花卉，作为大自然孕育的精灵，以其娇艳妩媚、清馨的独特丰姿渲染着整个自然界、点缀着人类社会，给人类家居环境带来生机，是文明时代象征人类和平，关爱的信物。Www.Pinwenba.Com 吧花卉天生色彩斑斓、气味芬芳、气质高雅，其欣赏价值历来被人类所钟爱。花卉不但可以给人视觉感官上的满足，还可以用于深加工，作为食品、医药、化妆品等系列，满足人们饮食、医疗、保健方面的需求。
植物性天然香料是从芳香植物的花、叶、枝、干、根、茎、皮、果实或树脂中提取出来的有机混合物。大多数呈油状或膏状，少数呈树脂或半固态。根据它们的形态常具有精油、浸膏、酊剂、净油、香脂和香树脂等产品。植物性天然香料的含量不但与物种有关，也随着土壤成分、气候条件、生长季节、生长年龄、收割时间、贮运情况而异。
花卉精油是从芳香花卉中提取制得的具有特征香气的油状物质，其香气显示植物原有的特征，如玫瑰油具有优美浓郁的玫瑰香气，茉莉浸膏具有浓郁的茉莉香气。花卉精油具有不含化学色素、不含防腐剂、不含矿物油脂、不含引起过敏的化学成分等特点。它们是许多化合物的混合物，主要成分包括萜烯烃类、芳香烃类、醇类、醛类、酮类、醚类、酯类和酚类等。
我国是世界上香料植物资源最为丰富的国家之一。许多品种的产量已居世界前列，如依兰油、玫瑰精油、薄荷油、桉叶油、山苍子油、桂油、茴油。因此，无论是香料植物资源，还是已形成商品的天然香料的品种和数量，我国已成为天然香料生产大国之一。精油在国内外市场上供不应求且价格相当昂贵，玫瑰花精油和茉莉浸膏是香料中的重要贸易品种，主要用于香精香料工业、食品及日用化工。芳香花卉的香料提取是增加附加值的有效途径，仍然具有相当大的开发潜力。
第一节 天然香料产品形态与传统工艺概述
天然植物香料的加工产品，依据不同的特殊加工工艺而有不同的产品形态。就芳香花卉而言，产品通常有精油、浸膏、酊剂、净油、香脂等形式。
1.精油
通常是指用水蒸气蒸馏、压榨、冷磨或干馏从香料植物中提取得到的含香物质的制品。这些制品，在常温下呈液态。通常将“精油”的精字省去。例如玫瑰精油，可以简称为“玫瑰油”，柠檬精油简称为柠檬油。
以压榨或冷磨法生产的柑橘属精油含有较多的萜类。采用冷冻、减压蒸馏法、选择性溶剂萃取法或分馏－萃取联用法，将精油中所含的单萜或倍半萜烯类物质全部或部分除去，所得的精油称为除萜精油，简称除萜油。通过除萜，提高或改进某些精油在高浓度乙醇中或某些食用有机溶剂的溶解度，并使之用于低浓度乙醇加香，使其可用于水体系；提高或改进某些精油的主要香气或香味；防止某些精油在贮藏时产生酸败气息或生成树脂状聚合物。
采用一定的方法去除有害成分，不补入或少补入一些其他物质，使其香气天然品相近似，称这种精油为重组精油
2.浸膏
从广义上说，是指用挥发性溶剂浸提香料植物组织所得到的提取液，经蒸发浓缩回收溶剂后，得到的膏状物质称为浸膏。
浸膏的特点：在大多数情况下，浸膏中含有相当数量的植物蜡、色素、叶绿素、糖类等杂质，通常还含有部分溶剂和水分。
有代表性的产品如茉莉浸膏、晚香玉浸膏、桂花浸膏、树苔浸膏、白兰花浸膏、啤酒花浸膏等。
3.净油
用乙醇萃取浸膏或香树脂、香脂以及含香蒸馏水的萃取液，经冷冻处理，滤去不溶于乙醇的物质，然后在减压下低温蒸发回收乙醇，所得的产物统称为净油。
净油可分为：浸膏净油、香树脂净油、香脂净油和含香蒸馏水净油。
4.酊剂
用一定浓度的乙醇在室温下浸提天然香料所得的乙醇浸出液，经过滤澄清的制品，统称为冷法酊剂；用一定浓度的乙醇在加热条件下浸提天然香料所得的乙醇浸出液，经过滤澄清的制品，统称为热法酊剂。
5.香脂
用脂肪冷吸法将某些鲜花中的香气成分吸收在纯净无臭的脂肪内，这种含有香气成分的脂肪，称之为香脂。利用该法加工的原料多数是化学成分容易释放、香势强的茉莉花、兰花、橙花、水仙、晚香玉等名贵花卉。
