香精油的提取与分离技术研究进展

香精油的提取与分离技术研究进展邓梦宇（天津农学院食品科学系2013级（1）班学号1309014114）摘要综述了天然植物香精油提取技术的最新研究进展，重点总结了天然植物香精油提取方法及其各自的特点和天然植物香精油成分分析，鉴定方法的研究性状，以期为将来更加深入地研究和开发天然植物香精提供一定的理论基础。关键词香精油提取技术鉴定方法理论基础一、引言香精油是天然植物香料最主要的商品形态之一，是以香料植物的花卉、根、叶、茎、枝、木、皮、籽或分泌物为原料，经蒸馏、干馏、萃取、压榨等工艺提取的具有香味的精油物质。人体九大系统的任何病变,疾病,毛病都可以使用针对性的香精油进行调养与治疗,而且疗效显著,甚至比药物来得见效，内分泌系统是最能被香精油影响的,所以是面对荷尔蒙失调者最理想的治疗方式。香精油还有减肥丰胸等美容作用，因为是植物的，所以比较安全。二、香精油的提取技术及鉴定方法1.微波水扩散重力法微波水扩散重力法是将被提取植物直接放在不需要添加水和溶剂的特殊微波反应器里，经过微波加热，植物中原位水被加热致使细胞膨胀，最后导致含油组织破裂，在大气压的作用下，使香精和原位水一起从植物细胞内部转移到外部，因此，微波水扩散重力法是利用微波加热与地球引力相结合的一种绿色提取技术。采用微波水扩散重力法对两种芳香草本植物精油提取，仅提取15min就到达了水蒸馏法提取，90min的提取率，经过分析鉴定，其含量，组成成分和感官品质都达到了和水蒸馏法同等的品质，另外微波水扩散法提取防止了90％的能源消耗所导致的温室效应的气体的排放。2.超临界二氧化碳萃取法分离过程的原理是利用超临界二氧化碳对某些特殊天然产物具有特殊溶解作用，利用超临界二氧化碳的溶解能力与其密度的关系，即利用压力和温度对超临界二氧化碳溶解能力的影响而进行的。在超临界状态下，将超临界二氧化碳与待分离的物质接触，使其有选择性地把极性大小、沸点高低和分子量大小不同的成分依次萃取出来。当然，对应各压力范围所得到的萃取物不可能是单一的，但可以控制条件得到最佳比例的混合成分，然后借助减压、升温的方法使超临界流体变成普通气体，被萃取物质则完全或基本析出，从而达到分离提纯的目的，所以超临界流体二氧化碳萃取过程是由萃取和分离组合而成的。超临界萃取装置从功能上大体可分为八部分：萃取剂供应系统，低温系统、高压系统、萃取系统、分离系统、改性剂供应系统、循环系统和计算机控制系统。具体包括二氧化碳注入泵、萃取器、分离器、压缩机、二氧化碳储罐、冷水机等设备。由于萃取过程在高压下进行，所以对设备以及整个管路系统的耐压性能要求较高，生产过程实现微机自动监控，可以大大提高系统的安全可靠性，并降低运行成本。3.连续亚临界萃取可用于萃取各种固体样品中的被测物和各种难萃取的天然产物，通过控制温度和压力还可以测定挥发性较强的物质和强极性物质。亚临界水具有“强烈的溶解有机物在水中”和“强烈的分解力”等同普通水不同的性质。利用这一性质，超临界水和砸临界水被利用来提取有用成分(包括提取随着分解反应产生的分解物)。同时，由于该性质同温度和压力有关系：随着两者的不同而发生相应的变化，因此提取的方法是可以调节控制的。也就是说，可以提取由加水分解反应引起的低分子化的有用成分；或者由热分解和氧化分解反应而产生的物质变换后的有用成分也因此可以利用这一方法而提取得到。亚临界水萃取作为一种新的样品预处理技术，与传统的预处理技术相比具有以下优点口：设备简单、萃取时间短，通过改变萃取温度，可以改变水的极性，从而可以选择性的萃取样品基体中的不同极性的有机化合物，而且它是采用纯水作萃取剂，不用或很少用有机溶剂，因此它对环境没有污染或污染很少。在实际萃取过程中，由于压力对介电常数的影响不如温度的影响大，所以主要通过调节温度来控制水的介电常数。由于是不使用酸、碱和催化剂的水在高热高压下的处理技术，因此亚临界水的提取方法被称之为“绿色的处理法”。此外，提取可以在数秒钟到数分钟的短时间内完成，故而具有可以进行连续处理的优点。3.超声波萃取法超声波萃取利用超声波辐射压强产生的强烈空化应效应、机械振动、扰动效应、高的加速度、乳化、扩散、击碎和搅拌作用等多级效应，增大物质分子运动频率和速度，增加溶剂穿透力，从而加速目标成分进入溶剂，促进提取的进行。在香精中,超声波萃取技术是一项边缘、交叉的学科技术,已引起很多国家科技工作者的广泛关注。超声波对萃取率有明显的影响，超声波强化超临界流体，萃取(SSFE)辣椒中的辣椒素效果很明显。超声波萃取叶缬草香料与不用超声波萃取的结果进行了对比,采用超声波的滤液上及光度吸光度比不用超声波的滤液吸光度高12%~40%。4.分子蒸馏当液体混合物沿加热板流动并被加热，轻、重分子会逸出液面而进入气相，由于轻、重分子的自由程不同，因此，不同物质的分子从液面逸出后移动距离不同，若能恰当地设置一块冷凝板，则轻分子达到冷凝板被冷凝排出，而重分子达不到冷凝板沿混合液排出。这样，达到物质分离的目的。在沸腾的薄膜和冷凝面之间的压差是蒸汽流向的驱动力，对于微小的压力降就会引起蒸汽的流动。在1mbar下运行要求在沸腾面和冷凝面之间非常短的距离，基于这个原理制作的蒸馏器称为短程蒸馏器。短程蒸馏器（分子蒸馏）有一个内置冷凝器在加热面的对面，并使操作压力降到0.001mbar。短程蒸馏器是一个工作在1~0.001mbar压力下热分离技术过程，它较低的沸腾温度，非常适合热敏性、高沸点物。其基本构成：带有加热夹套的圆柱型筒体，转子和内置冷凝器；在转子的固定架上精确装有刮膜器和防飞溅装置。内置冷凝器位于蒸发器的中心，转子在圆柱型筒体和冷凝器之间旋转。短程蒸馏器由外加热的垂直圆筒体、位于它的中心冷凝器及在蒸馏器和冷凝器之间旋转的刮膜器组成。5.展望现代的精油提取技术更加注重产品的质量，提取效率和效益，虽然我国精油的资源丰富，但是开发利用却落后于国外，我国一些优势产品也受到了来自国外的冲击，一些产品甚至已经停产，因此，研究和探索新的提取技术，进一步开发我国精油资源，提高产品的质量加强我国天然精油的国际竞争力，是我国天然精油加工行业的必行之路。参考文献：（1）陈业高，吕瑜平。植物化学成分.北京，化学工业出版社，2004；158（2）杨志午，曾超，植物精油的抗菌性.四川林业科技，2000，21（3）；37~39（3）傅冠民.芳香疗法的由来，作用及其应用.香精香料化妆品，2002,5（10）；28~31（4）钟炼军，张文奇，浅谈食品的生理功能作用.广州食品工业科。（5）王静,韩涛,李丽萍.超声波的生物效应及其在食品工业中的应用[J].北京农学院学报,2006,21(1):67-75.