1、2018/9/15,1,第13章 香料、食用色素,2018/9/15,2,本章内容,思考题,课堂设问,第一节 香 料 第二节 食用色素的提取,2018/9/15,3,第一节 香料,1. 香料及分类 2. 天然香料的生产品类 3. 单离香料的生产 4. 动、植物天然香料的获取方法（1）动物性天然香料的获取（2）植物性天然香料的获取 （3）天然香料提取、生产方法,2018/9/15,4,一、香料及分类,香料是一种能被嗅觉嗅出香气或味觉尝出香味的物质，是配制香精的原料。香料是精细化学品的重要组成部分，它是由天然香料、合成香料和单离香料3个部分组成。其分类见如下列表。,动物性天然香料,植物性天然香料,
2、单离香料,合成香料,天然香料,人造香料,香料,2018/9/15,5,（1）动物性天然香料 动物性天然香料是动物的分泌物或排泄物。动物性天然香料有十几种，能够形成商品和经常应用的只有麝香、灵猫香、海狸香和龙诞香4种。（2）植物性天然香料 植物性天然香料是用芳香植物的花，枝、叶、草、根、皮、茎、籽或果等为原料，用水蒸气蒸馏法、浸提法、压榨法、吸收法等方法，生产出来的精油、浸膏、配剂、香脂、香树脂和净油等，例如玫瑰油、茉莉浸膏、香荚兰酊、白兰香脂、吐鲁香树脂、水仙净油等。（3）单离香料 使用物理的或化学的方法从天然香料中分离出来的单体香料化合物称为单离香料。例如，在薄荷油中含有7080的薄荷醇，用
3、重结晶的方法从薄荷油中分离出来的薄荷醇就是单离香料，俗名为薄荷脑。,2018/9/15,6,再如，在山苍籽油中含有80左右的柠檬醛，用精密分馏的方法可得到粗柠檬醛，然后用亚硫酸氢钠法进行纯化，即可得到精制的柠檬醛，这种柠檬醛即为单离香料。由于从天然精油中分离出来的单离香料，绝大多数用有机合成的方法可合成出来，因此，单离香料与合成香料，除来源不同外，并无结构上的本质区别。 （4）合成香料 通过化学合成的方法制取的香料化合物称为合成香料。目前世界上合成香料已达5000多种，常用的产品有400多种。合成香料工业已成为精细有机化工的重要组成部分。合成香料的分类方法主要有两种：按官能团分类 (酮类、醇类
4、、酯、内酯类、醛类、 烃类、醚类、脂类、其它香料) 。按碳原子骨架分类 (萜烯类、芳香族、脂肪族类、含氮、含硫、杂环和稠环类、合成麝香类) 。,2018/9/15,7,二、天然香料的生产品类,植物性天然香料的生产方法主要有4种，每种方法生产的产品类: 水蒸气蒸馏法精油；浸提法浸膏、酊剂、净油；压榨法精油；吸收法香脂、精油。1精油（Essential oil）亦称挥发油或芳香油。是一种从芳香植物中提取出来的挥发性油状液体，是植物性天然香料的主要品种，精油的生产是天然香料工业的重要组成部分。精油在化妆品、洗涤用品、食品、烟酒以及其它工业用香精中广泛应用。,2018/9/15,8,2浸膏（Concr
5、ete）是一种含有精油及植物蜡等，呈膏状的香料制品，是植物性天然香料的主要品种之一。芳香植物的花、叶、枝、茎、皮、根、草、果、籽或树脂等，用挥发性有机溶剂浸提（萃取），蒸馏回收溶剂以后，蒸馏残余物即为浸膏。在浸膏中，除含有香成分精油外，尚含有相当数量的植物蜡、色素等，所以在室温下呈深色蜡状。目前最常用的挥发性浸提剂是石油醚。液体二氧化碳、液体丙烷低温临界浸提生产浸膏，是今后的发展方向。浸膏的生产是天然香料工业的重要组成部分。浸膏在化妆品、香水、洗涤剂、食品中均有广泛用途。,2018/9/15,9,3酊剂（Tincture）以乙醇为溶剂，在加热或回流的条件下，浸提芳香植物、植物的渗出物以及动物的