必须指出，随着科学技术的发展，在近现代的生产方法中，产生和发展了一些新的生产方法。如分子蒸馏、超临界萃取、传统方法与超临界技术的结合等，在精油与浸膏的生产上能够获得更高的得率和更好的产品品质。
第二节 精油的理化性质
精油是由多种类型成分组成的混合物，所含成分比较复杂，一种精油中常常含有几十种到上百种化学成分。按化学结构可将精油分为萜类、芳香族、脂肪族及其含硫含氮化合物四大类。
一、精油化学组成
1.萜类化合物
精油中的萜类成分组成的混合物，所含成分比较复杂，其中含氧衍生物多具有较强的生物活性和特异的芳香气味，是挥发油的主要组成成分。根据碳原子骨架中碳的个数来分类，有单萜、倍半萜、二萜、三萜、四萜之分。香花精油中较常见且含量较多的成分有香茅醛、香叶醇、香茅醇、芳樟醇和橙花醇等，结构式如下。
2.芳香族化合物
精油中的芳香族化合物成分含量仅次于萜类，存在相当广泛。精油中的芳香族化合物的来源大致有两类：一类是萜类衍生物，如百里香草酚、孜然芹烯、α-姜黄烯等。另一类是苯丙烷衍生物，其结构多具有C6-C3骨架，如桂皮油中的桂皮醛，八角茴香油中的茴香醚，丁香油中的丁香酚、香兰素等。
3.脂肪族化合物
精油中也常存在某些小分子脂肪族化合物，包括烃、醇、醛、酮和酯等。例如甲基正壬酮在鱼腥草、黄柏果实及芸香精油中存在，正庚烷存在于松节油中，正葵烷存在于桂花的头香成分中。一些精油中还常含有小分子醇、醛及酸类化合物，如异戊醛存在于柑橘、柠檬、香茅、薄荷、桉叶等精油中，正壬醇在陈皮精油中，异戊酸在啤酒花、迷迭香等精油中。
4.含硫含氮化合物
含氮和含硫类化合物在天然植物性香料中存在及含量都很少，如橙花油及茉莉中含有邻氨基苯甲酸甲酯，茉莉及腊梅中含有吲哚，茶叶中含有2－乙酰基吡咯，花生中含有2-甲基吡嗪和2，3-二甲基吡嗪等。虽然它们含量很少，但由于气味极强，所以不可忽视。
二、精油的理化性质
1.精油的物理性质性状
精油在常温下大多为无色或微黄色的透明液体，有些含有薁类或其他色素而呈特别的颜色，如麝香草油呈红色，桂皮油呈棕黄色或棕色；精油大多数具有香气或特殊气味，有辛辣味灼烧的感觉，呈中性或酸性，其气味往往是精油品质优劣的重要标志；精油在低温时常有固体物质析出，称为“脑”，如薄荷脑、樟脑等，析出结晶后的油称为“脱脑油”。
溶解性
精油难溶于水，易溶于石油醚、乙醚、氯仿、油脂等亲脂性有机溶剂中，能完全溶解于无水乙醇，而在低浓度乙醇中只能部分溶解。因此药典规定了精油在醇中的溶解度可以检查挥发油的纯度。精油在水中只能溶解极少量，溶解的主要是含氧化合物，能使水溶液具有该精油特有的香气和生物活性，医药上常用这一性质来制备芳香水剂，如薄荷水。
物理常数
精油是由多种成分组成的混合物，无确定的物理常数。但由于各精油的组成基本稳定，故相对而言其物理常数有一基本范围。挥发油的沸点一般在70~300℃之间，可以随水蒸气而蒸馏；精油多数比水轻，也有比水重的，相对密度在0.85~1.065之间；由于大多含有不对称碳原子，精油几乎均有光学活性，比旋光度在+97°~177°范围内；具有强的折光性，折射率在1.43~1.61之间，这是精油质量鉴定的重要依据。
挥发性与不稳定性
精油对光、空气、热等较为敏感，长时间与空气、光线接触会逐渐氧化变质，使其原有香味丧失，颜色变深，相对密度增加，并能形成树脂样的物质，不能随水蒸气蒸馏。因此，精油应贮存在棕色瓶内，密闭并低温避光保存。精油在常温下挥发而不留任何痕迹，这是精油和脂肪油的本质区别。
2.精油的化学性质
不饱和性质
易被氧化，形成过氧化物。例如松节油在氧化的同时，发生加成反应，形成树脂，生成大分子物质，使油的相对密度增大，颜色加深，并有难闻的臭气，同时油再也不能被水蒸气蒸馏出来。
在有酸存在情况下加热，很不稳定，双键易于破裂，环状化合物可以破裂成直链化合物，有时直链化合物也能环化。
