天然香料及生产提取技术

天然香料及生产提取技术第1页，共88页，2023年，2月20日，星期六

2.6吸收法生产香脂

2.7超临界萃取方法

2.8微波辐照诱导萃取法

2.9超声波提取方法

2.10膜分离技术第2页，共88页，2023年，2月20日，星期六2.1动物性天然香料

2.1.1麝香

a）来源

雄麝香鹿的生殖腺分泌物

b）采集

切取香囊经干燥或活麝鹿刮香。

c）性状

呈暗褐色粒状或白色结晶，恶臭。第3页，共88页，2023年，2月20日，星期六d）成分

主要芳香成分是仅占2%左右的饱和大环酮——麝香酮，其化学结构为:

名称：3—甲基环十五酮e）用途

最珍贵的香料之一，作为高级香水香精的定香剂。第4页，共88页，2023年，2月20日，星期六2.1.2灵猫香a）来源

雌雄灵猫的香囊分泌的粘稠状物质

b）采集

切取香囊或刮香

c）性状

新鲜的灵猫香为淡黄色流动物质，历久凝成褐色膏状物。恶臭。

第5页，共88页，2023年，2月20日，星期六d）成分

主要香成分为仅占3%左右的不饱和大环酮——灵猫酮，其化学结构式为:

名称：9—环十七烯酮e）用途

灵猫香香气比麝香更为优雅，常作高级香水香精的定香剂。作为名贵中药材，它具有清脑的功效。第6页，共88页，2023年，2月20日，星期六2.1.3海狸香a）来源

雌雄海狸的梨状腺囊内的白色乳状粘稠液。

b）采集

捕杀海狸后切取香囊。

c）性状

新鲜的海狸香为乳白色粘稠物，经干燥后为褐色树脂状。

第7页，共88页，2023年，2月20日，星期六d）成分

主要香成分为含量4～5%的结构式不明的结晶性海狸香素。1977年瑞士化学家在海狸香中分析，鉴定出海狸香胺等含氮香成分，其化学结构式为:

e）用途

主要用于东方型香精的定香剂。第8页，共88页，2023年，2月20日，星期六

2.1.4龙涎香a）来源

产自抹香鲸的肠内，一般认为是抹香鲸吞食多量海中动物体而形成的一种结石由鲸鱼体内排出，漂浮在海面上或冲上海岸。

b）采集

在海洋上拾起龙涎香块，经熟化后即为龙涎香料。第9页，共88页，2023年，2月20日，星期六c）性状

龙涎香为灰色或褐色的蜡样块状物质。由抹香鲸体内新排出的龙涎香香气较弱，经海上长期漂流自然熟化或经长期贮存自然氧化后香气逐渐增强。第10页，共88页，2023年，2月20日，星期六d）成分

主要香气成分是龙涎香醇，其化学结构式为:

e）用途

具有微弱的温和乳香动物香气，其香品质最为高尚，是配制高级香精的优良定香剂。第11页，共88页，2023年，2月20日，星期六2.2植物性天然香料2.2.1概述

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。

提取方法有4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——制取香脂第12页，共88页，2023年，2月20日，星期六2.2.2芳香成分a)萜类化合物萜烯的定义：含异戊二烯的链状或环状烯烃类。通式为：(C5H8)n命名如下：

异戊二烯个数（n）萜烯类别

1半萜

2单萜

3

倍半萜4

二萜

第13页，共88页，2023年，2月20日，星期六例：

月桂烯（单萜烯）

香茅醇（萜醇）

松节油中的蒎烯（含量80%左右）；薄荷油中的薄荷醇（含量80%左右）；山苍子油中的柠檬醛（含量80%左右）；桉叶油中的桉叶油素（含70%左右）；樟脑油中的樟脑（含50%左右）均为萜类化合物。第14页，共88页，2023年，2月20日，星期六b）芳香族化合物

在植物性天然香料中，芳香族化合物的存在仅次于萜类。例玫瑰油中含苯乙醇（2.8%左右）、苦杏仁油中含苯甲醛（80%左右）、肉桂油中含桂醛（80%左右）、茴香油中含茴香脑（80%左右）、丁香油中含丁香酚（80%左右）。第15页，共88页，2023年，2月20日，星期六结构式如下：

苯乙醇苯甲醛桂醛茴香脑丁香酚第16页，共88页，2023年，2月20日，星期六c）脂肪族化合物脂肪族化合物在植物性天然香料中也广泛存在，例如茶叶中含有少量的顺—3—已烯醇，由于它具有青草的青香，所以也称为叶醇；在芳香油中含有70%左右的甲基壬基甲酮，俗称为芸香酮；在茉莉油中含有65%左右的乙酸苄酯，结构式如下：

