香料及提取工艺

1、第七章 香料及提取工艺7.1 概述广义上，凡是能被嗅觉和味觉感觉出芳香气息或滋味的物质都属于香料。多种香料人工调配所制成的混合物则为香精。香精（香料）作为一种重要的成分被添加在配方中，具有遮盖原料异味、吸引消费者注意、使人心情愉悦、抗菌和抗氧化等多方面功能。并且在近年来逐渐衍生出一种以其为基本媒介的维护生理健康和保健的方法，即芳香疗法。化妆品也由于与香精（香料）的密不可分有时又被称为香妆品。7.1 概述动物腺囊等器官或其分泌物中采集从植物的花、叶、果、籽、茎、皮、跟或树脂中分离出7.1 概述单离香料：利用物理或化学方法从天然香料中分离提取出某一芳香成分。合成香料：从石油或煤化工原料出发，利用多

2、步化学合成反应制备某种芳香物质。单体香料：绝大多数单离香料都可通过有机合成的方法制造出来。半合成香料：从单离香料或天然香料出发，通过化学反应制得其衍生物。调和香料：将数种乃至数十种天然香料和单体香料按照一定配比调和成具有某种香气或香型和一定用途的香料混合物。这一调和过程称为调香。1. 麝香2. 灵猫香3. 海狸香 4. 龙涎香7.2.1 动物性天然香料的提取植物性天然香料是从芳香植物的花、草、叶、枝、根、茎、皮、果实或树脂提取出来的有机物的混合物。按其形态和制法，可分为精油、浸膏、酊剂、净油、香脂和香树脂。由于其主要成分都是具有挥发性和芳香气味的油状物，是植物芳香的精华所在，故称为精油。7.2

3、.2 植物性天然香料的提取7.2.2 植物性天然香料的提取提取方法有5种： a）水蒸气蒸馏法制取精油 b）压榨法制取精油 c）浸提法制取浸膏和酊剂 d）吸收法制取香脂 e）超临界萃取法制取精油7.2.2 植物性天然香料的提取精油或压榨油：通过水蒸气蒸馏法、超临界萃取法和压榨法得到的挥发性油状香料。浸膏：采用挥发性溶剂得到的半固体膏状物。酊剂：某些芳香动植物原料经乙醇浸提后，其有效成分溶于其中形成澄清溶液。香脂：用非挥发性酯类溶剂吸收植物中的芳香成分得到的混溶物。净油：将浸膏或香脂用高浓度乙醇溶解后滤去植物蜡等固体杂质，再蒸除乙醇后所得的浓缩物。去萜精油：将其中的萜烯和半萜烯除去后再使用。水蒸气

4、蒸馏法生产精油 除在沸水中主要成分易溶、水解或分解的植物原料外，绝大多数芳香植物均可适用，特别是植物的叶、茎、皮、种子、草、苔等原料。该法具有设备简单、操作容易、成本低、产量大的优点，与压榨法相比，适合于生产耐热性香料。7.2.2 植物性天然香料的提取7.2.2 植物性天然香料的提取水蒸气蒸馏方法分3 种形式：a）水中蒸馏 设备简单，但易结焦、结块，对含酯类的品种，易发生水解作用，故不宜采用。b）水上蒸馏 设备稍复杂，但可减少水解作用。c）水气蒸馏 设备多，设备条件要求高，宜于大规模生产，产品质量最好。7.2.2 植物性天然香料的提取压榨法生产精油即利用手工或机械压榨方法从柑橘类果皮中采集精油

5、的方法。这类精油中含90%以上萜烯及其衍生物，对热不稳定，易于发生氧化、聚合等反应而使精油变质，因而需低温处理。a) 特点: 生产过程在室温下进行，确保精油的香气逼真。7.2.2 植物性天然香料的提取b) 分类:7.2.2 植物性天然香料的提取传统的生产方法属于手工操作，小规模生产，生产效率低，但常温加工，精油气味好。近代生产方法工艺技术已成熟，可实现绝大部分生产过程的自动化。传统生产法a) 整果挫榨法 生产工艺流程：7.2.2 植物性天然香料的提取 b) 海绵吸收法 生产工艺流程如下：桔皮水洗水泡装料转动挤压海绵吸收挤出油液过滤澄清分离桔类精油 悬浮物 微量水7.2.2 植物性天然香料的提取

