我国是天然香料植物资源最丰富的国家之一,已开发利用的天然香料近种,亟待开发的的约种,其中进行批量生产的天然香料品种已达多种,不少产品在国际上享有盛名。
植物性天然香料通常是由数十种有机化合物组成的混合物,到目前为止,从植物性天然香料中分离出来的有机化合物约多种,它们的成分结构异常复杂,一般可将其大致分为4类:
①脂肪族化合物;
②芳香族化合物;
③萜类化合物;
④含氮、含硫化合物。
天然香料的提取方法包括榨磨法、水蒸气蒸馏法、挥发性溶剂浸提法和吸附法等。各种方法所产生的香料产品有如下几种:
①精油
将天然香料用水蒸气蒸馏或机械研磨后离心分离得到的有香气的产品;
②浸膏
树脂含量低的新鲜植物用挥发性非水溶剂萃取,在部分真空和适当温度下蒸发去除溶剂后得到的香气浓缩物;
③净油
将浸膏经乙醇反复萃取,萃取液经过冷却过滤,在部分真空和适当温度下蒸发去除溶剂后得到的香料产品;
④辛香油树脂
用挥发性非水溶剂萃取干性辛香料,然后再部分真空和适当温度下蒸发去除溶剂后得到的香料产品。
蒸馏法主要分为四种:
水蒸气蒸馏
减压蒸馏
加压蒸馏
分子蒸馏
水蒸气蒸馏的优点是产品纯净,蒸馏沸点低。水蒸气蒸馏以纯水为夹带即,所得产品干净。这种蒸馏方法可降低芳香精油的沸点——水蒸气往往以大量水夹带少量芳香精油,在总压中水的分压占主要比例,高沸点精油蒸气压所含的比例就很少,所以芳香精油可在低于℃下沸腾。
水蒸气蒸馏的缺点是馏出物种各组分含量与该物质的沸点成反比,沸点愈高,含量愈少。用水蒸气蒸馏得到高纯产品比较困难。
此外,水蒸气蒸馏耗汽量大,因为相应的设备投资和操作费用都比较高。对于油水易乳化的体系,往往不易使油水分离开来。
水蒸气蒸馏还可为四种:
水中蒸馏
水上蒸馏
直接蒸气蒸馏
水扩散蒸气蒸馏
1水中蒸馏
原料置于筛板或直接放入蒸馏锅,锅内加水浸过料层,锅底进行加热。
2水上蒸馏
(隔水蒸馏)原料置于筛板,锅内加入水量要满足蒸馏要求,但水面不得高于筛板,并能保证水沸腾至蒸发时不溅湿料层,一般采用回流水,保持锅内水量恒定以满足蒸气操作所需的足够饱和蒸气,因此可在锅底安装窥镜,观察水面高度。
3直接蒸气蒸馏
在筛板下安装一条带孔环行管,由外来蒸汽通过小孔直接喷出,进入筛孔对原料进行加热,但水散作用不充分,应预先在锅外进行水散,国内蒸汽快且易于改为加压蒸馏。
4水扩散蒸气蒸馏
这是今年国外应用的一种新颖的蒸馏技术——水蒸气由锅顶进入,蒸汽自上而下逐渐向料层渗透,同时将料层内的空气推出,出水散和传质出的精油无需全部气化即可进入锅底冷凝器。蒸汽为渗滤型,蒸馏均匀、一致、完全,而且水油冷凝液较快进入冷凝器,因此所得精油质量较好、得率较高、能耗较低、蒸馏时间短、设备简单。
5减压蒸馏
在蒸馏操作中,一些有机物加热到其正常沸点附近时,会由于温度过高而发生氧化、分解或聚合等反应,使其无法在常压下蒸馏。
若将蒸馏装置连接在一套减压系统上,在蒸馏开始前先使整个系统压力降低到只有常压的十几分之一至几十分之一,那么这类有机物就可以在较其正常沸点低得多的温度下进行蒸馏,这就是减压蒸馏。天然香料较少使用减压蒸馏的方法。
6加压蒸馏
就是在加大压强的情况下进行蒸馏操作,加大压强对不同物质的沸点影响不同,达到在一个大气压下蒸馏不能达到的效果。有些天然香料如广藿香、香根草等的香气成分沸点较高,采用加压蒸馏方法可以提高蒸馏温度、缩短蒸馏时间、增加香料得率。
7分子蒸馏
在高真空下进行,减少了分子冲撞的阻碍,在低温下易达到分离,因而分子蒸馏的有点是使精油的主香成分得到浓缩,香料质量高,色泽好,且不易导致分解和氧化。
在传统提取方法过程中,不可避免要精力加热过程,从而导致植物性天然香料中某些热敏性或化学不稳定性成分被破坏,因而改变了天然香料的独特香韵和风味。
随着科学技术的进步,新技术不断应用于植物性天然香料的提取过程中,成为获得高品质天然香料的有效工艺手段。
新的香料提取技术有以下几种:
超临界CO?萃取技术
液氮冷冻研磨技术
微波辐射诱导萃取法
1超临界CO?萃取技术
年,超临界流体萃取作为一种新型分离技术受到了人们的极大