第17页，共88页，2023年，2月20日，星期六d）含氮、含硫化合物含量极少，气味极强。例:

二甲基噻吩（存在于洋葱）第18页，共88页，2023年，2月20日，星期六2.3水蒸气蒸馏法生产精油2.3.1生产方法

——适用于挥发性和芳香气味的植物。水蒸气蒸馏方法分3种形式：第19页，共88页，2023年，2月20日，星期六

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。第20页，共88页，2023年，2月20日，星期六

d）水的作用

3种作用：水散作用、水解作用和热力作用。水的作用过程如下：原料表面润湿→水分子向细胞组织中渗透→水置换精油或微量溶解→精油向水中扩散→形成精油与水的共沸物→精油与水蒸气同时蒸出→冷凝→油水分离→精油。第21页，共88页，2023年，2月20日，星期六2.3.2生产设备水上蒸馏设备：第22页，共88页，2023年，2月20日，星期六

a）蒸馏器：简易单锅蒸馏、加压串联蒸馏、连续蒸馏。

加压串联蒸馏第23页，共88页，2023年，2月20日，星期六b）冷凝器：

盘式列管式第24页，共88页，2023年，2月20日，星期六c）油水分离器：

轻油油水分离器、重油油水分离器第25页，共88页，2023年，2月20日，星期六2.3.3工艺要求a）装料应均匀、松散要一致，避免“短路”，“穿洞”现象。一般装料系数为70～80%。

b）加热开始缓慢加热应维持0.5～1h，然后逐渐加大热源，维持正常蒸馏速度。

c）蒸馏终点

当蒸出总精油量的90～95%时，就作为蒸馏结束的时间。第26页，共88页，2023年，2月20日，星期六e）冷凝

大多数要求冷却到室温，鲜花类精油宜冷却到室温以下，对粘度大，沸点高、容易冷凝的精油，一般保持在40～60C。

f）油水分离

馏出液在油水分离器中的动态分离时间以30～60min为宜。

g）粗油精制

直接粗油和水中粗油，都要分别进行净化精制处理。净化精制过程包括澄清、脱水和过滤3个步骤。第27页，共88页，2023年，2月20日，星期六2.3.4.生产过程水蒸气蒸馏法生产精油工艺流程图：第28页，共88页，2023年，2月20日，星期六2.3.5.精油生产实例A）.玫瑰油（Roseoil）植物原料：玫瑰的品种非常多，但能用于生产精油的只有少数几种。其中包括中国甘肃盛产的苦水玫瑰，北京、山东、河南盛产的重瓣玫瑰，属蔷薇科，落叶灌木。生产方法：常压回水式水中蒸馏法，得油率0.04％左右。第29页，共88页，2023年，2月20日，星期六工艺条件：

装料要求：鲜花采摘后在2h内加工处理，每

1m3蒸馏器加入30Kg玫瑰鲜花，120Kg清水。

蒸馏速度：每1h蒸出蒸馏器容积10%的蒸馏液。

蒸馏时间：2h

间歇放油：每30min放油一次。第30页，共88页，2023年，2月20日，星期六工艺流程：水中蒸馏器冷凝油水分离回流粗油澄清除水过滤玫瑰油玫瑰花清水第31页，共88页，2023年，2月20日，星期六主要成分：

有香茅醇、香叶醇、橙花醇、苯乙醇、芳樟醇、金合欢醇、丁香酚、丁香酚甲醚、玫瑰醚、橙花醚、玫瑰呋喃等。主要用途：

在多种花香型香水、香皂、化妆品的香精中起主香剂和协调剂作用，也可用于糖果、烟草香精中。第32页，共88页，2023年，2月20日，星期六B）肉桂油

植物原料：中国肉桂树的树皮

生产方法：常压直接蒸馏。得油率1－2%。

工艺条件：装料要求：

装料量为160~180Kg/m3蒸馏锅。

蒸馏速度：按每1m3蒸馏锅针，

每1~4h时馏出液量为1l/min，第

5l时为1.2l/min。

馏出时间：自开始馏出液起为5h。

间歇放油：前1~2h，每30min放油1次。后

3~5h，每1h放油1次。第33页，共88页，2023年，2月20日，星期六生产工艺：

第34页，共88页，2023年，2月20日，星期六理化性质：深棕色液体，具有温暖辛香，甜而持久。相对密度1.045~1.072，折射率1.572~1.585，旋光度-20~00。全溶于同体积的95%乙醇中。