6、分泌物，乙醇浸出液经冷却、澄清、过滤后所得到的制品，统称为酊剂。例如：枣酊、香荚兰酊、黑香豆酊等。4. 净油（Extrait 、Absolute）是一种较纯净的精油。由于在浸膏或香树脂中含有相当数量的植物蜡、色素等杂质，色深质硬不适宜配制高级香精。将它们用乙醇微热溶解，冷却后滤去难溶植物蜡等杂质，滤液经减压蒸馏蒸除全部乙醇溶剂之后，蒸馏残余物即为色浅质纯的净油。,2018/9/15,10,5. 香脂（Pomade）为芳香成分所饱和的油脂称为香脂。用芳香成分特别容易析出的鲜花，使精制的动物油脂在室温下（或加温）逐步被鲜花的芳香成分所饱和，这种生产方法称为冷吸收法（或温浸法）。作为天然香料组成部分
7、的香脂，可直接用于化妆品香精中，也可再用乙醇将芳香成分浸出，分出油脂并蒸除乙醇制成净油后使用。,2018/9/15,11,三、单离香料的生产,天然香料是多种化合物的混合物，将某种化合物从天然香料中分离出来，称为单离。单离取得的香料化合物称为单离香料。单离香料生产方法分为：物理方法(分馏、冻析、重结晶)类 。化学方法(硼酸酯法、酚钠盐法、亚硫酸氢钠加成法)类。,2018/9/15,12,1. 分馏法 分馏过程是从天然香料中单离某一化合物最普遍采用的一种过程。例如从苦樟油中单离芳樟醇，从香茅油中单离香叶醇，从松节油中 单离蒎烯等。分馏法生产的主要设备是填料塔，为防止分馏过程中受热温度过高引起香料组
8、分的分解、聚合、相互作用，故均用减压分馏。2. 冻析法 冻析是利用低温使天然香料中某些化合物呈固体状析出，然后将析出固体状化合物与其它液体状成分分离，从而得到较纯的单离香料。例如从薄荷油中提取薄荷脑，从柏木油中提取柏木脑，从樟脑油中提取樟脑等。,2018/9/15,13,以从薄荷油中单离薄荷脑为例，其工艺过程简单归纳如下：,2018/9/15,14,3. 硼酸酯法 在玫瑰木油中含约80芳樟醇，在檀香木油中含有约80檀香醇，硼酸酯法是从天然香料中单离醇的主要方法之一。硼酸与精油中的醇可以生成高沸点的棚酸酯，经减压分馏，先将精油中低沸点成分回收，所剩高沸点的硼酸酯，经皂化反应使醇游离出来，分离出来
9、的醇再经减压蒸馏即可得到精醇。其反应原理和生产过程简单归纳如下：,2018/9/15,15,4. 酚钠盐法 在丁子香油和丁香罗勒油中，均含有约80丁香酚，要想将丁香酚从精油中单离出来，可采用酚钠盐法。酚类化合物与碱作用生成溶于水而不溶于有机溶液的酚钠盐，将酚钠盐分离出来以后，再用无机酸酸化，酚类化合物便可重新析出。其反应原理和生产过程可以简单归纳如下。（1）反应原理,2018/9/15,16,（2）生产过程,5. 亚硫酸氢钠加成法 在山苍子油中含有约80柠檬醛，在桉叶油中含有约70香茅醛，在桂皮油中含有约70肉桂醛，用分馏的方法只能得80左右的粗醛产品，为了制取精醛产品，常采用亚硫酸氢钠加成法
10、。醛和某些酮类的羰基与亚硫酸氢钠发生加成反应，生成不溶于有机溶剂的磺酸盐晶体加成物。该化合物用碳酸钠或盐酸处理，醛或酮便可重新生成。但含有双键的难与,2018/9/15,17,大量亚硫酸氢钠直接反应时，双键与亚硫酸氢钠发生加成反应，会有稳定的二磺酸盐加成物生成，该二磺酸盐用碱或酸处理不再转变成醛。为防止二磺酸盐加成物生成，故在一般操作时常用亚硫酸钠、碳酸氢钠和水的混合溶液代替亚硫酸氢钠。反应原理和生产过程如下。（1）反应原理,2018/9/15,18,（2）生产过程,2018/9/15,19,四、动、植物天然香料的获取方法,（1）动物性天然香料的获取 （2）植物性天然香料的获取 （3）天然香料
