畢曉丹

摘要：香料具有十分悠久的使用歷史，廣泛應(yīng)用于食品、藥品、裝飾品等領(lǐng)域，具有很高經(jīng)濟(jì)價值、社會價值.天然芳香植物是香料的重要來源.我國具有眾多的芳香植物資源，且絕大多數(shù)的芳香植物資源亟待開發(fā).從天然芳香植物中獲取香料的提取方法眾多，本文主要對香料的提取方法進(jìn)行介紹，并對當(dāng)前多種方法提取效果進(jìn)行比較.

關(guān)鍵詞：香料；提取方法；提取效果；進(jìn)展

中圖分類號：TQ654.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1673-260X（2019）03-0039-03

香料是一種能被嗅感嗅出氣味和被味感品出香味的物質(zhì)，是用以調(diào)制香精的原料[1].香料的應(yīng)用歷史悠久.據(jù)資料報道香料有5000多年的應(yīng)用歷史.香料的應(yīng)用范圍廣泛，被普遍應(yīng)用于食品、藥品、裝飾品等多種行業(yè).香料產(chǎn)業(yè)，能夠產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益.據(jù)2018年統(tǒng)計資料顯示，我國香料產(chǎn)業(yè)所創(chuàng)造的年經(jīng)濟(jì)效益達(dá)到700多億元.香料使用的文化背景深厚，具有極高的社會價值.在我國漢唐時期隨絲綢之路發(fā)展，外國香料的輸入和我國香料的輸出促進(jìn)了我國和其他國家、地區(qū)、民族的物質(zhì)與精神交流，推動了社會文明的發(fā)展[2].近年來的香料行業(yè)，隨著提取技術(shù)的更新，原材料品種的開發(fā)，化學(xué)合成技術(shù)使用，散發(fā)出蓬勃生機(jī).

天然香料，來源于動物或者植物，又分為動物性天然香料，植物性天然香料.植物性天然香料取自于植物的花、莖、葉、果實等不同含香部位.動物性天然香料產(chǎn)生于動物的分泌液.植物性天然香料依產(chǎn)品形態(tài)和制法可分為：辛香料、油樹脂、精油、酊劑、凈油、浸膏等[3].我國擁有豐富的植物天然性香料的資源，目前已知的天然芳香植物種類有500多種[4].但是，香料提取工藝的相對落后在一定程度上已經(jīng)制約了我國香料行業(yè)的發(fā)展.大部分的香料資源尚未被開發(fā)與利用，初步提取的香料資源產(chǎn)量低，純度低，只能銷往國外進(jìn)行二次加工純化，造成了國內(nèi)天然性植物香料緊俏，嚴(yán)重浪費了資源[5].香料提取方法的研究和更新直接關(guān)系到香料行業(yè)的發(fā)展，尤其是天然香料提取方法的應(yīng)用由來已久，新的提取方法不斷被挖掘，研究也日臻深入.

1 香料的提取方法概述

從天然生長的芳香植物中獲取香味物質(zhì)，是香料開發(fā)的靈感來源，也是香料工業(yè)化生產(chǎn)的基本方法.從天然材料中提取香料的方法基本可分為蒸餾法，萃取法，壓榨法.提取香料應(yīng)依據(jù)提取材料不同和對香料成分的要求來選擇合適的提取方法.近年來，多種新的輔助提取方法被應(yīng)用，如超聲波萃取，微波萃取，酶水解提取法等.

1.1 蒸餾法

蒸餾法提取植物中的香料成分是最先被廣泛使用的一種方法.蒸餾法生產(chǎn)香料主要有三種方法，即水上蒸餾、水中蒸餾、水氣蒸餾.資料顯示，在各種蒸餾方式中水汽蒸餾法是操作最簡單的提取方法，能有效地防止成分的分解和變質(zhì)[1].這種方法雖然操作簡單，但是無法提取到香料成分中的味覺成分，水溶性的組分損失較多.19世紀(jì)20年代發(fā)展出來的水?dāng)U散法，利用低壓條件實現(xiàn)水蒸氣通過滲透過程，使油類物質(zhì)從油腺中擴(kuò)散出來，再經(jīng)過冷凝器作用將油帶入冷凝器.這一方法具有更大的使用優(yōu)點，一方面設(shè)備安裝簡單，操作方便，另一方面產(chǎn)品得率高、品質(zhì)好、蒸餾時間短、能耗低，并且抑制了香味成分的水解和熱解.