主要成分：肉桂醛（含80~90%）、乙酸肉桂酯、水杨醛，丁香酚、香兰素、苯甲醛、肉桂酸、水杨酸等。

主要用途：在东方型、木香型香精中应用效果甚好。第35页，共88页，2023年，2月20日，星期六C）八角茴香油植物原料：八角茴香果

生产方法：常压、直接蒸汽蒸馏。鲜果得油率2~3%，干果得油率8~12%。生产工艺：参照肉桂油

理化性质：无色至淡黄色液体。具有大茴香辛香香气。相对密度0.980~0.984，折射率

1.553~1.558，旋光度

-2°~+1°。全溶于1.5倍体积的

90%乙醇中。凝固点15~19℃。第36页，共88页，2023年，2月20日，星期六主要成分：大茴香脑（含80%左右）、大茴香醛（含8%左右）、桉树脑、芳樟醇、松油醇。

主要用途：少量用于食品、日用品香精中，主要还是用于合成大茴香醛、大茴香醇等香料。第37页，共88页，2023年，2月20日，星期六2.4浸提法生产浸膏、酊剂

2.4.1浸提原理

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：第38页，共88页，2023年，2月20日，星期六2.4.2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。第39页，共88页，2023年，2月20日，星期六2.4.3浸提方式及设备

a)固定浸提

b)搅拌浸提

c)转动浸提

d)逆流连续浸提第40页，共88页，2023年，2月20日，星期六2.4.4工艺要求

a)装料

物料不可太大，要使物料与溶剂有最大的接触面；料层不可太厚，要有利于溶剂的渗透和精油的扩散；对固定、搅拌、逆流浸提，装料系数为60~70%，对转动浸提为80~90%。

第41页，共88页，2023年，2月20日，星期六b)物料与溶剂比

固定、搅拌浸提一般为1:4~1:5(Kg/l)

转动浸提一般为1:3~1:3.5(Kg/l)

逆流浸提一般为1:4(Kg/l)

c)浸提温度

浸提温度提高，则浸出率增大，但浸提选择性差，杂质增多。

第42页，共88页，2023年，2月20日，星期六d)浸提时间

浸提时间的长短主要取决于原料品种和原料组织情况，工业生产中一般达到平衡时理论得率的80~85%即停止浸提。e)浸液浓缩

两步蒸馏法（常压、减压）第43页，共88页，2023年，2月20日，星期六

2.4.5工艺过程a)浸膏生产工艺过程:

第44页，共88页，2023年，2月20日，星期六b)净油制备工艺过程:

浸膏除植物蜡等杂质第45页，共88页，2023年，2月20日，星期六c)残渣处理

残渣中含有大量有机溶剂。第46页，共88页，2023年，2月20日，星期六2.4.6浸膏实例茉莉浸膏的生产a)植物原料：茉莉花b)生产方法：平转式逆流连续浸提。浸膏

得率为0.24~0.26%c)工艺条件装料要求：平转式浸提连续加花量800kg/h物料配比：茉莉花:石油醚=1kg:4L

第47页，共88页，2023年，2月20日，星期六浸提温度：室温浸提转速：平转式为128r/min浸提时间：平转式浸提为96min/次浸提浓缩：先常压蒸馏回收溶剂，降至室温过滤，再在40℃、80KPa条件下进行真空浓缩得到粗茉莉浸膏。第48页，共88页，2023年，2月20日，星期六脱醚制膏：向粗膏中加入浸膏量5%的无水乙醇，搅拌溶解，再经减压蒸馏除去乙醇—石油醚混合液，得到茉莉浸膏。花渣处理：用直接水蒸汽法回收花渣中的石油醚及少许茉莉精油。第49页，共88页，2023年，2月20日，星期六d)工艺流程第50页，共88页，2023年，2月20日，星期六e)理化性质:

黄绿色或浅棕色膏状物。具有茉莉鲜花香气。熔点46~52℃。酸值<11，酯值>80，净油含量60%左右。f)主要成分：苄醇、乙酸苄酯、茉莉内酯、茉莉酮等。g)主要用途：广泛用于各种花香型香水、香皂和化妆品香精中，是茉莉香精的主香剂。第51页，共88页，2023年，2月20日，星期六2.5压榨法生产精油2.5.1特点及分类a)特点:生产过程在室温下进行，确保精油的香气逼真。b)分类:第52页，共88页，2023年，2月20日，星期六2.5.2传统生产法a)整果挫榨法

生产工艺流程：第53页，共88页，2023年，2月20日，星期六

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↓↓悬浮物微量水第54页，共88页，2023年，2月20日，星期六2.5.3近代生产法

a)工艺要求:

