香料植物提取精油方法的演变及类别
1.水蒸气蒸馏法包括:
水中蒸馏:原料放在沸水中加热蒸馏。
水上蒸馏:原料隔放在沸水上加热蒸馏。
水气蒸馏:利用外来高温水蒸气加热蒸馏。
2.溶剂浸提法包括:间歇浸提工艺、连续浸提工艺。
3.榨磨法包括:散碎果皮压榨法、整果磨皮法。
4.吸附法包括:脂肪冷吸法、油脂温浸法、吹气吸附法。
原料的贮存及预处理
香料植物在加工前需进行一定的预处理,其方法有:鲜花、鲜叶的保存、干燥处理、浸泡处理、发酵处理、热烫处理、破碎处理等。
预处理的目的与要求
(1)使未发香的原料通过预处理能发香或香气变好。
(2)不让原料有任何损伤或发酵,保证原料在加工时仍新鲜。
(3)对有些坚硬物、粗块、粗枝及精油难以渗透和扩散的原料做破碎处理,以便加速加工过程。
鲜花鲜叶的保养与保存
(1)未开放前不发香的大花茉莉、晚香玉、茉莉的成熟花蕾,要经过一段时间的呼吸作用和代谢过程后才会绽放与发香,在这段时间花蕾会放热,所以在贮运过程中要防止花蕾因过度受热而发酵变质。因此花层或周围空间空气应适当流通;花库中温度以28~32℃为宜;天气干躁时要喷洒雾水。
(2)已开放鲜花的保存:如栀子、玫瑰、白兰等采集当天刚开放的花,这些花均有浓郁的香气但代谢过程未停止,花蕾还会放热,故鲜花来不及加工,要薄层放置,以防因过度受热而发酵变质。
(3)鲜叶的保存:鲜叶采集后,一般不必立即加工,而薄层放置保存一段时间,再进行加工,其得油率往往高于鲜叶的出油率,如薄荷叶、树兰叶、白兰叶等放置一段时间后得油率往往比鲜叶的出油率高出5%~20%。但是香叶天竺葵等娇嫩的鲜叶,采集后,一般不必放置而应立即加工。
(4)干躁脱水:新鲜原料一般带有很强的季节性,有的原料成熟和开发仅一周,因此需对原料进行预处理,干躁脱水是常用的方法。如月桂、辣椒、丁香花蕾等采摘下来后都要干躁脱水再进行加工,但不要曝晒,宜用阴干,温度以28~30℃为宜。已有采用红外线照射干躁法新工艺。
发酵处理
对食用香料植物的加工利用来说,原料贮存中的酶活动是十分重要的一环。酶存在于植物细胞中,在适当的温度、水分和pH条件下酶即可开始活动,从而使原有的香气发生改变,香荚兰豆、鸢尾根茎在未发酵处理前是不香的,经发酵处理后发酵,香荚兰豆内的种子,经过2至3月的自然发酵,就会发香,若采用温热发酵法,时间可大大缩短。鸢尾酮含量在存放中会增加,休收三个月后约增加24%。香荚兰豆、Vanilla、香草豆是名贵的热带天然香料,经科学测定,香荚兰中含有150-170种芳香成份及17种人体必需的氨基酸,具有极强的补肾、开胃、除胀、健脾等医学效果,是一种天然滋补养颜良药,被誉为“天然香料之王”,加工后的成品干荚可直接利用,也可制成酊剂、浸膏、油树脂。香荚兰加香产品,具有沁人肺腑的独特香气,是合成香兰素所不能比拟的,因而被广泛用于调制各种高级香烟、名酒、特级茶叶、化妆用品、高级服装,是各类糕点、饼干、糖果、奶油、咖啡、可可、冰淇淋、雪糕等高档食品和饮料的配香原料。广藿香、树苔等植物发酵前香气粗糙,发酵后香气变得柔和。广藿香的发酵在干躁中过程中完成,而树苔是在打包阴干一年以上,让其自然发酵,在生产前适当回潮。
所有原料在加工前,都有不能够存在发霉和腐败变质,否则影响精油质量和出油率。
破碎处理
原料粉碎得越细,愈能增加水蒸汽与溶剂与物料接触,从而缩短蒸馏与浸提时间。但过细在蒸馏与浸提中易产生冲料与结团现象,通常直径为0.3mm的粗粉对于穿流较好。破碎处理可分为磨碎、压碎、和切断三种。
磨碎:对于树干、树皮类原料如柏木、桂皮、檀香、广藿香等适用。磨碎后宜立即加工。
压碎:适用于某些果与籽(如茴香籽、肉豆蔻、芫荽籽)。
切断:香根草、香茅草、丁香罗勒等。
浸泡处理
(1)鲜花的浸泡处理如桂花、玫瑰花用食盐水浸泡处理,能保存较长时间、提高油率、使香气浓郁。
(2)柑橘类鲜果皮的浸泡处理,经浸泡处理后可除去果胶,常用某些浸泡剂处理使果胶变为不溶液于的果胶酸盐类,这样利于油水分离。
热烫处理
对于各种荚果原料,在热水或水蒸气中作短时间热处理,然后立即用冷水冷却,可排除荚果中空气,破坏氧化酶系统,让荚果保持原来颜色,如茴香。
水蒸气蒸馏法
水蒸气蒸馏法原理
基于道尔顿分压定律。互不相溶的液体混合物的蒸气压等于它们单独存在时的蒸气压之和,而当蒸气压之和等于大气压时液体就开始沸腾,所以互不相溶液体混合物的沸点比其任一组分都低。
水蒸气蒸馏可以在不到100°C的条件下就将化合物和水一起蒸出来。利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来,形成油水混合物,冷却后,油水混合物又重新分出油层和水层。