11、提取、生产方法 水蒸气蒸馏法生产精油 （实例一） 浸提法生产浸膏、酊剂 （实例二） 压榨法生产精油,2018/9/15,20,1. 动物性天然香料的获取,天然香料中，动物性香料仅有四种，即麝香、灵猫香、海狸香及龙诞香。自古以来，它们都被视为香料中的珍品，常与酒精配成酊剂使用。（1）麝香（Musk）来源：麝香是雄麝鹿的生殖腺分泌物。麝鹿栖息于中国的云南、青海、新疆、东北各省，印度的北部，中亚高原，蒙古及西伯利亚南部等地，属草食反刍动物。分泌的麝香贮存在它的香囊中。麝鹿来满两岁时。分泌的乳状物，具有不愉快的气味。过了两周岁，开始分泌麝香。随着年龄的增加，其量增大，特别在交配期最多。10岁时，每只麝
12、鹿可采得50克。采集：以往都是捕杀麝鹿，直接切取香囊，晾干，取出囊中粒状麝香保存；或者在热油中浸渍，以生药的形式保存。近年来，我国四川、陕西进行了麝鹿的人工饲养，获得成功。在饲养场里，从活的麝鹿身上采取了麝香。,2018/9/15,21,性状：麝鹿香囊中的麝香晾干后呈暗褐色，颗粒状，具有结晶性，有时析出白色结晶，低温时坚硬，升温时变柔软。溶于水和酒精。粒状麝香具有强烈的不愉快臭味；用酒精稀释成为酊剂，则具有特殊的芳香。鉴别：商品麝香常见的有云南麝香、西藏麝香、尼伯尔麝香、东京麝香（越南）、阿萨姆麝香（印度）等。其中以云南麝香、东京麝香品质最佳。由于珍贵，价高，购买时必须注意可能的伪品。鉴别的方
13、法有三种：a. 以探针刺入囊内（有的带囊出售），取出少许，以唾液在指上擦之，真品细腻而不粘手，能成为长条，有浓烈香气，在水中能溶解60以上。b. 取少许弹于炭火上，真品如人发燃烧，有爆裂声，奇香四溢，残渣成焦黑色；伪品化为白灰。c. 以蘸有阿魏的棉线穿过腺囊，如线上阿魏的臭味不变，即非真品。,2018/9/15,22,成分：麝香的成分主要是麝香酮（Muscone），化学名称为3-甲基环十五酮以及5-环十五烯酮、麝香吡喃、麝香吡啶等十几种大环化合物。,3-甲基环十五酮 5-环十五烯酮 麝香吡喃 麝香吡啶,用途：麝香的香气浓郁，留香持久。在室温时（25），蒸气压只有23微米汞柱，挥发性非常低，多用
14、作高级香料的定香剂。其芳香风味在高级调合香料中是不可缺少的。作为中药，可作兴奋剂、强精剂。,2018/9/15,23,（2）灵猫香（Civet）来源：灵猫香是灵猫性器官附近的小囊（香囊）里积存的分泌物。灵猫又称为麝香猫，栖息于亚洲的印度、缅甸、菲律宾、爪哇、马来西亚、我国的台湾；非洲的埃塞俄比亚、肯尼亚、塞内加尔等地。雌雄灵猫均有囊状分泌腺，可分泌灵猫香。雌性分泌的香气强烈，但不纯物较多，一般不采取。因为亚洲没有为获取灵猫香而进行的饲养，故灵猫香的采取仅限于非洲产的灵猫。非洲灵猫个头相当大，一般成年猫体长约65cm，背长大约30cm，体重达20kg。灵猫性器官近傍的香囊，长约30mm，宽152