6、 近代生产法 a) 工艺要求: 原料的浸泡：清水浸泡 浸泡剂浸泡（一般用石灰水） 装料 喷淋 过滤 离心分离 静止分离 精油除萜，减压蒸馏，乙醇萃取7.2.2 植物性天然香料的提取b) 整果冷磨法 生产工艺流程如下： 7.2.2 植物性天然香料的提取c) 螺旋压榨法 生产工艺流程：7.2.2 植物性天然香料的提取浸提法生产浸膏、酊剂浸提法亦称萃取法（固液萃取习惯称为浸取或浸提，液液萃取习惯称为萃取），是用挥发性有机溶液将原料中某些成分浸提出来。其特点是：浸提过程一般不须加热；既可提取挥发性成分，也可提取不挥发性成分。其生产的产品为：由于浸提法在较低温度下进行，因此适合于在热不稳定和高沸点成分含

7、量高、使用水蒸气蒸馏法收率低的场合使用，且低温浸提有利于保持芳香成分的原有香气。7.2.2 植物性天然香料的提取溶剂选择 原则：无毒、安全、溶解能力强、选择性好。 a) 毒性小，安全性好； b) 沸点低，易回收； c) 应不溶于水，否则会稀释； d) 无色无味，化学稳定性好； e) 溶解芳香成分的能力强，选择性好。7.2.2 植物性天然香料的提取a) 浸膏生产工艺过程:7.2.2 植物性天然香料的提取b) 净油制备工艺过程: 浸膏除植物蜡等杂质7.2.2 植物性天然香料的提取 c) 残渣处理 残渣中含有大量有机溶剂。7.2.2 植物性天然香料的提取吸收法生产香脂生产特点：加工过程温度低，芳香成

8、分不易破坏，产品香气质量最佳。但手工操作多，生产周期长，生产效率低。生产方式有两种：非挥发性溶剂吸收法和固体吸附剂吸收法。前者得到被芳香成分所饱和的脂肪油脂，即香脂，可直接用于高级化妆品，或再用乙醇提取；后者需用石油醚等将固体吸附剂吸附的芳香成分洗脱，再蒸除溶剂得到精油。7.2.2 植物性天然香料的提取非挥发性溶剂吸收法a) 温浸法 工艺流程如下：7.2.2 植物性天然香料的提取b) 冷吸收法 以茉莉香脂生产为例 植物原料：茉莉花 生产方法：冷吸收法，采用猪油2份与牛油1份 混合制得的脂肪基。 主要成分：乙酸苄酯等。 主要用途：膏状香脂、高级化妆品香料。7.2.2 植物性天然香料的提取工艺流程

9、：7.2.2 植物性天然香料的提取 固体吸附剂吸收法 以大花茉莉精油的制备为例。 植物原料：大花茉莉花 生产方法：活性炭吸收法，石油醚洗 涤解附。 主要成分：乙酸苄酯等。 主要用途：高级化妆品香料。7.2.2 植物性天然香料的提取工艺流程： 7.2.2 植物性天然香料的提取超临界萃取方法它是利用超临界条件下的流体作为萃取剂，从液体或固体中萃取出特定成分，以达到某种分离目的的技术。所谓超临界流体，即处于临界温度、临界压力以上的流体。超临界流体的特点：（1）具有气体的特点，粘度小，传质快.（2）具有液体的特点，密度接近液体，萃取容量大。7.2.2 植物性天然香料的提取使用物理的或化学的方法从天然香

10、料中分离出的单体香料化合物称为单离香料。单离方法（1）利用天然香料中不同成分物理性质的差异实施分离，如分馏、冻析、重结晶。（2）利用相对简单的可逆化学反应将带有特定官能团的某一组分转化为易于分馏的中间产物，将其分离提纯出来后再利用逆向反应使其复原为当初的芳香化合物。7.2.3 单离香料的生产单离方法：1）物理方法-分馏、 冻析、 重结晶 （挥发度）（凝固点）（溶解度）2）化学方法-硼酸酯法、酚钠盐法、亚硫酸氢钠加成法 （醇） （酚） （醛）7.2.3 单离香料的生产 硼酸酯法、酚钠盐法、亚硫酸氢钠加成法的反应原理及工艺流程2-甲氧基-4-烯丙基苯酚（1）酚7.2.3 单离香料的生产（2）醇3,

11、7-二甲基-1,6-辛二烯-3-醇7.2.3 单离香料的生产（3）醛3,7-二甲基-6-辛烯醛7.2.3 单离香料的生产7.3 典型的合成香料 合成香料实际上包括来自于化工原料经一系列化学合成反应制得的全合成香料和从单离香料出发经化学反应制得的半合成香料。这些合成香料有的自然界本来就有，有的自然界中根本就不存在。同天然香料相比，它们结构明确，产品质量稳定，原料来源丰富且价廉，产量大，成本低，极大地弥补了天然香料的不足，更好地满足了消费市场各方面各层次的需求。目前已达5000多种，常用的有200多种，成为香料工业的主导。 7.3 典型的合成香料半合成香料主要来源于从农林加工产品中提取的精油和油脂

