全球热议:天然植物香料提取技术综述

天然香料是由自然界动植物资源中得到的芳香物质，分布于植物体或动物的腺囊中。天然香料的提取技术由来已久，目前在业内传统技术和新兴技术都有应用。

(资料图)

在植物性天然香料生产中，水蒸气蒸馏是最常用的一种技术，该方法的特点是设备简单、容易操作、成本低、产量大。除在沸水中主香成分容易溶解、水解或分解的植物原料外，绝大多数芳香植物均可用水蒸气蒸馏法生产精油。

水蒸气蒸馏法生产精油主要有如下三种形式：水中蒸馏、水上蒸馏和水气蒸馏。水中蒸馏加热温度一般为95℃左右，植物原料中的高沸点芳香成分不易蒸出；水上蒸馏和水气蒸馏不适于易结块和细粉状的原料，但这两种蒸馏法生产出的精油质量较好；水气蒸馏在工艺操作上对温度和压力的变化可自行调节，生产出的精油质量最佳，但其设备条件要求较高，需要附设锅炉，适于大规模生产。此外，加热方式、蒸汽速度、操作压力、操作温度等因素对出油率均有影响。

浸提法则是用挥发性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，除了挥发性成分外，还可以提取其中重要的不挥发成分。因此，多用于鲜花、树脂以及香豆、枣子等的浸提加工。

工业上主要有4种浸提方式：固定浸提、搅拌浸提、转动浸提和逆流浸提。

固定浸提法可以保持原料静止不动，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。转动浸提法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。逆流浸提法生产效率高，但是设备复杂、投资较大。

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。选择正确的浸提剂尤为重要，不仅要考虑芳香原料成分和产品质量要求，并按“相似相溶”原则选择最适宜的溶剂，而且要考虑所选溶剂必须无高沸点残留物。如在苹果香精萃取中，异戊烷对低级醇类回收率高于其他萃取溶剂。

压榨法一般用于柑橘类植物精油的提取，其最大特点是生产过程可以在室温下进行，确保产品质量。目前在我国香料生产企业中常用的压榨法主要有整果冷磨法和螺旋压榨法两种。后者是最常用的现代化生产设备。

吸收法生产天然香料的原理与浸提法相似，但是要采用非挥发性溶剂或固体吸附剂。吸收法加工温度低，芳香成分不易破坏，产品香气质量最佳。因此，在天然香料的生产中，对于一些芳香成分容易释放、香气强的茉莉花、兰花、橙花等名贵花朵，可以采用吸收法加工，生产一些受欢迎的高档香料。

吸收法生产天然香料主要有非挥发性溶剂吸收法和固体吸附吸收法。

冷冻结晶法是利用低温冷冻方法使精油中某些化合物呈固体状结晶析出，然后将固体物与其他液体成分分离，从而得到较纯的产品。结晶提取分离技术污染小，但是需要多次纯化才能达到所需产品要求，生产效率低。

新兴的提取分离技术包括：分子蒸馏法、超临界C02萃取法、微波辅助萃取法、加速溶剂萃取法、超声提取法、色谱法等。

分子蒸馏法是在高真空条件下对高沸点、热敏性物料进行分离的有效方法，具有操作温度低、真空度高、受热时间短、分离程度及产品收率高等优点。

分子蒸馏法的操作温度远低于物质常压下的沸点温度，且物料被加热时间非常短，不会对物质本身造成破坏，因此广泛应用于化工、医药、轻工、油脂等工业中，用于浓缩或纯化高分子量、高沸点、高黏度物质及热稳定性较差的有机化合物。工业化分子蒸馏装置可分为三种：自由降膜式、旋转刮膜式和机械离心式。

超临界流体萃取法由萃取和分离两部分组合而成，具有在较低的温度下操作、效率高、溶剂易分离等特点，同时用CO2作萃取剂，萃取过程不发生化学变化，不会造成环境污染。

超临界流体萃取法主要用于啤酒花萃取和少数名贵植物香料的萃取。

目前，超临界流体萃取的实际应用还很有限，主要是设备投资费用大、设计基础数据缺乏、设计经验不足，这就需要加强超临界流体萃取方面的基础研究，建立更加可靠、通用的分析模型，以便发挥其优势。

微波辐射诱导萃取技术在食品萃取工业和化学工业上的应用研究虽然起步晚，但发展很快。与现有其他萃取技术相比，微波萃取技术具有明显优势，不仅可有效提取物料中的有用成分，而且反应速度快、产率高、省时等。

加速溶剂萃取技术是通过提高温度和增加压力来进行有机溶剂的自动萃取。与其他萃取方法相比，该技术具有溶剂用量少、快速、基体影响小、效率高、选择性高等优点。目前主要用于药物、食品等领域，在天然产物提取中应用较少，需要进一步进行研究。

超声提取技术是利用超声波产生的强烈空化效应、机械振动、较高的加速度、乳化、扩散、击碎和搅拌作用，增大物质分子运动频率和速度，增加溶剂穿透力，从而加速有效成分进入溶剂，促进提取的进行。超声波提取法具有提取时间短、产率高、条件温和等优点，主要用于食品行业及中药有效成分的提取，具有广阔的应用前景。

色谱法可分为薄层色谱法、柱色谱法和逆流色谱法。天然香料的组分可分为挥发性和非挥发性，可根据组分的性质选择不同的色谱提取分离。对于挥发组分，气相色谱法是常用的分离方法。

除上述分离方法外，天然产物分离还有膜分离法和毛细管电泳法等。膜分离技术因在常温下操作无相变、能耗低等优点，特别适用于热敏性物质和生物活性物质的处理，因而在天然产物有效成分分离提取中有着广阔的应用前景。

（网文）

《中国食品报》(2023年04月24日06版)

（责编：杨晓晶）

标签：