15、0mm，形状似肾脏。,2018/9/15,24,性状：灵猫香呈半流体状态，淡黄色，在空气中放置久了，变成褐色。以前，将其装在牛角内，再用皮革包封出售。这样的包装易于酸败，现改用铝制密封罐放在冷、暗处贮存。采集：采取时，将前端为圆形的小木刮勺放入香囊的割口中，刮下灵猫香。每只灵猫一次可采取78g，一年大约可采40次，故每只灵猫年产灵猫香约为300g。成分：灵猫香的主香成分是灵猫酮（Civetone），化学名称为环十七烯-9-酮，其含量约占采摘原品的3.5。同时还含有二氢灵猫酮、6-环十七烯酮、环十六酮等8种大环酮化合物。在灵猫香中，因含有粪臭素和吲哚而有粪便的臭味。当用酒精稀释后，便产生很有魅力
16、的芳香。因此，使用时常配成酊剂或净油。,2018/9/15,25,6-环十七烯酮 环十六酮,用途：与麝香比较，灵猫香更优雅、更柔和，特别为女性所喜爱。常作为高级香水的调香用料，还作为定香剂效果优异。在医药上，一向来用作强精剂、强壮剂，具有清醒头脑、爽快精神的效果。,环十七烯-9-酮 二氢灵猫酮,2018/9/15,26,（3）海狸香（Castreum）来源：海狸香是雌雄海狸香囊内的腺分泌物。海狸生活在加拿大、西伯利亚的河川、湖泊、沼泽地带。加拿大的海狸食针叶树皮，苏联海狸食桦树皮。雌雄海狸在生殖器附近均有两个梨状腺囊（香囊），内藏白色乳状粘稠液即为海狸香。采集：捕杀海狸后，切取香囊后烘干，香囊
17、内的赤褐色树脂状物质就是海狸香。性状：海狸香为白色乳状粘稠液，经干燥后为褐色树脂状。海狸的捕获量以加拿大为最多，海狸香的质量也最优。因食料的不同，加拿大的海狸香略微带有松节油的气味，苏联的海狸香伴有一点革的气味。只有释稀时它们才显现出类似琥珀的芳香。,2018/9/15,27,成分：海狸香的香成分迄今未完全确定。可溶于酒精的树脂状物质约含有4070，含有微量的水杨素、苯甲酸、苯甲醇、安息香酸、对乙基苯酚。还含有结晶性的海狸香素（45）。商业上常制成浸膏、树脂状成品出售。海狸香用在东方型调合香料和其他高级香精中做定香剂。,2018/9/15,28,（4）龙延香（Ambergris）来源：龙诞香是
18、在抹香鲸肠胃内所形成的结石状病态产物，自鲸体内排出，在海上经风吹雨打后，自然成熟的香料。结石的成因还不清楚。龙涎香在非洲、印度、日本、新西兰、苏门答腊等海域发现得较多，以日本和苏联等捕鲸大国的产量为最大。性状：龙涎香一般是无光的灰色或褐、黑色的脂肪状物质，但以在海上飘流、浮游的黄色的品种为最佳品。,采集：从捕获的鲸内取出干燥后的龙涎香多呈黑色。通常单块重达1100kg不等，偶而也得最重的超过500kg。,龙涎香醇,2018/9/15,29,龙诞香与其他动物性香料不同，它没有排泄物臭和刺激臭，而是温和的乳香样香脂气味。大多数在60开始软化，7075oC熔融，比重为0.80.9。未经精制的天然龙涎
19、香质量不好，在高级香料中不能使用，只有长期在海上漂流、浮游、风吹浪打而成熟又无夹杂物的才贵重。龙诞香获取后，经干燥，切成小片，加入乳糖，放在酒精里浸泡，过滤得到的浸液作香原料使用。成分：龙诞香的主要成分是龙涎香醇。其结构如图。此外尚含有羟醛 （C17H32O2）、酮（C13H20O），还有少量琥珀酸、安息香酸及磷酸钙、碳酸钙之类的物质。龙诞香的定香性很强，是优秀的定香剂。长期保存的龙诞香浸液，因龙涎香波氧化而成为挥发性的有香物质(如龙涎香精内酯，二氢-紫罗兰酮等等)，散发出芳香美味。,2018/9/15,30,2植物性天然香料的获取,植物性香料是从有关植物的花、叶、枝干、树皮、果皮、种子以及草
