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植物性香料提取技术的研究进展(下)

时间:2008-09-01 08:02:36  浏览:        

2.5 超声波萃取
    超声提取的机制包括机械机制、热学机制及空化机制_1 。超声萃取的空化作用是:存在于萃取液中的微气泡(空化核)在声场作用下振动,当声压达到一定值时,气泡迅速增长,然后突然闭合,在气泡闭合时产生激波,在波面处造成很大压强梯度,因而产生局部高温高压,温度可达5000K以上,压力可达上千个大气压,将植物细胞壁打破,香料得以浸出,从而提高萃取率。所以选择合理的声学参数,使萃取液达到最大空化状态,才能获得良好的萃取效果。杨海燕等 在自制的超声萃取试验装置上进行了超声萃取宽叶缬草中香料的试验研究。正交
试验显示,影响萃取吸光度值的主次因素为:萃取温度、萃取浓度、萃取时间。较优水平为萃取浓度10g/50mL、温度为45℃ 、时间2h。进行超声和不加超声对比试验表明,加超声比不加超声提高吸光度值12%~40%。文献_1 报道了一种
新型超声反应器,并将其应用于天然香料的提取T业中。此技术主要是利用超声波破碎细胞(空化作用)和强化传质(机械作用),在天然植物的浸取过程中,粉碎植物细胞,释放出其内容物,以达到从中提取有效成分的目的,并起到提高传质速率、缩短浸取时间、提高有效成分得率的作用。
    2.6 微波辐射诱导萃取技术
    微波辐照诱导萃取法基本原理是促使香料植物组织的维管束和腺胞系统的细胞破裂,活性物质沿破裂的细胞自由流出,被萃取剂捕获并溶解其中的一个过程¨ 。微波萃取的方法一般分为常压法、高压法、连续流动法。与传统提取方法相比,新方法的特点是快速、节能、节省溶剂、污染小而且有利于萃取热不稳定的物质,可以避免长时间高温引起的物质的分解,特别适合于热敏性组分或从天然物质中提取有效成分 J。:另外,微波萃取的传热与传质方向一致,因而加热均匀,萃取效率高 。国外已有很多学者利用微波萃取香料,加拿大环境署Pare于1994年申请了美国专利 ,他们对薄荷、洋葱中的挥发油进行了提取。将剪碎的薄荷叶放入盛有正己烷的玻璃烧杯中,经微波短时间处理后,薄荷油释放到正己烷中,与传统的乙醇浸提相比,微波处理得到的薄荷油几乎不含叶绿素和薄荷酮。20s的微波诱导提取与2h的水蒸汽蒸馏、6h的索氏提取相当,且提取产物的质量优于传统方法 。
    1991年Jean等 在对熏衣草油进行微波提取时就获得了比水扩散技术多2.5%的乙酸芳樟酯和9.1%的芳樟醇。该方法与常规蒸馏法和萃取法相比,所得产品品质好、色泽浅、质地醇,而且微波辐射诱导萃取具有高效率、高选择性、不会破坏天然热敏性物质等优点。
    另有Chen等 以正己烷:乙醇提取迷迭香及薄荷叶中的挥发油为研究体系,系统研究了微波场中的温度分布,考察了物料量、微波功率、照射时间等对微波提取的影响,并研究了微波提取挥发油的动力学过程。微波萃取法具有虽然具有良好的再现性,但此技术应用于天然香料的提取,鉴于基体物质和萃取体系的复杂性,其萃取机理还需进一步研究。
    2.7 吸附法
    吸附生产天然香料基本上有两种形式,即非挥发性溶剂吸收法和固体吸附剂吸收法。与其他方法相比,吸收法加工过程温度低、芳香成分不易破坏,产品香气最佳。鲜花或食品所挥发的香气或香气成分宜采用吸收法进行捕集。但其存在手工操作多,生产周期长,生产效率低等问题。非挥发性溶剂吸收法根据吸收时的温度不同可分为温浸法和冷吸收法两种。温浸法所用非挥发性溶剂为精制的动物油脂、橄榄油、麻油等。冷吸收法所用非挥发性溶剂为精制的猪油和牛油。在冷吸收法摘除的残花中,仍含有一些芳香成分,可用挥发性溶剂浸提法提取制取浸膏。固体吸附剂吸收法是利用吸附香气成分的吸附剂提取低沸点的香气成分,其特点在于能富集、提取沸点低的香气成分,且不会破坏香气的组分和性质。但高沸点的组分较少,因此精油收率一般较低。多孑L吸附树脂对极性较小的有机分子的有强吸附作用,因而主要用于头香制备。
   2.8 微胶囊双水相萃取技术
   双水相萃取分离技术是近年来溶剂萃取技术与其他技术相结合产生的一种新的分离技术。双水相能有效分离细胞匀浆中的极微小碎片,提取醛、酮、醇等弱极性至无极性香味成分,提取过程不需加热和相变,分相时间短,能耗低。但目前只限于生物物质、中草药有效成分的分离方面。
    刘品华_2 提出的微胶囊双水相法,把微胶囊技术和双水相萃取技术相结合,用于提取植物精油、能避免提取过程中的高温、氧化、聚合等情况发生,有效地保护了精油的天然组分,通过调整精油和盐的用量改变分配比,可控制囊化萃取物中精油的各种成分比,以达到有目的、最有效的、最佳分配比的囊化萃取。此技术应用前景较好。
    2.9 酶提取技术
   梅长松等 用纤维素酶(CE)法提取松针中的天然香料,确定了酶法提取松针叶中有效成分的最佳工艺条件。与普通的水提取法相比,酶法具有提取条件温和,提取率高等优点,提取率可以提高40%以上。
   3 存在的问题与展望
    近年来,随着气相色谱、高效液相色谱、质谱、核磁共振谱、红外分光光度法和紫外分光光度法在有机分子结构分析中的广泛应用,人们加快了对天然香料的提取和食品成分的研究进展,发现了一批很有价值的新型香料化合物,香料工业也取得了很大进步。在对天然香料提取的研究过程中,超临界萃取技术、超声波技术、微波技术等在香料工业中的应用也越来越广泛,这些新技术的应用,给古老的香料工业注入了新的生机和活力。但是由于发展不成熟,虽然这些新技术都具有可行性,各具特点,但也还存在着许多问题,例如超声波萃取技术中对合理的声学参数选择的研究、微波提取天然香料的萃取机理的研究等都有待有待进一步开展。同时,在选择提取方法时,注意对我们现阶段掌握的各项提取技术进
行综合的利用,将会是香料工业未来发展的一个突破,也是未来香料提取技术的一个发展研究方向,如超临界CO 萃取与分离技术中的分子蒸馏联用技术,超临界CO 萃取与吸附分离技术相耦合等都能有效提高提取效率,将新的提取方法结合新的分析技术,也将有助于香料提取工业的发展。另外,对新的提取技术要加强推广应用,例如应用超(亚)临界CO:萃取提取精油的研究已取得初步成果,但仍局限于食品工业方面,今后应加强在提取领域的应用开发;微胶囊双水相萃取技术目前也只限于生物物质、中草药有效成分的分离方面,但其在提取植物精油方面具有良好的应用前景,应加强开发应用。
  
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