水蒸气蒸馏工艺
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。
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整齐,因此可在锅底安装窥镜,观察水面高度。
直接蒸气蒸馏:在筛板下安装一条带孔环行管,由外来蒸气通过小孔直接喷出,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,锅内蒸馏快且易于改为加压蒸馏。
水扩散蒸气蒸馏:这是近年国外应用的一种新颖的蒸馏技术。水蒸气由锅顶进入,蒸气至上而下逐渐向料层渗透,同时将料层内的空气推出,其水散和传质出的精油无须全部气化即可进入锅底冷凝器。蒸气为渗滤型,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。
水的作用:3种作用:水散作用、水解作用和热力作用。
水的作用过程如下:
原料表面润湿→水分子向细胞组织中渗透→水置换精油或微量溶解→精油向水中扩散→形成精油与水的共沸物→精油与水蒸气同时蒸出→冷凝→油水分离→精油。
溶剂浸提法
溶剂浸提法的原理
将粉碎、干燥的植物原料用有机溶剂浸泡,使芳香油溶解在有机溶剂(乙醚、苯、石油醚等)中的方法。芳香油溶解于有机溶剂后,只需蒸发出有机溶剂,就可以获得纯净的植物芳香油了。
浸提过程
(1)渗透
(2)溶解
(3)分配
(4)扩散
影响浸提的因素
(1)浸提温度
(2)溶剂黏度
(3)传质面积
(4)浸提时间
(5)浓度差
浸提工艺
(1)浸提方法
间歇浸提包括:
连续浸提包括:
(2)操作要素
原料的准备及装载
溶剂比
浸提温度
浸提时间
残渣中溶剂的回收与处理
(3)溶剂的选择与精致
浸膏制备
(1)浸提液的常压浓缩与过滤
(2)浓缩液的减压浓缩与制膏
净油制备
(1)制备原理
(2)制备过程
浸提设备
榨磨法
榨磨法原理
影响圧榨冷磨的因素
(1)中果皮层的海绵体阻碍精油的分离
(2)果皮压榨前用清水或其它浸泡剂浸泡的必要性
(3)果皮和果胶对提油的影响
榨磨法工艺
(1)压榨的几种方式
(2)压榨后工艺过程及注意事项
(3)产品净化与精制
压榨设备
吸附法
吸附法原理:
吸附现象是指两个不同的相界面上所发生的一种物理化学现象。
吸附剂及其种类
(1)硅胶
(2)活性炭
吸附法工艺
(1)脂肪冷吸法
(2)油脂温浸法
(3)吹气吸附法
吸附设备
精油提取新技术-超临界流体萃取法的原理,萃取过程及应用前景
超临界流体萃取法原理
超临界流体(supercritical fluid)温度、压力高于其临界状态的流体。通常把处于温度超过临界温度而不论其压力和密度是否超过临界值状态的流体都归之为超临界流体。超临界流体具有许多独特的性质,如粘度小、密度、扩散系数、溶剂化能力等性质随温度和压力变化十分敏感:粘度和扩散系数接近气体,而密度和溶剂化能力接近液体。
物质在超临界流体中的溶解度,受压力和温度的影响很大。可以利用升温,降压手段(或两者兼用)将超临界流体中所溶解的物质分离析出,达到分离提纯的目的(它兼有精馏和萃取两种作用)。例如在高压条件下,使超临界流体与物料接触,物料中的高效成分(即溶质)溶于超临界流体中(即萃取)。分离后降低溶有溶质的超临界流体的压力,使溶质析出。如果有效成分(溶质)不止一种,则采取逐级降压,可使多种溶质分步析出。在分离过程中没有相变,能耗低。
超临界流体萃取的优势
超临界流体是处于临界温度和临界压力以上,介于气体和液体之间的流体,兼有气体液体的双重性质和优点:
(1)溶解性强
密度接近液体,且比气体大数百倍,由于物质的溶解度与溶剂的密度成正比,因此超临界流体具有与液体溶剂相近的溶解能力。
(2)扩散性能好
因黏度接近于气体,较液体小2个数量级。扩散系数介于气体和液体之间,为液体的10-100倍。具有气体易于扩散和运动的特性,传质速率远远高于液体。
(3)易于控制
在临界点附近,压力和温度的微小变化,都可以引起流体密度很大的变化,从而使溶解度发生较大的改变。(对萃取和反萃取至关重要)
影响超临界流体萃取的因素
(1)二氧化碳的温度、压力;
(2)有效成分渗透、溶解、扩散的转移过程;
(3)萃取物的分离。
超临界流体萃取法工艺
超临界流体萃取设备
超临界流体萃取法应用前景
原油的精制,精油的包装及贮运
原油的精制
(1)固体杂质;
(2)异味化学杂质;
(3)有色物质;
(4)水分;
(5)萜烯类物质。