天然香料及生產(chǎn)提取技術(shù)第1頁/共88頁

2.6吸收法生產(chǎn)香脂

2.7超臨界萃取方法

2.8微波輻照誘導(dǎo)萃取法

2.9超聲波提取方法

2.10膜分離技術(shù)第2頁/共88頁2.1動(dòng)物性天然香料

2.1.1麝香

a）來源

雄麝香鹿的生殖腺分泌物

b）采集

切取香囊經(jīng)干燥或活麝鹿刮香。

c）性狀

呈暗褐色粒狀或白色結(jié)晶，惡臭。第3頁/共88頁

d）成分

主要芳香成分是僅占2%左右的飽和大環(huán)酮——麝香酮，其化學(xué)結(jié)構(gòu)為:

名稱：3—甲基環(huán)十五酮e）用途

最珍貴的香料之一，作為高級(jí)香水香精的定香劑。第4頁/共88頁2.1.2靈貓香

a）來源

雌雄靈貓的香囊分泌的粘稠狀物質(zhì)

b）采集

切取香囊或刮香

c）性狀

新鮮的靈貓香為淡黃色流動(dòng)物質(zhì)，歷久凝成褐色膏狀物。惡臭。

第5頁/共88頁

d）成分

主要香成分為僅占3%左右的不飽和大環(huán)酮——靈貓酮，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式為:

名稱：9—環(huán)十七烯酮

e）用途

靈貓香香氣比麝香更為優(yōu)雅，常作高級(jí)香水香精的定香劑。作為名貴中藥材，它具有清腦的功效。第6頁/共88頁2.1.3海貍香

a）來源

雌雄海貍的梨狀腺囊內(nèi)的白色乳狀粘稠液。

b）采集

捕殺海貍后切取香囊。

c）性狀

新鮮的海貍香為乳白色粘稠物，經(jīng)干燥后為褐色樹脂狀。

第7頁/共88頁

d）成分

主要香成分為含量4～5%的結(jié)構(gòu)式不明的結(jié)晶性海貍香素。1977年瑞士化學(xué)家在海貍香中分析，鑒定出海貍香胺等含氮香成分，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式為:

e）用途

主要用于東方型香精的定香劑。第8頁/共88頁2.1.4龍涎香a）來源

產(chǎn)自抹香鯨的腸內(nèi)，一般認(rèn)為是抹香鯨吞食多量海中動(dòng)物體而形成的一種結(jié)石由鯨魚體內(nèi)排出，漂浮在海面上或沖上海岸。

b）采集

在海洋上拾起龍涎香塊，經(jīng)熟化后即為龍涎香料。第9頁/共88頁c）性狀

龍涎香為灰色或褐色的蠟樣塊狀物質(zhì)。由抹香鯨體內(nèi)新排出的龍涎香香氣較弱，經(jīng)海上長(zhǎng)期漂流自然熟化或經(jīng)長(zhǎng)期貯存自然氧化后香氣逐漸增強(qiáng)。第10頁/共88頁d）成分

主要香氣成分是龍涎香醇，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式為:

e）用途

具有微弱的溫和乳香動(dòng)物香氣，其香品質(zhì)最為高尚，是配制高級(jí)香精的優(yōu)良定香劑。第11頁/共88頁2.2植物性天然香料2.2.1概述

植物性天然香料是從芳香植物的花、草、葉、枝、根、莖、皮、果實(shí)或樹脂提取出來的有機(jī)物的混合物。

提取方法有4種：

a）水蒸氣蒸餾法——制取精油

b）壓榨法——制取精油

c）浸提法——制取浸膏和酊劑

d）吸收法——制取香脂第12頁/共88頁2.2.2芳香成分a)萜類化合物萜烯的定義：含異戊二烯的鏈狀或環(huán)狀烯烴類。通式為：(C5H8)n命名如下：

異戊二烯個(gè)數(shù)（n）萜烯類別

1半萜

2單萜

3

倍半萜4

二萜

第13頁/共88頁例：

月桂烯（單萜烯）

香茅醇（萜醇）

松節(jié)油中的蒎烯（含量80%左右）；薄荷油中的薄荷醇（含量80%左右）；山蒼子油中的檸檬醛（含量80%左右）；桉葉油中的桉葉油素（含70%左右）；樟腦油中的樟腦（含50%左右）均為萜類化合物。第14頁/共88頁b）芳香族化合物