可与卤素，卤化氢酰氯、N2O3等产生加成反应，加成物具有一定的熔点、溶解度和颜色。利用这种性质，可以分离和精制某些化合物，亦可鉴定某些化合物。
呈色反应
由于各种精油的化学组成成分不同，找不出共同的呈色反应试剂，经验证明，凡具有丙烯基的化合物与间苯三酚和浓HCl作用，可呈现红色。
第三节 精油的提取方法
精油的化学组成十分复杂，以萜类及其衍生物为主，也含有芳香族化合物，但它们共同点是都具有挥发性，都可以随水蒸气一起蒸馏出来，因原料来源不同、原料的部位不同，方法也不同，所以可根据挥发油的不同性质来选择加工提取设备，常用的方法有水蒸气蒸馏法、溶剂提取法、压榨法、吸附法、超临界萃取法等，花卉精油提取常用的方法有蒸馏法、溶剂提取法、压榨法和吸收法4种。
一、蒸馏法
1.蒸馏原理
将液体溶液加热至沸腾，液体便汽化，由于溶液中各组分的挥发性不同，即蒸汽压不同，产生的气相与液相组成便不同，易挥发的组成较多地进入气相，而难挥发组分则较多的留在液相，于是，由原来单一的液体溶液分成接触的浓度不同的气液两相，这样便实现了组份的初步分离。
2.蒸馏方法
蒸馏法根据设备不同，可分为共水蒸馏法和水蒸气蒸馏法两种。
共水蒸馏
共水蒸馏是将植物粗粉加水浸泡后，直接加热蒸馏出水和精油，冷却后，分离出精油。
优点：该方法简单方便；缺点：原料直接受热易使精油的某些成分分解并使部分原料焦化，从而影响精油的质量。
水蒸气蒸馏
水蒸气蒸馏是将植物粉碎后放入蒸馏器中，通入水蒸气，精油随水蒸气一起馏出。水蒸气蒸馏是目前应用最广泛的一种方法，适用于挥发性的、水中溶解度不大的成分的提取。
水蒸气蒸馏的工艺条件：原料在蒸馏锅中的装载高度为80%，有些原料在蒸后会膨胀，应适当装的低些，有些原料在蒸后会迅速收缩，应装得高些。在蒸锅顶上要留有适当水油混合蒸汽的盛气部位，以防料顶原料进屋鹅颈和冷凝器。装料要装得均匀，对鲜花或干花这类的装料以松散为宜，对破碎后的粉粒状原料要装得均匀和松紧一致。按蒸锅容量计，常取5%~10%的馏出速度，对含醛较多的精油应加快馏出速度，任何蒸馏方式，开始要慢，以后应逐渐增大，防止突然增大。在生产中按理论得率蒸出90%~95%作为蒸馏结束时间，组织松散，破碎的原料蒸馏时间短。在蒸馏过程中采用适当加压可缩短蒸馏时间。蒸馏开始后，首先从蒸锅、鹅颈和冷凝器中驱出不凝空气，驱出速度宜慢，水油混合蒸汽完全冷凝成馏出液，并继续在冷凝器中冷却，直至室温，再进入油水分离器。
优点：该方法设备简单，容易操作，成本低。Boutekedjiret等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的馏出温度，而且可防止分解或变质；缺点：由于操作温度较高会引起精油中热敏性化合物的热分解和易水解成分的水解。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，从而出现了加压串蒸、连续蒸馏、带复馏柱蒸馏以及涡轮式快速水蒸气蒸馏等形式。
连续式水蒸气蒸馏：随着精油用量越来越大，原料种植面积的扩大，现有的加工能力不能满足大工业生产上的需要，如果增加间歇式的小蒸馏设备，会增加生产成本，加上精油生产季节性强，使用率低，增加设备的同时也会增大精油的损耗，再加上间歇式蒸馏设备多是手工操作，劳动强度大，不符合现代化工业要求，因此采用连续式蒸馏设备，就可以克服上述缺点。可利用机械方法投料和排渣，增大原料投入数量，使精油产量不断提高。
连续式蒸汽蒸馏主要优点：操作过程机械化，减轻了加料和卸料的劳动强度，使工时消耗缩短到1/3~1/5。加工原料的水量消耗减到1/4~1/5。精油得率高，一般可增加0.08%~0.025%；与间歇式蒸馏法相比，精油品质高，几乎不需要重新精制。节省设备费用和日常修理费用，降低生产成本。改善了操作人员的工作条件。
3.影响因素