1.2 萃取法

萃取法是利用溶劑萃取芳香原料中的香味物質(zhì).目前的萃取方法研究較為廣泛，有溶劑浸提法、超臨界CO2萃取、超聲波萃取、微波輻射誘導(dǎo)技術(shù)萃取法.溶劑萃取法操作簡單，可以通過不同的萃取溶劑提取各種成分，得率高，對醇類和酯類的回收率尤為突出[6].有機(jī)溶劑浸提法成本高，適用于名貴珍稀香料的提取.超臨界CO2萃取法使用于天然植物中脂溶性揮發(fā)油、浸膏、樹脂和熱敏性產(chǎn)品的萃取.這種方法在天然植物香味成分的提取中具有得天獨厚的優(yōu)點，提取的產(chǎn)品天然、香味純正、無溶劑殘留、產(chǎn)品質(zhì)量高，具有廣闊的應(yīng)用前景.超聲波萃取和微波輻射誘導(dǎo)技術(shù)萃取法屬于利用機(jī)械作用，促使細(xì)胞破碎并釋放香味物質(zhì)，再利用溶劑捕獲的原理.在多個研究結(jié)果中顯示，利用此種方法提取香料，得率高，節(jié)省時間.

1.3 壓榨法

壓榨法是一種應(yīng)用較少的提取香味物質(zhì)的方法，主要以制造柑橘、檸檬、甜橙等橘皮精油為主[7].壓榨法又可以分為海綿法、銼榨法、機(jī)械壓榨法.海綿法是一種古老的壓榨法，用手壓擠，用海綿吸附后放到陶瓷存儲罐中.這種方法，產(chǎn)率低，損耗大.銼榨法，盛行于意大利北部地區(qū)，利用具有針刺的銅質(zhì)漏斗的銼榨器，摩擦銼榨，提取精油.機(jī)械壓榨法，利用機(jī)械壓榨磨皮提取整果精油.采用壓榨法，在常溫下進(jìn)行，保證了芳香油中的化合物成分不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，提高精油品質(zhì)，保真香氣.

1.4 其它提取法

分子蒸餾萃取法，微膠囊雙水相萃取技術(shù)，酶水解輔助提取技術(shù)，發(fā)酵液提取法.分子蒸餾萃取法，是在高真空條件下對高沸點、熱敏性物料進(jìn)行液—液分離的有效方法.這種方法具有操作溫度低、受熱時間短、真空度高、分離程度高、產(chǎn)品收率高的特點.適合用于濃縮或純化分子量高、沸點高、粘度高、熱穩(wěn)定性差的有機(jī)化合物.雙水相萃取分離技術(shù)融合了微膠囊技術(shù)和雙水相萃取技術(shù)來提取植物精油，能有效保護(hù)精油的天然組分[1].酶水解輔助提取技術(shù)利用酶對植物細(xì)胞壁進(jìn)行酶解，再與其他技術(shù)相結(jié)合對提取物進(jìn)行分離.一般利用纖維素酶進(jìn)行酶解，破壞植物細(xì)胞壁，增加其通透性，減少提取物與提取介質(zhì)擴(kuò)散阻力.該法與普通水提法相比得油率提高40%，酶水解提取法是一項很有前途的新技術(shù).發(fā)酵提取法[8]，是以微生物發(fā)酵液為提取劑提取香味物質(zhì)的方法.研究發(fā)現(xiàn)發(fā)酵液提取率顯著高于常規(guī)提取法的提取率.