12、，具有独特的品种和品质及工艺过程的经济性，也是香料的重要组成部分。 全合成香料的原料来源于煤化工产品和石油天然气化工产品，品种非常丰富。在合成香料的生产工艺方面，由于品种多且产量相对小，故大多采用小规模间歇生产；在工艺选择、生产设备、贮存运输等方面需考虑到合成香料的光敏、热敏、易氧化性及挥发性等问题。 7.4 调香天然香料由于其产量、价格、品种、有时还包括品质等方面的原因，很少直接用于加香产品；而合成香料都是单体香料，其香气单调，也不能直接满足产品加香的需要。为了使产品具有与某种天然产物相同或相近的香气，有时为了制造芳香设计师理想中的香气，必须按一定的原则将多种香料，包括天然的和人造的（单离、

13、合成和半合成的）香料，组成在一起，得到的调和香料（即香精）才用于加香。这种将多种香料调合配制成香精的过程即调香。香精 调香 香气分类(1) 香气的分类：克拉克（Crockor）分类法 1949年克拉克和狄龙发表香名录, 将“香”分为芳香（Fra-grant）、酸臭（Acid）、焦臭（Burnt）和脂臭（Caprylic）4个基本类型。香气的强度用数字来表示，以1为最弱，以8为最强，其用法是：7.4.1 概述7.4.1 概述（2）香气的强度香气的强度可以从定性和定量两个方面进行描述。香气强度的定性分类 a.特强。稀释至万分之一时，能相当嗅辩者。b.强。稀释至千分之一时，能相当嗅辩者。c.平。稀释

14、至百分之一时，能相当嗅辩者。d.弱。稀释至十分之一时，能相当嗅辩者。e.微。不稀释时，能相当嗅辩者。 香气强度的定量表示 香气强度常用阈值，亦称榄限值或最少可嗅值表示。阈值的测定，可以采用空气稀释法，阈值的单位用每1m3空气含有有香物质的量（g/m3或mol/m3）表示。 阈值也可以采取水稀释法测定。单位采用百万分之一（ppm）、十亿分之一（ppb）或万亿分之一（ppt）浓度单位表示。阈值愈小，表示香气愈强；阈值愈大，表示香气愈弱。例如3-甲基-2甲氧基吡嗪在水中的阈值为3ppb，3-甲基-6-甲氧基吡嗪为15ppb。7.4.1 概述7.4.1 概述（2）香精的类别从香精的用途来看，可简单地将

15、其分为食用香精（具体又有食品用、烟用、酒用、药用等）、化妆品用香精、洗涤及卫生用品用香精、饲料用香精、橡塑制品及其它化工产品（如油漆涂料、皮革、纸张、油墨等）用香精。但某种香精适合在哪方面应用，则与其性质（包括安全性）、形态、香型、来源、成本等多种因素有关。 7.4.1 概述（2）香精的类别从物理形态和性质上看，香精有的溶于水（或醇-水溶液），有的溶于油脂或有机溶剂；有的是粉末状的固体，有的被加工为乳剂形式。这些自然同香精的固有性质及加工工艺有关，继而也影响着香精的应用。 7.4.1 概述根据香精形态分类 根据香精存在的形态可作如下分类。 （a） 水溶性香精水溶性香精所用的天然香料和合成香料必

16、须能溶于醇类溶剂中，常用的溶剂为4060的乙醇水溶液。丙醇、丙二醇、丙三醇等亦可代替乙醇作溶剂，在水溶性香精中使用。水溶性香精广泛应用于果汁、汽水、果冻、果酱、果子露、冰激凌、烟草和酒类中。在香水、花露水、化妆水等化妆品中也不可缺少。 (b) 油溶性香精油溶性香精时由所选用的天然香料和合成香料溶解在油性溶剂中配制而成。油性溶剂分2类：一类是天然油脂，常用的有花生油、菜子油、芝麻油、橄榄油和茶油等；另一类是有机溶剂，常用的有苯甲醇、甘油三乙醇酯等。也有的油溶性香精不外加油性溶剂，由香料本身的互溶性配制而成。7.4.1 概述(c)乳化香精在乳化香精中，除含少量的香料、表面活性剂和稳定剂外，起主要组