水蒸气蒸馏的影响因素包括蒸馏速率、装载密度及蒸馏终点的判断等。水蒸气蒸馏法的蒸馏速度，一般控制在每小时馏出液的数量保持在蒸馏锅容积的5%~10%。质地松散或已破碎的原料，馏出速度可小些；对含醛成分较多的原料，如香茅、肉桂等则应加快馏出速度。在蒸馏开始阶段的10min内，馏出速度应慢，以排出锅内空气，随后逐渐增大到工艺所需的馏出速度，终点前10min，应增大馏出速度，目的是把残留在锅内的油水混合蒸气尽快排出。
装载密度是指单位容积所装载的原料的数量，即每升装多少克原料。不同种类的植物原料进行水蒸气蒸馏有其最适的装载密度。一般芳香植物的装载密度在0.2~0.4之间，花草类在0.2左右，如薰衣草0.20~0.25。合适的装载密度，才会有利于蒸汽的均匀穿透和上升。
水蒸气蒸馏过程中，馏出液中精油的含量呈现出少—多—少的变化。理论上蒸馏终点应是总精油量不再随蒸馏时间延长而增加时，但在实际生产上，一般达到理论得率的90%~95%时就可结束蒸馏。通常鲜花、鲜叶、质地松散或经充分粉碎的原料蒸馏时间短些；质地坚硬或未粉碎的原料蒸馏时间长些。当蒸馏过程中，馏出液上的油珠由大变小，呈现“油花”时，即认为达到了蒸馏终点。
有些精油含水溶性杂质较多，可将初次蒸馏液重新蒸馏，盐析后再用低沸点有机溶剂萃取。
二、溶剂提取法
1.溶剂提取法原理
是根据“相似相溶”原理进行的，通过选择适当溶剂将原料中的化学成分从原料中提取出来。化合物亲水性和亲脂性程度的大小与其分子结构直接相关，一般来说，两种基本母核相同的成分，其分子中官能团的极性越大或极性官能团数目越多，则整个分子的极性就越大，表现亲水性强，而亲脂性就越弱。常见溶剂的极性度强弱顺序可表示如下：石油醚﹤二硫化碳﹤四氯化碳﹤三氯乙烯﹤苯﹤二氯甲烷﹤氯仿﹤乙醚﹤乙酸乙酯﹤丙酮﹤乙醇﹤甲醇﹤乙腈﹤水﹤吡啶﹤乙酸。
用低沸点有机溶剂如乙醚、石油醚等连续回流提取或冷浸提取，提取蒸馏或减压蒸馏除去溶剂即可得粗制精油。某些花经常采用这种方法来制备香料，如：白丁香花、木兰花、金合欢花、桂花、紫罗兰花、栀子花、白兰花、茉莉花等。
2.浸提的一般工艺流程
装料浸提浸出液澄清分离除去水及杂质有机浸液过滤常压蒸馏搅拌减压蒸馏黏稠浸液无水乙醇搅拌溶解搅拌减压蒸馏浸膏微加热溶解冷却，过滤滤液常压蒸馏减压蒸馏净油
3.浸提、浓缩的工艺条件及有关因素
原料的装载量装载高度一般为浸提容器的70%，装载的原料要和溶剂有一个最大的接触面积，以确保最好的传质效率，固定浸提最好分格装载。
料液比溶剂应盖没料层，一般为1∶4~1∶5。
浸提温度最常用的室温，浸提温度适当提高，浸出率也会显著提高。浸提温度对溶剂渗透和精油扩散速率也有影响。
浸提时间达到理论提取得率的80%~85%，即可完成浸提。
真空浓缩对含热敏性成分的浸提液，必须减压浓缩，真空度选择在80~83kPa，加热温度保持在35~40℃，再减压浓缩近一半时，以120~150r/min速度进行搅拌为宜，至浓缩为粗膏状。
净油的制备在浸提过程中，大量植物蜡溶入溶剂，用95%以上乙醇除蜡，乙醇用量为浸膏量的12~15倍，在室温下过滤，除去的蜡要用乙醇洗至基本无香，滤液再在0℃下冷冻2~3h，减压过滤。除蜡后的溶液浓缩到原浸膏量的3倍，浓缩真空度为73~79kPa，当乙醇蒸发完时，提高真空度到93kPa，蒸发在水浴上进行，温度控制在45~55℃，但有时超过65℃，浓缩过程中也要搅拌，以加快乙醇的蒸发，至净油中乙醇残留量不大于0.5%。
4.溶剂提取法的优缺点
优点：该方法提取精油与水蒸气蒸馏比较，精油得率高，成分组成基本一致，溶剂便于回收，是提取精油的一种较理想的方法。缺点：一方面该法成本较高，有机溶剂容易挥发，易燃，必须严格注意生产安全；另一方面，该法提取的精油含杂质较多，必须进一步精制。
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