天然香料的提取分离技术
一、天然香料的提取分离技术
1、水蒸气蒸馏法
在植物性天然香料生产中，水蒸气蒸馏是最常用的一种技术，该方法特点是设备简单容易操作、成本低、产量大。
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、紫罗兰金和欢等一些鲜花），绝大多数芳香植物均可以用水蒸气蒸馏方法生产精油。
水蒸气蒸馏法生产精油主要有如下三种形式：水中蒸馏、水上蒸馏和水气蒸馏。水中蒸馏加热温度一般为95C左右，植物原料中的高沸点芳香成分不易蒸出；另外在直接加热方式中易出现糊焦现象。
水上蒸馏和水气蒸馏不适于易结块和细粉状的原料，但这两种蒸馏法生产出的精油质量较好；水气蒸馏在工艺操作上对温度和压力的变化可自行调节，生产出的精油质量最佳，但其设备条件要求较高，需要附设锅炉，适于大规模生产。
此外，加热方式、蒸汽速度、操作压力、操作温度等因素对出油率均有影响。
Bou tek edj iret 等[n1采用蒸馏的方法对迷迭香精油进行提取，研究表明在各种蒸馏
方式中以水蒸气蒸馏操作最为简单，不但可降低香料成分馏出温度，而且可防止分解或变质。
但是，水蒸气蒸馏也存在一定的缺点，邱琴等[21进行了水蒸气蒸馏与超临界C02提取的对比实验，结果表明:水蒸气蒸馏法提取过程时间长、温度高、系统开放，其过程易造成热不稳定及易氧化成分的破坏及挥发损失，对部分组分有破坏作用。
基于水蒸气蒸馏存在的问题，人们开始致力于改进蒸馏设备。出现了加压串蒸、连续蒸馏、带复馏柱蒸馏、以及蜗轮式快速水蒸气蒸馏等形式。
由上海轻工设计院设计的双柱式连续蒸馏装置，日处理原料为40到60t ，使用效果良好，Phineas 对蒸馏装置进行改进，减少了水溶性组分的挥发损失，而且降低了能耗，减少了废弃物对环境的污染，兼顾了经济效益和环境保护。
2、浸提法
浸提法是用挥发性的有机溶剂将植物原料中的芳香成分浸取出来，使之溶解到有机溶剂中，然后蒸去溶剂。其特点是可以不加热、在低温下进行、除了挥发性组分外，还可以提取其中重要的、不挥发生性成分。
因此，多用于鲜花、树脂以及香豆、枣子等的浸提加工。
工业上主要有四种浸提方式：固定浸提、搅拌浸提、转动浸提和逆流浸提。固定浸提原料静止不动，保持了鲜花组织不受损失，有利于提高产品的香气质量，不足之处是生产效率较低。
转动浸提是我国目前普遍使用的浸提方式，但其仅使用于花瓣较厚的进口原料。逆流浸提生产效率高，但是设备复杂，投资较大，维修也有较大难度。影响浸提效果的因素有：浸提剂的种类、浸提温度、浸提时间、浸提次数等。选择正确的浸提剂尤为重要，不仅要考虑芳香原料成分和产品质量要求，并按“相似相溶”原则选择最适宜的溶剂，而且要考虑所选溶剂必须无高沸点残留物。
如在苹果香精萃取中，异戊烷对低级醇类回收率高于其他萃取溶剂。日本新近开发一种萃取溶剂，该溶剂内含有柠檬酸、乳酸及磷酸组合体，应用时需把它与极性溶剂混和，极性溶剂包括乙醇、丙二醇、乙二醇及1,3 一丁二醇。经其处理过的液态提取物在减压、低温条
件下进行蒸汽蒸馏、浓缩即可收集得到香料。
不同香料有最佳浸提条件，如丁香有机溶液最佳浸提条件为：6%丁香粉溶于31.8%乙醇
溶液中，在700C 温度下水浴 6 h ；桂皮水溶液最佳浸提条件为： 5.6%桂皮粉溶于水溶液中，在7090 温度下水浴7h 。
浸提剂的去除是浸提法较难解决的问题，蒸馏一萃取装置使萃取剂的作用量大幅度减少，较好地解决了在除去溶剂过程中损失致香成分的问题。
3、压榨法压榨法一般用于柑橘类植物精油提取，其最大特点是生产过程可以在室温下进行，确保产品质量，使其香气逼真。
目前在我国香料生产企业中常用的压榨法主要有整果冷磨法和螺旋压榨法两种。其中后者是最常用的现代化生产设备。
谢练武等[5] 进行了水蒸气蒸馏和压榨法比较实验，提取柑橘香精油的结果表明，利用压
榨法生产的香精油，出油率较低，为1.0〜1.6%，但气味佳，其香气更接近于天然鲜橘果香，色泽为淡黄色液体，压榨后的残渣仍可用水蒸气蒸馏法提取得到部分橘油。
如若使用低成本、低能耗、一般效率的工艺路线来提取柑橘香精油，建议采用压榨法生产。但是压榨法操作复杂，出油率低，不适于工业推广。
4、吸收法吸收法生产天然香料原理与浸提法相似，只是吸收法采用非挥发性溶剂或固体吸附
剂。
吸收法加工温度低，芳香成分不易破坏，产品香气质量最佳。因此，在天然香料的生产中，对于一些芳香成分容易释放，香气强的茉莉花、兰花、橙花等名贵花朵，可以采用吸收法加工，生产一些受欢迎的高档香料。
吸收法生产天然香料主要有两种形式，非挥发性溶剂吸收和固体吸附吸收法。常用的吸
附剂有活性炭、氧化铝、硅酸、分子筛、XAD-4树脂和多孔聚合物(Porapak-Q and R,Chromosorb 100,Tenax-GC、TA等)，尤其是易脱附的XAD-4树脂和Tenax-GC -应用最广。
多孔吸附树脂对极性较小的有机分子有强吸附作用，主要用于头香制备。近十年来，大孔吸附树脂逐渐用于天然产物分离纯化中。
吸收法的不足之处在于吸附剂吸附容易小，当处理量大时需耗用大量吸附剂，吸附剂需要再生也给生产过程连续化，自动化操作带来一定困难。
5、结晶法冷冻结晶法利用低温冷冻方法使精油中某些化合物呈固体状结晶析出，然后将固体物
与
其他液体成分分离，从而得到较纯产品。结晶提取分离技术污染小，但是需要多次纯化才能达到所需产品要求，生产效率低。
二、新兴提取分离技术
1 、分子蒸馏分子蒸馏是一种新兴的分离提纯技术，在高真空条件下对高沸点、热敏性物料液液分离的有效方法，特点：操作温度低、真空度高、受热时间短、分离程度及产品收率高。
其操作温度远低于物质常压下沸点温度，且物料被加热时间非常短，不会对物质本身造成破坏，因此广泛应用于化工、医药、轻工、石油、油脂、核化工等工业中，用于浓缩或纯化高分子量、高沸点、高粘度物质及热稳定性较差有机化合物[6.7] 。工业化分子蒸馏装置可分为三种：自由降膜式、旋转刮膜式和机械离心式。
该技术自20世纪30年代出现以来，得到了世界各国的重视。至20世纪60年代，分子
蒸馏技术在国外得到了规模化工业应用。
我国对分子蒸馏技术研究起步较晚，20 世纪80 年代末期，国内相关单位对国外分子蒸馏设备进行仿制制造，推动了该技术在国内各行业领域深人应用，并取得工业化应用的突破，其中天津大