在植物性天然香料中，芳香族化合物的存在僅次于萜類。例玫瑰油中含苯乙醇（2.8%左右）、苦杏仁油中含苯甲醛（80%左右）、肉桂油中含桂醛（80%左右）、茴香油中含茴香腦（80%左右）、丁香油中含丁香酚（80%左右）。第15頁/共88頁結(jié)構(gòu)式如下：

苯乙醇苯甲醛桂醛茴香腦丁香酚第16頁/共88頁c）脂肪族化合物脂肪族化合物在植物性天然香料中也廣泛存在，例如茶葉中含有少量的順—3—已烯醇，由于它具有青草的青香，所以也稱為葉醇；在芳香油中含有70%左右的甲基壬基甲酮，俗稱為蕓香酮；在茉莉油中含有65%左右的乙酸芐酯，結(jié)構(gòu)式如下：

第17頁/共88頁d）含氮、含硫化合物含量極少，氣味極強(qiáng)。例:

二甲基噻吩（存在于洋蔥）第18頁/共88頁2.3水蒸氣蒸餾法生產(chǎn)精油2.3.1生產(chǎn)方法——適用于揮發(fā)性和芳香氣味的植物。水蒸氣蒸餾方法分3種形式：第19頁/共88頁

a）水中蒸餾

設(shè)備簡(jiǎn)單，但易結(jié)焦、結(jié)塊，對(duì)含酯類的品種，易發(fā)生水解作用，故不宜采用。

b）水上蒸餾

設(shè)備稍復(fù)雜，但可減少水解作用。

c）水氣蒸餾

設(shè)備多，設(shè)備條件要求高，宜于大規(guī)模生產(chǎn)。產(chǎn)品質(zhì)量最好。第20頁/共88頁

d）水的作用3種作用：水散作用、水解作用和熱力作用。水的作用過程如下：原料表面潤(rùn)濕→水分子向細(xì)胞組織中滲透→水置換精油或微量溶解→精油向水中擴(kuò)散→形成精油與水的共沸物→精油與水蒸氣同時(shí)蒸出→冷凝→油水分離→精油。第21頁/共88頁2.3.2生產(chǎn)設(shè)備水上蒸餾設(shè)備：第22頁/共88頁

a）蒸餾器：簡(jiǎn)易單鍋蒸餾、加壓串聯(lián)蒸餾、連續(xù)蒸餾。

加壓串聯(lián)蒸餾第23頁/共88頁

b）冷凝器：

盤式列管式第24頁/共88頁c）油水分離器：

輕油油水分離器、重油油水分離器第25頁/共88頁2.3.3工藝要求

a）裝料應(yīng)均勻、松散要一致，避免“短路”，“穿洞”現(xiàn)象。一般裝料系數(shù)為70～80%。

b）加熱開始緩慢加熱應(yīng)維持0.5～1h，然后逐漸加大熱源，維持正常蒸餾速度。

c）蒸餾終點(diǎn)

當(dāng)蒸出總精油量的90～95%時(shí)，就作為蒸餾結(jié)束的時(shí)間。第26頁/共88頁

e）冷凝

大多數(shù)要求冷卻到室溫，鮮花類精油宜冷卻到室溫以下，對(duì)粘度大，沸點(diǎn)高、容易冷凝的精油，一般保持在40～60C。

f）油水分離

餾出液在油水分離器中的動(dòng)態(tài)分離時(shí)間以30～60min為宜。

g）粗油精制

直接粗油和水中粗油，都要分別進(jìn)行凈化精制處理。凈化精制過程包括澄清、脫水和過濾3個(gè)步驟。第27頁/共88頁2.3.4.生產(chǎn)過程

水蒸氣蒸餾法生產(chǎn)精油工藝流程圖：第28頁/共88頁2.3.5.精油生產(chǎn)實(shí)例A）.玫瑰油（Roseoil）植物原料：玫瑰的品種非常多，但能用于生產(chǎn)精油的只有少數(shù)幾種。其中包括中國(guó)甘肅盛產(chǎn)的苦水玫瑰，北京、山東、河南盛產(chǎn)的重瓣玫瑰，屬薔薇科，落葉灌木。生產(chǎn)方法：常壓回水式水中蒸餾法，得油率0.04％左右。第29頁/共88頁工藝條件：

