天然香料精加工技術(shù)研究

楊柳天壹，周 容，2，丁 玉，2，陶飛燕，2

（1.四川三聯(lián)新材料有限公司，四川 成都 610000，2.四川中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，四川 成都 610000）

香料，是一種產(chǎn)生香氣或香味的物質(zhì)，分為天然香料和合成香料兩大類。天然香料是從各種天然植物的花、果、葉、莖、根、皮或動物的分泌物中提取出來的致香物質(zhì)；合成香料是通過化學(xué)或生物合成途徑制備的香料。合成香料組分簡單、香味單一，常常需要多種香料進(jìn)行混配[1]；天然香料成分復(fù)雜，致香效果更加自然、豐富、飽滿。為追求感官豐富度，調(diào)香師們常選用天然香料為主體，輔以少量合成香料修飾香氣。近年來，隨著人們對生活品質(zhì)的要求越來越高，對綠色、健康、安全日益重視，天然香料在食品、化妝品、日用品、醫(yī)藥、保健、煙草等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

目前，國內(nèi)天然香料的存在形式以浸膏和揮發(fā)油為主，甚至是粗提物水平。但是，香料植物或動物分泌物成分復(fù)雜多樣，常含有許多與需加香產(chǎn)品不協(xié)調(diào)的成分，如產(chǎn)生苦味的咖啡堿、茶堿、柚皮苷等物質(zhì)，含量低且難揮發(fā)；部分多酚類物質(zhì)（如單寧）產(chǎn)生澀感；果膠、蛋白質(zhì)在燒烤或燃燒過程中產(chǎn)生殘留物，應(yīng)用于需烤制或燃燒的食物產(chǎn)品上容易造成口腔不適感等[2]。為減少天然香料在加工過程或使用時香氣的損失和變化，滿足高端產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)需求，天然香料粗提物有必要通過精加工方式有選擇性地回收或去除一些成分，提升香料整體感官品質(zhì)。現(xiàn)介紹一些天然香料精加工的方法。

1 膜分離技術(shù)

膜分離技術(shù)是一種以壓力差、電勢差、濃度差、溫度差等能力差為外界推動力，利用高分子膜的選擇性，小分子穿過膜，大分子被截留在膜內(nèi)，實現(xiàn)天然香料中組分分離、提純、富集等目的。根據(jù)孔徑不同膜分離方式分為微濾、超濾、納濾。

吳彥等人[3]探究了50 nm陶瓷膜、100 kDa有機(jī)膜分級分離羅漢果浸膏的效果，通過主成分分析和卷煙產(chǎn)品加香評價，確定了品質(zhì)最佳的膜分離組分和精制條件。結(jié)果表明，依次通過陶瓷膜、有機(jī)膜得到的100 kDa截留組分加香效果最佳，不僅能賦予卷煙產(chǎn)品花香、青香及木香香韻，還能有效降低卷煙煙氣中烷烴和苯系化合物，減少對人體的傷害。王娜等人[4]以桂花浸膏為原料，通過膜分離截留10 kDa分子量的物質(zhì)，不僅保留了桂花原有特色香味，同時有效去除了絕大部分的蛋白質(zhì)和果膠，提升了桂花提取物的綜合品質(zhì)。

2 蒸餾技術(shù)

蒸餾技術(shù)是根據(jù)混合物中各組分沸點不同，使低沸點組分在一定溫度下?lián)]發(fā)，然后冷凝達(dá)到分離目的的一種手段。按照操作壓強(qiáng)劃分，蒸餾技術(shù)分為3類：常壓蒸餾、加壓蒸餾和減壓蒸餾；按照操作方式劃分，又分為間歇蒸餾和連續(xù)蒸餾。

利用間歇減壓蒸餾方式，將桉葉粗油中不同沸點和飽和蒸汽壓的組分分離出來，得到的桉油精純度可高達(dá)98%以上[5]。徐寧等人[6]探索了減壓分餾分離柑橘皮精油中的單萜類物質(zhì)的最佳工藝條件，結(jié)果表明，在蒸餾溫度170℃，蒸餾時間10 min的條件下，脫萜率達(dá)到最優(yōu)，約為92.38%，除萜后的精油穩(wěn)定性和香氣質(zhì)量都有了明顯提升。

3 分子蒸餾技術(shù)

分子蒸餾技術(shù)是在真空條件下，利用不同物質(zhì)分子運動平均自由程的差異，通過改變溫度實現(xiàn)對混合物的分離。在分離熱敏性和大分子組分時，效果非常明顯。

