天然香料是由自然界動(dòng)植物資源中得到的芳香物質(zhì)，分布于植物體或動(dòng)物的腺囊中。天然香料的提取分離技術(shù)由來已久，本文針對(duì)它的眾多傳統(tǒng)技術(shù)及新興技術(shù)予以介紹，并對(duì)新興的提取分離技術(shù)的方法特點(diǎn)與應(yīng)用前景加以闡述。

天然香料的提取分離技術(shù)

水蒸汽蒸餾法

在植物性天然香料生產(chǎn)中，水蒸氣蒸餾是最常用的一種技術(shù)，該方法特點(diǎn)是設(shè)備簡單容易操作、成本低、產(chǎn)量大。除在沸水中主香成分容易溶解、水解或分解的植物原料外(如茉莉、紫羅蘭金和歡等一些鮮花)，絕大多數(shù)芳香植物均可以用水蒸氣蒸餾方法生產(chǎn)精油。

水蒸氣蒸餾法生產(chǎn)精油主要有如下三種形式:水中蒸餾、水上蒸餾和水氣蒸餾。

水中蒸餾加熱溫度一般為95℃左右，植物原料中的高沸點(diǎn)芳香成分不易蒸出;

水上蒸餾和水氣蒸餾不適于易結(jié)塊和細(xì)粉狀的原料，但這兩種蒸餾法生產(chǎn)出的精油質(zhì)量較好;

水氣蒸餾在工藝操作上對(duì)溫度和壓力的變化可自行調(diào)節(jié)，生產(chǎn)出的精油質(zhì)量最佳，但其設(shè)備條件要求較高，需要附設(shè)鍋爐，適于大規(guī)模生產(chǎn)。此外，加熱方式、蒸汽速度、操作壓力、操作溫度等因素對(duì)出油率均有影響。

浸提法

浸提法是用揮發(fā)性的有機(jī)溶劑將植物原料中的芳香成分浸取出來，使之溶解到有機(jī)溶劑中，然后蒸去溶劑。其特點(diǎn)是可以不加熱、在低溫下進(jìn)行、除了揮發(fā)性組分外，還可以提取其中重要的、不揮發(fā)生性成分。因此，多用于鮮花、樹脂以及香豆、棗子等的浸提加工。

工業(yè)上主要有四種浸提方式:固定浸提、攪拌浸提、轉(zhuǎn)動(dòng)浸提和逆流浸提。

固定浸提原料靜止不動(dòng)，保持了鮮花組織不受損失，有利于提高產(chǎn)品的香氣質(zhì)量，不足之處是生產(chǎn)效率較低。轉(zhuǎn)動(dòng)浸提是我國目前普遍使用的浸提方式，但其僅使用于花瓣較厚的進(jìn)口原料。逆流浸提生產(chǎn)效率高，但是設(shè)備復(fù)雜，投資較大，維修也有較大難度。

影響浸提效果的因素有:浸提劑的種類、浸提溫度、浸提時(shí)間、浸提次數(shù)等。選擇正確的浸提劑尤為重要，不僅要考慮芳香原料成分和產(chǎn)品質(zhì)量要求，并按'相似相溶'原則選擇最適宜的溶劑，而且要考慮所選溶劑必須無高沸點(diǎn)殘留物。如在蘋果香精萃取中，異戊烷對(duì)低級(jí)醇類回收率高于其他萃取溶劑。

壓榨法

壓榨法一般用于柑橘類植物精油提取，其最大特點(diǎn)是生產(chǎn)過程可以在室溫下進(jìn)行，確保產(chǎn)品質(zhì)量，使其香氣逼真。目前在我國香料生產(chǎn)企業(yè)中常用的壓榨法主要有整果冷磨法和螺旋壓榨法兩種。其中后者是最常用的現(xiàn)代化生產(chǎn)設(shè)備。

謝練武等進(jìn)行了水蒸氣蒸餾和壓榨法比較實(shí)驗(yàn)，提取柑橘香精油的結(jié)果表明，利用壓榨法生產(chǎn)的香精油，出油率較低，為1.0%-1.6%，但氣味佳，其香氣更接近于天然鮮橘果香，色澤為淡黃色液體，壓榨后的殘?jiān)钥捎盟魵庹麴s法提取得到部分橘油。如若使用低成本、低能耗、一般效率的工藝路線來提取柑橘香精油，建議采用壓榨法生產(chǎn)。但是壓榨法操作復(fù)雜，出油率低，不適于工業(yè)推廣。

1.4、吸收法

吸收法生產(chǎn)天然香料原理與浸提法相似，只是吸收法采用非揮發(fā)性溶劑或固體吸附劑。吸收法加工溫度低，芳香成分不易破壞，產(chǎn)品香氣質(zhì)量最佳。因此，在天然香料的生產(chǎn)中，對(duì)于一些芳香成分容易釋放，香氣強(qiáng)的茉莉花、蘭花、橙花等名貴花朵，可以采用吸收法加工，生產(chǎn)一些受歡迎的高檔香料。

吸收法生產(chǎn)天然香料主要有兩種形式，非揮發(fā)性溶劑吸收和固體吸附吸收法。

結(jié)晶法

冷凍結(jié)晶法利用低溫冷凍方法使精油中某些化合物呈固體狀結(jié)晶析出，然后將固體物與其他液體成分分離，從而得到較純產(chǎn)品。結(jié)晶提取分離技術(shù)污染小，但是需要多次純化才能達(dá)到所需產(chǎn)品要求，生產(chǎn)效率低。