裝料要求：鮮花采摘后在2h內(nèi)加工處理，每

1m3蒸餾器加入30Kg玫瑰鮮花，120Kg清水。

蒸餾速度：每1h蒸出蒸餾器容積10%的蒸餾液。

蒸餾時(shí)間：2h

間歇放油：每30min放油一次。第30頁/共88頁工藝流程：水中蒸餾器冷凝油水分離回流粗油澄清除水過濾玫瑰油玫瑰花清水第31頁/共88頁主要成分：

有香茅醇、香葉醇、橙花醇、苯乙醇、芳樟醇、金合歡醇、丁香酚、丁香酚甲醚、玫瑰醚、橙花醚、玫瑰呋喃等。主要用途：

在多種花香型香水、香皂、化妝品的香精中起主香劑和協(xié)調(diào)劑作用，也可用于糖果、煙草香精中。第32頁/共88頁B）肉桂油

植物原料：中國(guó)肉桂樹的樹皮

生產(chǎn)方法：常壓直接蒸餾。得油率1－2%。

工藝條件：裝料要求：

裝料量為160~180Kg/m3蒸餾鍋。

蒸餾速度：按每1m3蒸餾鍋針，

每1~4h時(shí)餾出液量為1l/min，第

5l時(shí)為1.2l/min。

餾出時(shí)間：自開始餾出液起為5h。

間歇放油：前1~2h，每30min放油1次。后

3~5h，每1h放油1次。第33頁/共88頁生產(chǎn)工藝：

第34頁/共88頁理化性質(zhì)：深棕色液體，具有溫暖辛香，甜而持久。相對(duì)密度1.045~1.072，折射

率1.572~1.585，旋光度-20~00。

全溶于同體積的95%乙醇中。

主要成分：肉桂醛（含80~90%）、乙酸肉桂

酯、水楊醛，丁香酚、香蘭素、苯

甲醛、肉桂酸、水楊酸等。

主要用途：在東方型、木香型香精中應(yīng)用效果甚好。第35頁/共88頁C）八角茴香油

植物原料：八角茴香果

生產(chǎn)方法：常壓、直接蒸汽蒸餾。鮮果得油率2~3%，干果得油率8~12%。生產(chǎn)工藝：參照肉桂油

理化性質(zhì)：無色至淡黃色液體。具有大茴香辛香香氣。相對(duì)密度0.980~0.984，

折射率

1.553~1.558，旋光度

-2°~+1°。全溶于1.5倍體積的90%乙醇中。凝固點(diǎn)15~19℃。第36頁/共88頁

主要成分：大茴香腦（含80%左右）、大

茴香醛（含8%左右）、桉樹

腦、芳樟醇、松油醇。

主要用途：少量用于食品、日用品香精中，主要還是用于合成大茴香醛、大茴香醇等香料。第37頁/共88頁2.4浸提法生產(chǎn)浸膏、酊劑

2.4.1浸提原理

浸提法亦稱萃取法（固液萃取習(xí)慣稱為浸取或浸提，液液萃取習(xí)慣稱為萃?。?，是用揮發(fā)性有機(jī)溶液將原料中某些成分浸提出來。其特點(diǎn)是：浸提過程一般不須加熱；既可提取揮發(fā)性成分，也可提取不揮發(fā)性成分。其生產(chǎn)的產(chǎn)品為：第38頁/共88頁2.4.2溶劑選擇

原則：無毒、安全、溶解能力強(qiáng)、選擇性好。

a)毒性小，安全性好；

b)沸點(diǎn)低，易回收；

c)應(yīng)不溶于水，否則會(huì)稀釋；

d)無色無味，化學(xué)穩(wěn)定性好；

e)溶解芳香成分的能力強(qiáng)，選擇性好。第39頁/共88頁2.4.3浸提方式及設(shè)備

a)固定浸提

b)攪拌浸提

c)轉(zhuǎn)動(dòng)浸提

d)逆流連續(xù)浸提第40頁/共88頁2.4.4工藝要求

a)裝料

物料不可太大，要使物料與溶劑有最大的接觸面；料層不可太厚，要有利于溶劑的滲透和精油的擴(kuò)散；對(duì)固定、攪拌、逆流浸提，裝料系數(shù)為60~70%，對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)浸提為80~90%。

第41頁/共88頁b)物料與溶劑比

固定、攪拌浸提一般為1:4~1:5(Kg/l)

轉(zhuǎn)動(dòng)浸提一般為1:3~1:3.5(Kg/l)

逆流浸提一般為1:4(Kg/l)

c)浸提溫度

浸提溫度提高，則浸出率增大，但浸提選擇性差，雜質(zhì)增多。

第42頁/共88頁d)浸提時(shí)間

浸提時(shí)間的長(zhǎng)短主要取決于原料品種和原料組織情況，工業(yè)生產(chǎn)中一般達(dá)到平衡時(shí)理論得率的80~85%即停止浸提。e)浸液濃縮