Xiong Y等人[7]利用分子蒸餾技術(shù)從甜橙油中分離出3種鄰苯二甲酸鹽，減少了提取過程中有機(jī)溶劑的有害殘留，提升了甜橙油使用的安全性。楊俊鵬等人[8]以丁香亞臨界萃取物為原料，在蒸餾壓力為10 Pa，物料流速為6 mL/min，蒸餾溫度為45℃的條件下，有效脫除了色素，并且分離出高級脂肪酸等不溶與乙醇的物質(zhì)，擴(kuò)展了丁香油的應(yīng)用領(lǐng)域。

4 旋轉(zhuǎn)錐體柱技術(shù)

旋轉(zhuǎn)椎體柱技術(shù)是一種機(jī)械輔助的高效氣-液接觸蒸餾技術(shù)，能夠從液體或膏狀混合物中分離出揮發(fā)性成分，目前已在飲料、食品、香精香料行業(yè)應(yīng)用[9]。旋轉(zhuǎn)椎體柱裝置中有若干靜止和旋轉(zhuǎn)的錐體，物料進(jìn)入旋轉(zhuǎn)錐體柱底部后，在離心力的作用下，在旋轉(zhuǎn)錐表面向上向外移動，隨后在重力作用下，落到一個靜止的錐體上，而載氣在柱上逆向液相流動，氣液充分接觸，分離出揮發(fā)性成分。與傳統(tǒng)蒸餾技術(shù)相比，旋轉(zhuǎn)錐體柱技術(shù)具有更低的氣體壓降和更低的液體滯留能力，因此特別適合處理高粘性液體或膏狀物質(zhì)。Graber M F等人[10]利用旋轉(zhuǎn)錐體柱技術(shù)對迷迭香精油進(jìn)行提純，得到的提純物主要成分為樟腦、β-月桂烯和1,8-桉樹腦，與傳統(tǒng)水蒸氣蒸餾技術(shù)相比，旋轉(zhuǎn)錐體柱提純的迷迭香精油更均勻、物質(zhì)更豐富，并且產(chǎn)量更高。另外，旋轉(zhuǎn)椎體柱技術(shù)在分離酒類風(fēng)味物質(zhì)上也取得了成功的應(yīng)用，有效生產(chǎn)出酒精含量低、有害物質(zhì)少的類葡萄酒、啤酒飲料[11-13]。

5 樹脂吸附技術(shù)

樹脂吸附技術(shù)是利用樹脂比表面積較大的優(yōu)勢,借助范德華力選擇性吸附天然香料中極性較小的芳香族化合物，與傳統(tǒng)方法相比，樹脂吸附技術(shù)具有溶劑損耗小、操作簡便、設(shè)備運營成本低、終產(chǎn)品質(zhì)量較好等優(yōu)點，已廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品等行業(yè)天然產(chǎn)物的提取純化[14]。Saffarionpour S等人[15]探索了使用不同樹脂吸附啤酒中的酯類（乙酸異戊酯和乙酸乙酯）、高級醇（異戊醇和異丁醇）、二酮（二乙酰）和乙醇。結(jié)果表明，Sepabeads SP20-SS樹脂吸附酯類物質(zhì)的能力最佳，并且可以選擇性去除高級醇，XAD16N和XAD4樹脂吸附酯類物質(zhì)的能力次之；對于吸附二乙酰，XAD16N和XAD4樹脂的吸附能力較強(qiáng)；而Sepabeads SP2MGS和XAD761樹脂吸附醇的能力相對更好。盧真保等人[14]用不同大孔樹脂對煙葉粗提物中的煙堿進(jìn)行了吸附，結(jié)果發(fā)現(xiàn)AB-8型樹脂的吸附效果最好，為煙堿精制加工提供了參考。

6 結(jié)語

目前，以新發(fā)展理念為引領(lǐng)，國內(nèi)香料工業(yè)正在朝著綠色、高質(zhì)量的方向發(fā)展。對天然香料開展精加工技術(shù)研究，提升產(chǎn)品品質(zhì)，能最大程度減少在產(chǎn)品加工、使用過程中風(fēng)味物質(zhì)的損失，同時回收有價值的組分。以上介紹的部分技術(shù)已在食品、醫(yī)藥日化等行業(yè)進(jìn)行了應(yīng)用，但是目前國內(nèi)在對分離復(fù)雜混合物和對粗提物成分進(jìn)行精細(xì)切割和重組的研究相對薄弱。從研究看來，樹脂吸附是一種有前景的選擇性回收、釋放香味物質(zhì)的技術(shù)，綠色環(huán)保、操作便捷、不破壞物質(zhì)本身結(jié)構(gòu)，有廣闊的應(yīng)用前景，但是目前該技術(shù)仍處于實驗室階段。因此，仍需繼續(xù)努力，加強(qiáng)高選擇、高通量、綠色環(huán)保的天然香料精制技術(shù)研究，同時促進(jìn)實驗室研究向生產(chǎn)轉(zhuǎn)化，以提高國內(nèi)天然香料產(chǎn)品的國際競爭力。