①原料的浸泡：清水浸泡浸泡剂浸泡（一般用石灰水）②装料③喷淋④过滤⑤离心分离⑥静止分离⑦精油除萜，减压蒸馏，乙醇萃取第55页，共88页，2023年，2月20日，星期六b)整果冷磨法

生产工艺流程如下：第56页，共88页，2023年，2月20日，星期六c)螺旋压榨法生产工艺流程：第57页，共88页，2023年，2月20日，星期六2.5.4生产实例平板磨桔法生产甜橙油a)植物原料：甜橙整果。b)生产方法：整果平板磨桔法。冷磨整

果得油率为0.35~0.37%。

第58页，共88页，2023年，2月20日，星期六c)理化性质:

冷磨甜橙油为桔黄色液体，具有甜橙果香。相对密度0.844~0.849，折射率1.47~1.475，旋光度+95°~+97°。蒸馏甜橙油相对密度0.840~0.846，折射率1.471~1.473，旋光度+95°~+96°56‘第59页，共88页，2023年，2月20日，星期六

d)主要成分:

d—柠檬烯（含90%左右）。结构式为：

e)主要用途：

主要用于调配饮料、食品和烟草香精。

AAA第60页，共88页，2023年，2月20日，星期六2.6吸收法生产香脂生产特点和方式

生产特点：加工过程温度低，芳香成分不易破坏，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。第61页，共88页，2023年，2月20日，星期六

2.6.1非挥发性溶剂吸收法a)温浸法工艺流程如下：第62页，共88页，2023年，2月20日，星期六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。第63页，共88页，2023年，2月20日，星期六工艺流程：第64页，共88页，2023年，2月20日，星期六

2.6.2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。第65页，共88页，2023年，2月20日，星期六工艺流程：AAA第66页，共88页，2023年，2月20日，星期六2.7.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。第67页，共88页，2023年，2月20日，星期六2.7.1.超临界状态（以CO2为例）第68页，共88页，2023年，2月20日，星期六

2.7.2.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。第69页，共88页，2023年，2月20日，星期六2.7.3.工艺流程：AAA第70页，共88页，2023年，2月20日，星期六2.8微波辐照诱导萃取法2.8.1工作原理

微波辐照过程是微波射线自由透过对微波透明的萃取介质，到达植物物料的内部维管束和腺胞系统。由于吸收微波能，物料内部温度突然升高，在天然物料的维管束和腺胞系统升温更快，保持此温度直至其内部压力超过细胞壁第71页，共88页，2023年，2月20日，星期六膨胀的能力，细胞而破裂。位于细胞内的香料物质从细胞壁自由流出，传递转移至萃取介质周围，在较低的温度被萃取介质捕获并溶解其中。第72页，共88页，2023年，2月20日，星期六2.8.2特点：

1).具有反应的高效性和强选择性；

2).提取率高，质量优，萃取时间短；

3).操作简便、副产物少、产物易分离提纯

4).操作成本低，减少原料预处理费，对环境无害。

第73页，共88页，2023年，2月20日，星期六2.8.3实验步骤1).物料切碎，便于吸收微波能。2).选用对微波透明的或部分透明的萃取剂接触物料。3).物料与萃取剂混和，置于微波发生器接受辐照。4).从萃取相分离出残渣。5).回收萃取物。AAA第74页，共88页，2023年，2月20日，星期六2.9.1超声波

超声波的频率范围：10-210-41102104106108次声可听声特超声频率超声2.9超声波提取方法第75页，共88页，2023年，2月20日，星期六

应用：（1）测量：

测量声学（2）金属探伤：超声波的穿透能力很强，能透过几米厚的金属，利用超声波的穿透能力和反射，可以制成超声波探伤仪，探查金属内部的缺陷。（3）医学：超声波诊断、碎石、除垢。（4）农业：处理种子。

（5）军事：仿生----蝙蝠的超声定位系统，用仅几克重的超声定位器代替几十吨重的无线电定位器----雷达。

（6）化学反应与分离：声化学--加快反应速度或破坏植物的细胞膜。

第76页，共88页，2023年，2月20日，星期六2.9.2超声空化（与光的性质一样）特点：波长短、束射性强、易于聚焦集中能量。超声空化：液体中的微小泡核在超声波作用下被激活，表现为泡核的振荡、生长、收缩及崩溃等一系列动力学过程（类似于激光）。第77页，共88页，2023年，2月20日，星期六

声空化效应：液体声空化的过程是集中声场能量并迅即释放的过程。空化泡崩溃时，极短时间在空化泡周围的极小空间内，产生5000K以上的高温和大约5Kpa的高压，温度变化率高达K/s，并伴生强烈的冲击波和时速达400km的射流（伸