兩步蒸餾法（常壓、減壓）第43頁/共88頁

2.4.5工藝過程a)浸膏生產(chǎn)工藝過程:

第44頁/共88頁b)凈油制備工藝過程:

浸膏除植物蠟等雜質(zhì)第45頁/共88頁c)殘?jiān)幚?/p>

殘?jiān)泻写罅坑袡C(jī)溶劑。第46頁/共88頁2.4.6浸膏實(shí)例茉莉浸膏的生產(chǎn)a)植物原料：茉莉花b)生產(chǎn)方法：平轉(zhuǎn)式逆流連續(xù)浸提。浸膏

得率為0.24~0.26%c)工藝條件裝料要求：平轉(zhuǎn)式浸提連續(xù)加花量800kg/h物料配比：茉莉花:石油醚=1kg:4L

第47頁/共88頁浸提溫度：室溫浸提轉(zhuǎn)速：平轉(zhuǎn)式為128r/min浸提時(shí)間：平轉(zhuǎn)式浸提為96min/次浸提濃縮：先常壓蒸餾回收溶劑，降至室溫過濾，再在40℃、80KPa條件下進(jìn)行真空濃縮得到粗茉莉浸膏。第48頁/共88頁脫醚制膏：向粗膏中加入浸膏量5%的無水

乙醇，攪拌溶解，再經(jīng)減壓蒸餾

除去乙醇—石油醚混合液，得到

茉莉浸膏?；ㄔ幚恚河弥苯铀羝ɑ厥栈ㄔ械氖兔鸭吧僭S茉莉精油。第49頁/共88頁d)工藝流程第50頁/共88頁e)理化性質(zhì):

黃綠色或淺棕色膏狀物。具有茉莉鮮花香氣。熔點(diǎn)46~52℃。酸值<11，酯值>80，凈油含量60%左右。f)主要成分：芐醇、乙酸芐酯、茉莉內(nèi)酯、茉莉酮等。g)主要用途：廣泛用于各種花香型香水、香皂和化妝品香精中，是茉莉香精的主香劑。第51頁/共88頁2.5壓榨法生產(chǎn)精油2.5.1特點(diǎn)及分類

a)特點(diǎn):生產(chǎn)過程在室溫下進(jìn)行，確保精油的香氣逼真。b)分類:第52頁/共88頁2.5.2傳統(tǒng)生產(chǎn)法a)整果挫榨法

生產(chǎn)工藝流程：第53頁/共88頁

b)海綿吸收法生產(chǎn)工藝流程如下：

桔皮→水洗→水泡→裝料→轉(zhuǎn)動(dòng)擠壓→海綿吸收→擠出油液→過濾→澄清分離→桔類精油↓↓懸浮物微量水第54頁/共88頁2.5.3近代生產(chǎn)法

a)工藝要求:

①原料的浸泡：清水浸泡浸泡劑浸泡（一般用石灰水）②裝料③噴淋④過濾⑤離心分離⑥靜止分離⑦精油除萜，減壓蒸餾，乙醇萃取第55頁/共88頁b)整果冷磨法

生產(chǎn)工藝流程如下：第56頁/共88頁c)螺旋壓榨法

生產(chǎn)工藝流程：第57頁/共88頁2.5.4生產(chǎn)實(shí)例平板磨桔法生產(chǎn)甜橙油a)植物原料：甜橙整果。

b)生產(chǎn)方法：整果平板磨桔法。冷磨整

果得油率為0.35~0.37%。

第58頁/共88頁c)理化性質(zhì):

冷磨甜橙油為桔黃色液體，具有甜橙果香。相對(duì)密度0.844~0.849，折射率1.47~1.475，旋光度+95°~+97°。蒸餾甜橙油相對(duì)密度0.840~0.846，折射率1.471~1.473，旋光度+95°~+96°56‘第59頁/共88頁

d)主要成分:

d—檸檬烯（含90%左右）。結(jié)構(gòu)式為：

e)主要用途：

主要用于調(diào)配飲料、食品和煙草香精。

AAA第60頁/共88頁2.6吸收法生產(chǎn)香脂

生產(chǎn)特點(diǎn)和方式

生產(chǎn)特點(diǎn)：加工過程溫度低，芳香成分不易破壞，產(chǎn)品香氣質(zhì)量最佳。但手工操作多，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，生產(chǎn)效率低。