20、、茎各部位取得的。能提取香料的花有玫瑰、茉莉、橙花、薰衣草、水仙、黄水仙、银白金合欢、金合欢、蜡菊、刺柏、依兰、紫罗兰等等，它们多供制造高级化妆品、高级香水使用。能提取香料的叶有马鞭草、桉树叶、香茅、月桂、香叶、橙叶、冬青、广藿香、紫苏、枫茅、岩蔷薇等等。能提取香料的树干有檀香木、玫瑰木、羊齿木、樟脑、芳樟、柏木等等。 能采集香料的植物根或地下茎有欧白芷、岩兰、鸢尾、当归、万莆等等。,2018/9/15,31,能提取香料的树皮有桂皮、中国肉桂等。能提取香料的树脂（植物的分泌物）有吐鲁香脂、秘鲁香脂、安息香、苏合香、岩蔷薇香膏等等。 能从果皮提取香料的果实有柠檬、柑桔，香柠檬、白柠檬等等。能由种
21、子提取香料的籽有香豆、茴香、肉豆蔻、黄葵子（麝香子）、香子兰等等。能提取香料的草类有薰衣草、杂薰衣草、穗薰衣草、薄荷、留兰香、迷迭香、百里香、龙蒿等等。还有橡苔是由苔衣提取的香料。植物性天然香料均是数十种至数百种有机化合物的混合物，例如现已查明在保加利亚玫瑰油中芳香有机化合物多达275种。随着有机分析的进步，查明的有机成分肯定还会增加。,2018/9/15,32,到1977年为止，从天然香料中分离出来的有机化合物已有3000多种。分子结构种类极其复杂，大体上可以分为如下4大类：萜类化合物、芳香族化合物、脂肪族化合物和含氮含硫化合物。萜类化合物广泛存在于天然植物中，它们是构成各种精油的主体香成分
22、。芳香族化合物的存在仅次于萜类。脂肪族化合物在植物性天然香料中虽广泛存在，但其含量和作用一般不如萜类化合物和芳香族化合物。含氮、含硫化合物在天然芳香植物中存在及含量极少，但在肉类、葱蒜、谷物、豆类、花生、咖啡、可可等食品中常有发现。虽然它们属于微量化学成分，但由于气味往往极强，所以不可忽视。,2018/9/15,33,3. 天然香料提取、生产方法,（1）水蒸气蒸馏法生产精油A. 生产方法在植物性天然香料生产方法中，水蒸气蒸馏法是最常用的一种。该方法的特点是设备简单、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、金合欢、风信子等一些鲜花），绝大多数
23、芳香植物均可用水蒸气蒸馏方法生产精油。该法生产精油有3种形式：水中蒸馏、水上蒸馏、水气蒸馏。 其设备如下图示。水中蒸馏 将蒸馏的原料放入水中，使其与沸水直接接触。它适宜于玫瑰花、橙花等用直接水蒸气蒸馏易粘着结块、阻碍水蒸气透入的品种。而对于薰衣草等含酯类的品种，则由于易发生水解作用，故不宜采用。,问题1,2018/9/15,34,水上蒸馏 于蒸馏锅内下部增装一块多孔隔板，原料装于板上，板下面盛水，水面距板有一定距离，水受热而成饱和水蒸气，穿过原料而上升。在蒸馏过程中，使原料与沸水隔离，从而可减少水解作用。水气蒸馏 与水上蒸馏方法基本相同，只是水蒸气来源和压力不同。此方法于锅内不加水，而将锅炉发
24、生的水蒸气通入锅内下部，穿过多孔隔板及其上面的原料而上升，从而达到蒸馏原料量较多的目的。因此，其水解作用小，蒸馏效率高，故用于薰衣草花穗的蒸馏是很适宜的。但其设备条件要求较高，需要附设锅炉，宜于大规模生产。,2018/9/15,35,水蒸气蒸馏法设备图示,2018/9/15,36,2018/9/15,37,水的作用 在水蒸气蒸馏中主要发生3种作用，即水散作用、水解作用和热力作用。水的作用过程简单归纳如下：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 B. 生产设备水蒸气蒸馏法生产设备主要是由蒸馏锅、