2 天然香料的提取效果比較

眾多的研究結(jié)果表明不同的提取方法提取的精油主要成分不同，提取化合物種類不同，提取物質(zhì)的表觀狀態(tài)不同，單一成分的提取量不同.超臨界CO2萃取法在精油的提取方面比蒸餾法有較大的優(yōu)勢.朱亞杰等比較亞臨界萃取法、超臨界CO2萃取法和乙醇浸提法提取小茴香籽凈油，結(jié)果表明：亞臨界萃取對弱極性物質(zhì)有較好的提取效果，CO2萃取法對極性混合物提取效果較好，有機(jī)溶劑萃取對極性物質(zhì)提取效果較好[9].權(quán)美平等使用水蒸氣蒸餾法和超臨界CO2流體萃取法提取茜草內(nèi)富含的香味成分，研究結(jié)果顯示兩種提取方法提取的主要成分明顯不同；水蒸氣蒸餾法與超臨界CO2流體萃取法得到的茜草精油在表觀狀態(tài)方面也有一定差異，水蒸氣蒸餾得率較低，呈亮黃淡綠色晶片狀固體，具特征性刺激性氣味；而超臨界CO2流體萃取法所得精油得率稍高，呈橙紅色粘稠狀固體，具特征性刺激性氣味[10].陳鋒等使用超臨界CO2萃取法和水蒸氣蒸餾法提取鳳尾草揮發(fā)油發(fā)現(xiàn)超臨界CO2萃取法得率約為水蒸氣蒸餾法的2.7倍[11].這得以看出，不同的提取方法提取率差異十分明顯，因此有必要針對原材料來選定提取方法.周堅等用超臨界CO2萃取法與水蒸氣蒸餾法相比較提取五味藤揮發(fā)油并對成分進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)超臨界CO2萃取法提取的揮發(fā)油中脂肪族化合物種類及含量都明顯多于水蒸氣蒸餾法，水蒸氣蒸餾法提取的揮發(fā)油中主要含萜烯類及其含氧衍生物和少量芳香族化合物，其中含量較高的成分為苯甲醛和 α-亞甲基-γ-丁內(nèi)酯.超臨界CO2提取物主要含萜烯類化合物、萜類的含氧衍生物和脂肪族化合物，其中含量較高的成分為β-石竹烯.該結(jié)果表明，超臨界CO2萃取法對脂肪族化合物種類具有明顯的提取優(yōu)勢[11].黃鶴等在超臨界CO2萃取法與水蒸氣蒸餾法提取桂枝-干姜藥對的化學(xué)成分比較中發(fā)現(xiàn)，超臨界CO2萃取法提取效率明顯高于水蒸氣蒸餾法，兩種原材料的配伍的提取會使提取出的成分發(fā)生變化，這個結(jié)果為中藥的有效成分的鑒定提供了思路[13].

機(jī)械輔助萃取提取精油效果較好；蒸餾和萃取法結(jié)合使用可以提高精油得率.鄧紅梅等采用超聲波輔助溶劑浸提法、索氏提取法以及同時萃取蒸餾法提取新鮮檸檬皮中的精油.結(jié)果顯示，同時萃取蒸餾法提取率最高，三種方法中超聲波提取與索氏提取法提取的精油呈橙黃色，并且香味濃郁，具有黏稠感，而同時萃取蒸餾提取的檸檬精油呈淡黃色，香味較淡，澄清度高，流動性好.質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.2%以上的精油揮發(fā)性成分種類不同，索式提取方法提取的化合物最多，同時萃取蒸餾法提取的化合物最少，并且提取的成分比例不同[14].呂品等采用三種方法（傳統(tǒng)水蒸氣蒸餾、超聲輔助水蒸氣蒸餾、微波輔助水蒸氣蒸餾）來提取玳玳花精油，發(fā)現(xiàn)三種方法鑒定出的化合物種類不同（30、33、50種），揮發(fā)性物質(zhì)的含量和成分也不同，微波輔助水蒸氣蒸餾方法制備的精油得率較高，處理時間較短[15].