17、分是蒸馏水。乳化香精中常用于起乳化作用的表面活性剂有单硬脂酸甘油酯、大豆磷脂、山梨糖醇酐脂肪酸酯、聚氧乙烯木糖醇酐硬脂酸酯等。果胶、明胶、阿拉伯胶、琼脂、淀粉、海藻酸钠、羧甲基纤维素钠等。它们在乳化香精中可以起乳化稳定剂和增稠剂的作用。 7.4.1 概述（d）粉末香精粉末香精大体上可分为固体香料磨碎混合制成的粉末香精、粉末状担体吸收调和香料制成的粉末香精和有赋形剂包覆香料而形成的微胶囊粉末香精3种类型。粉末香精广泛应用于香粉、香袋、固体饮料、固体汤料、工艺品、毛纺品中。7.4.1 概述（2）香精的香型由于香气类型千差万别，人的感觉又因人而异，尚无法对香气做出统一的分类。以香料生产行业较为公认的

18、一些香气分类法（如Roberts法、Givandan法等）为基础，结合香精香料应用场合，一般对香精按其香型作出如下分类： 7.4.1 概述（2）根据香精香型分类（a）花香型香精。这类香精大多是模仿天然花香调和而成。如玫瑰、茉莉、铃兰、白兰、水仙、橙花、葵花、郁金香、紫罗兰、薰衣草等。（b）非花香型香精。这类香精也大多是模仿天然实物调配而成。例如檀香、蜜香、皮革香、麝香、松林香、薄荷香等。（c）果香型香精。果香型都是模仿果实的气味调配而成。例如桔子、柠檬、香蕉、苹果、梨子、草莓、樱桃、甜瓜等。（d）酒用香型香精。如柑桔酒香、朗姆酒香、杜松酒香、苦艾酒香、白兰地酒香、威士忌酒香等。7.4.1 概述

19、（e）烟用香型香精。如蜜香、薄荷香、可可香、马尼拉香型、哈瓦那香型。（f）食品用香型香精。咖啡、可可、巧克力、奶油香、奶酪香、杏仁香、胡桃香、坚果香、焦糖香、脂味香、肉味香。（g）幻想型香精。这类香精是在模仿型香精的基础之上，调香师根据丰富的经验和美妙的幻想而创造的香型。这类香精往往有一个优雅抒情的称号。例如素心兰、黑水仙、古龙、微风、骑士、白衣人、吉普赛少女。7.4.1 概述7.4.2 调香的方法和工艺 调香是一个生产过程，同时也是一个艺术创作过程；它以天然或合成香料为原料，将其调配成预定的或想象中的香气。随着人类文明程度和生活水平的提高，人们对香氛的要求向着更高雅、更自然、更健康的方向发展

20、，因此对调香提出了更高的挑战。 7.4.2 调香的方法和工艺下面，就来了解一下这一过程具体是如何进行的。（1）香气的感觉及香精的配方组成从给人的感觉来看，一剂香精释放出的香气先后有三种不同的情形：头香，体香和基香。它们是由不同的香料成分形成的。头香：最初片刻所感到的香气，一般是由挥发度高，香气扩散力较好的香料所构成。体香：中段主体香气，体现一剂香精的最主要香气特征，具有中等程度的挥发度。基香：尾香，是香精的头香和体香挥发后最后残留下的香气，挥发度一般很低，香气保留持久，相当于定香剂。7.4.2 调香的方法和工艺根据香料在香精配方中所起的作用，一剂香精配方中的香料主要包括： 主香剂： 构成香精的

21、主体香气，主香剂的用量最大。有的香精的主香剂只有一种香精，如调合橙花香精：橙叶油主香剂，但往往是用多种至数十种作主香剂。如玫瑰香精：香叶醇、香茅醇、苯乙醇等数种香料作主香剂。7.4.2 调香的方法和工艺 调香剂（协调剂）用以调和主香剂的香味，使其香气更加突出而又不过分刺激。香料的香型与主香剂型相类似，使主香剂香气更加显得香，其用量较少。 修饰剂（变调剂）其作用是弥补香气上的某种不足，香型与主香剂不属于同一类型。使用少量即可奏效的暗香成分，其作用是使香精变化格调，使其别具风韵。 定香剂（也称保香剂）其作用是使香精中各种香料成分挥发均匀，防止快速蒸发，使香精香气更加持久。7.4.2 调香的方法和工艺7.4.2 调香的方法和工艺（2）香精配方拟定的过程 首先，在明确所要配制的香精的香型和香韵的前提下，根据具体应用目的，选择出相应的头香、体香和基香的香料。然后用主香剂的香料配制出香精的主体部分香基。再根据所得香气的实际情况加入使香气更加浓郁的调香剂，使之更加美妙的修饰剂，使之更加持久的定香剂，以及有必要时，加入使人一嗅倾心的顶香剂。 （3）香精的生产工艺过程香精可加工成液态（包括溶液）、乳液型，或固态粉末状。分别在不同的加香产品中应用。有的液体香料可直接加工