新興提取分離技術(shù)

分子蒸餾

分子蒸餾是一種新興的分離提純技術(shù)，在高真空條件下對(duì)高沸點(diǎn)、熱敏性物料液液分離的有效方法，特點(diǎn):操作溫度低、真空度高、受熱時(shí)間短、分離程度及產(chǎn)品收率高。其操作溫度遠(yuǎn)低于物質(zhì)常壓下沸點(diǎn)溫度，且物料被加熱時(shí)間非常短，不會(huì)對(duì)物質(zhì)本身造成破壞，因此廣泛應(yīng)用于化工、醫(yī)藥、輕工、石油、油脂、核化工等工業(yè)中，用于濃縮或純化高分子量、高沸點(diǎn)、高粘度物質(zhì)及熱穩(wěn)定性較差有機(jī)化合物。工業(yè)化分子蒸餾裝置可分為三種:自由降膜式、旋轉(zhuǎn)刮膜式和機(jī)械離心式。

超臨界C02萃取技術(shù)

超臨界流體萃取是一種較新的萃取技術(shù)，是由萃取和分離兩部分組合而成的。具有在較低的溫度下操作、效率高、溶劑易分離等特點(diǎn)，同時(shí)用CO2作萃取劑，萃取過程不發(fā)生化學(xué)變化、不燃燒、無味、無臭、無毒、安全性高、價(jià)廉易得、不造成環(huán)境污染。

目前在天然香料生產(chǎn)中主要用于啤酒花萃取和少數(shù)名貴植物香料的萃取。印度科技研究所申請(qǐng)專利用超臨界C02提取茉莉花香料。

目前，超臨界流體萃取的實(shí)際應(yīng)用還很有限，主要是設(shè)備投資費(fèi)用大，設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)缺乏，設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足，這就需要加強(qiáng)超臨界流體萃取方面的基礎(chǔ)研究，建立更加可靠、更加通用的分析模型，以便發(fā)揮其優(yōu)勢。

微波輔助萃取技術(shù)

微波輻射誘導(dǎo)萃取植物性天然香料是工業(yè)微波應(yīng)用的新成就。該技術(shù)在食品萃取工業(yè)和化學(xué)工業(yè)上的應(yīng)用研究雖然起步只有短短幾年的時(shí)間，但發(fā)展很快。微波萃取技術(shù)與現(xiàn)有其它的萃取技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)勢，微波萃取可有效地提取物料中的有用成分;反應(yīng)或萃取快、產(chǎn)率高;省時(shí)，對(duì)萃取物具有高選擇性;低耗能、溶劑用量少、生產(chǎn)線組成簡單、節(jié)省投資;無污染。研究表明該技術(shù)也存在不足之處，如Kang研究表明哄在微波對(duì)香精油的萃取工藝中，其成品的組成是不穩(wěn)定的，對(duì)于揮發(fā)性成分來說，微波萃取能夠更快捷、更安全地將其提取，而揮發(fā)性成分則隨萃取時(shí)間延長而逐步散失。

2.4、加速溶劑萃取

加速溶劑萃取是近年發(fā)展起來的萃取方法，是通過提高溫度和增加壓力來進(jìn)行有機(jī)溶劑的自動(dòng)萃取。在1995年，Richter等提出的一種全新的萃取方法。已被美國環(huán)保局選定為推薦的標(biāo)準(zhǔn)方法。與其它萃取方法相比具有溶劑用量少、快速、基體影響小、效率高、選擇性高的優(yōu)點(diǎn)。目前主要用于分析、藥物、食品等領(lǐng)域，在天然產(chǎn)物提取中應(yīng)用較少，需要進(jìn)一步的研究發(fā)展。

2.5、超聲提取法

超聲提取技術(shù)是利用超聲波產(chǎn)生的強(qiáng)烈空化效應(yīng)、機(jī)械振動(dòng)、高的加速度、乳化、擴(kuò)散、擊碎和攪拌作用，增大物質(zhì)分子運(yùn)動(dòng)頻率和速度，增加溶劑穿透力，從而加速有效成分進(jìn)人溶劑，促進(jìn)提取的進(jìn)行。超聲波提取法具有提取時(shí)間短、產(chǎn)率高、條件溫和等優(yōu)點(diǎn)。現(xiàn)在超聲波提取主要用于食品行業(yè)及中藥有效成分的提取，有廣闊的應(yīng)用前景。

2.6、色譜法

色譜法可分為薄層色譜，柱色譜和逆流色譜。天然香料的組分可分為揮發(fā)性和非揮發(fā)性，可根據(jù)組分的性質(zhì)選擇不同的色譜提取分離。對(duì)于揮發(fā)組分，氣相色譜仍然是目前最常用的分離方法。

2.7、其它分離方法

除上述分離方法外，天然產(chǎn)物分離還可以用膜分離、毛細(xì)管電泳法。膜分離技術(shù)是現(xiàn)代分離技術(shù)中重點(diǎn)研究、開發(fā)和應(yīng)用的技術(shù)之一，因其在常溫下操作無相變、能耗低等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于熱敏性物質(zhì)和生物活性物質(zhì)的處理，因而在天然產(chǎn)物有效成份分離提取中有著極廣闊的應(yīng)用前景