高，建立大規模提取消費線有工程難度。. 3 微膠囊雙水相萃取技術 近年來，溶劑萃取技術與其他技術相結合，產生了一系列新的分別技術，雙水相萃取分別技術就是其中之一。 優點：雙水相能有效分別細胞勻漿中的極微小碎片，和提取醛、酮、醇等弱極性至無極性香味成分，提取過程不需加熱和相變，分相時間短，能耗低。 缺陷：但目前只限于生物物質、中草藥有效成分的分別方面。.2.4 微波輻射誘導萃取技術

11、微波輻照誘導萃取法是近年來在傳統有機溶劑萃取技術的根底上開展起來的一種新型萃取技術。 作用機理：促使香料植物組織的維管束和腺胞系統的細胞破裂，活性物質沿破裂的細胞自在流出，被萃取劑捕獲并溶解其中的一個過程。. 微波萃取的方法普通分為常壓法、高壓法、延續流動法。 優點：1 與傳統提取方法相比，是香料提取率高、質量優，萃取時間短，操作本錢低，減少原料預處置并對環境無害，而且有利于萃取熱不穩定的物質，可以防止長時間的高溫引起樣品分解，特別適宜于處置大量樣品。 2 與超臨界流體萃取相比，微波萃取儀器設備比較簡單，廉價；而且順應面較廣，較少受被萃取物極性的限制(超臨界流體萃取尚難以運用于極性較強的物質)

12、。.劉國順教授授課 5 吸收法 吸收法消費天然香料根本上有兩種方式，即非揮發性溶劑吸收法和固體吸附劑吸收法。 非揮發性溶劑吸收法根據吸收時的溫度不同可分為溫浸法和冷吸收法。 吸收法的優點：與其他方法相比，吸收法加工過程溫度低、芳香成分不易破壞，產品香氣最正確。鮮花或食品所揮發的香氣或香氣成分宜采用吸收法進展捕集。 吸收法的缺陷：但其存在手工操作多，消費周期長，消費效率低等問題。 . 固體吸附劑吸收法：是前蘇聯從20世紀60年代開場采用的消費天然植物精油的方法。它是利用吸附香氣成分的吸附劑提取低沸點的香氣成分。 其特點：能富集、提取沸點低的香氣成分，且不會破壞香氣的組分和性質。但高沸點的組分較少

13、，因此精油收率普通較低。. 6 色譜法 色譜法(又稱層析法)根據其分別方法可分為：紙色譜法、薄層色譜法、柱色譜法、氣相色譜法、高效液相色譜法等。 天然香料中的組分可以按照其沸點高低大致分為揮發性組分和非揮發性組分。根據香料組分揮發性上的差別，可采用適宜的分別方法。.對香料中的揮發性組分： 氣相色譜(GC)依然是目前最常用的分別手段。氣相色譜中最先是用填充柱色譜來分別香氣成分，但填充柱的柱效不高，難以滿足分析復雜香精樣品的要求。 隨著毛細管柱外涂層技術的提高，出現了運用溫度達440 的高溫毛細管柱，使可分別對象的沸程得到大幅度的擴展。. 1999年David等報道了一種新的快速高分辨毛細管氣相色

14、譜法，該法在保證分別效果的前提下，使分析時間得到大幅度的減少可是該法對設備的要求較高，短時間內還難以得到廣泛運用。目前柱效更高的玻璃毛細管柱和石英毛細管柱成為香料成分分析的主流柱型。.對非揮發性成分： 其主要分別方法是薄層色譜(TIc)和高效液相色譜(HPLC)。 1970年，Madsen等就曾采用薄層色譜法對柑橘屬植物精油進展定性、定量分析，為精油中晶質成分的檢測提供了一種快速準確的方法。 Carton等以HPLC對橘子和葡萄精油的成分進展分析，研討闡明采用高效液相色譜分別精油，可以防止氣相色譜進樣時能夠會出現的分子重排和熱分解等景象。. 由于液體的黏度大，分散系數小，因此分別速度慢 。 S

15、elerity Tech公司最新發明了 一套高溫液相色譜的預加熱安裝，對流動相進展預加熱，溫度與黏度之間的關系將對流動相的流動剖面及分散行為產生很大的影響，從而顯著改善了分別效果。. 超臨界流體色譜的優點： 不但彌補了氣相和液相色譜存在的缺陷，還兼備了兩者的優點，既能分別氣相色譜難以分析的易熱解、高相對分子質量、強極性或難揮發的化合物，也能分別液相色譜難以分析的某些高分子量的物質。. 7 結晶法 冷凍結晶法利用低溫冷凍的方法使精油中某些化合物呈固體狀結晶析出，然后將固體物與其他液體成分分別，從而得到較純的產品。 此方法無需向物系添加任何化學物質，產品純度高、收率高，適于天然香料的提取與分別。而

16、且工藝過程無三廢處置問題，環境污染小，消費周期短，本錢較低，有利于工業推行運用。.3 小結 現代天然香料的提取技術趨向于提取更充分、分別產品純度更高。思索到萃取劑對精油的提取有選擇性，人們采用了惰性的液體C02作為萃取介質；為減少高溫對香氣成分的損害，人們改動了蒸餾技術，用更溫暖的延續蒸餾萃取法；在分餾方面不斷擴展降膜式分餾塔及分子蒸餾器的運用范圍，為使香味有效成分的高效濃縮成為能夠，不斷研討開發出新的膜資料與構造，開發膜分別、冷凍濃縮技術在水果香味香精分別濃縮方面的運用。 這一切旨在提高精油產質量量和收率，拓展香料工業的開展空間。.目前，在天然香料提取技術的研討、開發以及工業消費中依然存在著工藝能耗大、香料資源綜合利用率低、提取效率低、工業化本錢高等一系列亟待處理的問題。為此提出以下五點建議。 (1)進一步加大提取技術的科研投入，加強對技術及其提取工藝的研討。 (2)注重天然香原料的深加工，高效分餾任務。充分利用天然香料這一種類多組分的特點，進展有效成分的單離，使產品多元化，這樣既能提高產品的附加值，又能拓寬市場銷售面。 中國每年消費松節油約30 kt，大量的副產品未被充分利用起來。假設建立一個耗費3000 t松節油資源的綜合利用廠，估計每年可添加經濟效益5千萬元以上，比單利用原料增值5l0倍。. (3)加強芳香植物的綜合利用，不要忽略對頭香的捕集；不搞單一產品