生產(chǎn)方式有兩種：非揮發(fā)性溶劑吸收法和固體吸附劑吸收法。第61頁/共88頁

2.6.1非揮發(fā)性溶劑吸收法a)溫浸法工藝流程如下：第62頁/共88頁b)冷吸收法以茉莉香脂生產(chǎn)為例

植物原料：茉莉花

生產(chǎn)方法：冷吸收法，采用豬油2份與牛油1份混合制得的脂肪基。

主要成分：乙酸芐酯等。

主要用途：膏狀香脂、高級(jí)化妝品香料。第63頁/共88頁

工藝流程：第64頁/共88頁2.6.2固體吸附劑吸收法

以大花茉莉精油的制備為例。

植物原料：大花茉莉花

生產(chǎn)方法：活性炭吸收法，石油醚洗滌解附。

主要成分：乙酸芐酯等。

主要用途：高級(jí)化妝品香料。第65頁/共88頁工藝流程：AAA第66頁/共88頁2.7.超臨界萃取方法

它是利用超臨界條件下的流體作為萃取劑，從液體或固體中萃取出特定成分，以達(dá)到某種分離目的的技術(shù)。

所謂超臨界流體，即處于臨界溫度、臨界壓力以上的流體。第67頁/共88頁2.7.1.超臨界狀態(tài)（以CO2為例）第68頁/共88頁2.7.2.超臨界流體的特點(diǎn)：（1）具有氣體的特點(diǎn)，粘度小，傳質(zhì)快.（2）具有液體的特點(diǎn)，密度接近液體，萃取容量大。第69頁/共88頁2.7.3.工藝流程：AAA第70頁/共88頁2.8微波輻照誘導(dǎo)萃取法2.8.1工作原理

微波輻照過程是微波射線自由透過對(duì)微波透明的萃取介質(zhì)，到達(dá)植物物料的內(nèi)部維管束和腺胞系統(tǒng)。由于吸收微波能，物料內(nèi)部溫度突然升高，在天然物料的維管束和腺胞系統(tǒng)升溫更快，保持此溫度直至其內(nèi)部壓力超過細(xì)胞壁第71頁/共88頁

膨脹的能力，細(xì)胞而破裂。位于細(xì)胞內(nèi)的香料物質(zhì)從細(xì)胞壁自由流出，傳遞轉(zhuǎn)移至萃取介質(zhì)周圍，在較低的溫度被萃取介質(zhì)捕獲并溶解其中。第72頁/共88頁2.8.2特點(diǎn)：

1).具有反應(yīng)的高效性和強(qiáng)選擇性；2).提取率高，質(zhì)量?jī)?yōu)，萃取時(shí)間短；3).操作簡(jiǎn)便、副產(chǎn)物少、產(chǎn)物易分離提純4).操作成本低，減少原料預(yù)處理費(fèi)，對(duì)環(huán)

境無害。

第73頁/共88頁2.8.3實(shí)驗(yàn)步驟1).物料切碎，便于吸收微波能。2).選用對(duì)微波透明的或部分透明的萃取劑接觸物料。3).物料與萃取劑混和，置于微波發(fā)生器接受輻照。4).從萃取相分離出殘?jiān)?).回收萃取物。AAA第74頁/共88頁2.9.1超聲波

超聲波的頻率范圍：10-210-41102104106108次聲可聽聲特超聲頻率超聲2.9超聲波提取方法第75頁/共88頁

應(yīng)用：（1）測(cè)量：

測(cè)量聲學(xué)（2）金屬探傷：超聲波的穿透能力很強(qiáng)，能透過幾米厚的金屬，利用超聲波的穿透能力和反射，可以制成超聲波探傷儀，探查金屬內(nèi)部的缺陷。（3）醫(yī)學(xué)：超聲波診斷、碎石、除垢。（4）農(nóng)業(yè)：處理種子。

（5）軍事：仿生----蝙蝠的超聲定位系統(tǒng)，用僅幾克重的超聲定位器代替幾十噸重的無線電定位器----雷達(dá)。

（6）化學(xué)反應(yīng)與分離：聲化學(xué)--加快反應(yīng)速度或破壞植物的細(xì)胞膜。

第76頁/共88頁2.9.2超聲空化（與光的性質(zhì)一樣）特點(diǎn)：波長(zhǎng)短、束射性強(qiáng)、易于聚焦集中能量。超聲空化：液體中的微小泡核在超聲波作用下被激活，表現(xiàn)為泡核的振蕩、生長(zhǎng)、收縮及崩潰等一系列動(dòng)力學(xué)過程（類似于激