3 天然香料提取方法的發(fā)展趨勢

香料提取所面臨的一系列問題基本可以歸結(jié)為，一提高得率，二降低有效成分的分解，三節(jié)約時間，四降低成本.為了解決這些問題，提取技術(shù)隨其他學(xué)科（化學(xué)、物理、生物科學(xué)）技術(shù)理論的不斷進(jìn)步而得到了極大的發(fā)展.從目前的研究結(jié)果來看，香料提取技術(shù)發(fā)展趨勢一是多種提取方法的聯(lián)合應(yīng)用.多種方法的結(jié)合使用能有效地提高得率，提升產(chǎn)品品質(zhì)，例如，同時萃取蒸餾法，微膠囊雙水相萃取技術(shù)在提取香料中的應(yīng)用.二是機(jī)械作用力的輔助提取.越來越多的機(jī)械設(shè)備和分析儀器的發(fā)展，極大地輔助了天然香料的提取，顯著提高了香料的提取效率，節(jié)約作業(yè)的時間.三是提取介質(zhì)的開發(fā).例如，超臨界的流體，微生物發(fā)酵液萃取劑的逐步發(fā)現(xiàn)，必將推動香料提取的進(jìn)程.四是提取工藝的精細(xì)化.一種提取方法離不開合理的提取工藝，也是提高產(chǎn)品得率，降低成本，節(jié)約時間的必經(jīng)之路.

參考文獻(xiàn)：

〔1〕高獻(xiàn)禮，李超.植物性香料提取技術(shù)的研究進(jìn)展[J].中國食品添加劑，2006（6）：134-138.

〔2〕王云紅，陳陽光.漢唐時期的絲綢之路與香料輸入[J].廊坊師范學(xué)院學(xué)報（社會科學(xué)版），2018（02）：100-104.

〔3〕夏錚南，王文君.香精與香料[M].北京：中國物資出版社，1998.

〔4〕畢寒，閻峰.我國植物性天然香料提取技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢[J].遼寧化工，2017，46（7）：714-716.

〔5〕肖影，秦立武，劉麗杰，等.對長白山香料植物提取香氣成分的研究[J].吉林農(nóng)業(yè)，2018（10）.

〔6〕朱旗，施兆鵬，任春梅.綠茶香氣不同提取方法的研究[J].茶葉科學(xué)，2001（01）：38-43.

〔7〕蘇曉云.簡論從香料植物原料提取天然香料的幾種方法[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2008（23）：129-129.

〔8〕張笮晦，鄧家剛，黃靜，陳嘉盛.微生物法提取桂葉精油的組分研究[J].應(yīng)用化工，2017，46（01）：109-112.

〔9〕朱亞杰，于豪杰，谷令彪，等.不同方法所得小茴香籽凈油成分的比較分析[J].食品科技，2018（8）.

〔10〕權(quán)美平.基于不同方法提取茜草精油的化學(xué)組成及功能性研究[D].陜西師范大學(xué)，2018.

〔11〕陳鋒，陳歡，李舒婕，林敬明，王兆玉.超臨界CO2萃取法與水蒸氣蒸餾法提取鳳尾草揮發(fā)油化學(xué)成分的比較[J].中藥材，2013，36（08）：1270-1274.

〔12〕周堅，陳剛，唐維宏.水蒸氣蒸餾法與超臨界CO2萃取法提取五味藤揮發(fā)油的化學(xué)成分比較[J].廣西中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報，2013，16（02）：87-89.

〔13〕黃鶴歸，葉曉川，田連起，李娜，鄒甜，周愛軍，劉焱文.超臨界CO2萃取法與水蒸氣蒸餾法提取桂枝-干姜藥對的化學(xué)成分比較[J].中國實驗方劑學(xué)雜志，2011，17（24）：85-92.

〔14〕鄧紅梅，樂敏柔，王春.不同方法提取的檸檬精油揮發(fā)性成分比較及其抑菌性研究[J].中國食品添加劑，2018（09）：56-61.

〔15〕呂品，鐘琳，蔣楠，蹇順華.不同輔助提取方式對玳玳花精油揮發(fā)性成分的影響[J].糧食與油脂，2018，31（05）：52-54.