25、冷凝器和油水分离器3部分组成。水蒸气蒸馏设备大体上可分为简易单锅蒸馏、加压串联蒸馏和连续蒸馏3种类型。 简易单锅蒸馏设备 简易单锅蒸馏可分为两种情况，即单锅固定式和单锅倾倒式。单锅固定式水蒸气蒸馏设备，适用于水中、水上和水气蒸馏3种方式，并可用直接火或水蒸气两种加热方式。,2018/9/15,38,由于它具有结构简单、制作方便、操作容易、便于移动等特点，故广为采用。例如利用水中蒸馏加工玫瑰花、白兰花和橙花等；利用水上蒸馏加工薄荷、留兰香、薰衣草、香叶天竺葵和山苍子等。采用这种设备加工薰衣草，每次可装鲜料200250kg，每天可蒸馏56锅。,1. 蒸馏锅 2. 冷凝器 3. 油水分离器,水上蒸馏
26、设备,2018/9/15,39,单锅倾倒式水蒸气蒸馏锅其结构形式与固定式近似，仅于蒸馏锅中部增添有旋转轴，蒸馏完毕后，使锅旋转180o而使锅口向下，将蒸锅残渣倾倒入运输斗车内，从而减轻劳动强度，提高设备使用率。单锅倾倒式水蒸气蒸馏锅适用于水上蒸馏法加工香茅草、董衣草、广藿香、香紫苏、树兰花和叶等香料植物。. 加压串联蒸馏设备 加压串联蒸馏设备特别适用于香根草、香茅、甘松、树兰花枝等含高沸点成分而在高温和加压情况下不易变质的香料植物。以香根草为例，采用常压水蒸气蒸馏，蒸馏时间长达72h，得油率为2左右。如果采用加压水蒸气蒸馏，当压力为392kPa时，蒸馏时间可缩短到20h，得油率达4，如果串联3
27、台加压蒸馏设备，生产效率还将大大提高。通常采用24台蒸馏锅为1单元。 其设备装置如图示。,2018/9/15,40,加压串联蒸馏锅,1-加料口；2-出气口；3-压力表；4-锅盖；5-锅体；6-加出料门；7-蒸架；8-锅底；9-喷气筒；10-排行口,问题2,2018/9/15,41,加压串联蒸馏具有以下优点:（a）节约能源。4台1组蒸馏时可节约燃料和冷却水66。（b）提高得油率。较常压蒸馏增加24，较单锅加压增加 9。（c）产品香气比较完善，酸值有所降低。（d）节约设备投资，l组4台串蒸只要1套冷凝器和油水分离器。 . 连续蒸馏设备 连续蒸馏生产植物性精油采用直接水蒸气蒸馏，并连续进出料。这种设
28、备的特点是生产效率高，节省劳力，可改善劳动条件。对于原料来源丰富，产地集中的柠檬草、薰衣草、留兰香、香紫苏、香叶天竺葵、丁香罗勒、薄荷、香茅等产量大的品种特别适宜。,2018/9/15,42,. 冷凝器 目前生产上采用的冷凝器有盘管式、列管和栅状冷凝管3种，其中以盘管式应用较多。制造材料以铝质为佳，也可用白铁皮代替。其设备如右图示。, . 油水分离器亦称分油器，其作用系承接从冷凝器流出的馏出液，然后根据精油与水之间的密度不同而使之相互分离。油水分离器一般采用0.5lmm镀锌铁皮制作，容积一般为蒸馏锅容积的3左右。常用的2种油水分离器设备如下图所示。,2018/9/15,43,油水分离器示意图,
29、2018/9/15,44,C. 工艺要求装料 水蒸气蒸馏法生产精油第l步是加料。装料不好会产生蒸气的“短路”，严重时还会产生料层“穿洞”现象。装料的基本要求是装得均匀，松散要一致，四周应压紧。一般装料体积为蒸锅有效容积的7080。加热 加热热源方式有3种：锅底直接加热、间接蒸气加热和直接蒸气加热。无论采取何种蒸馏方式和加热方式，在蒸馏开始阶段均应缓慢加热，缓慢加热阶段一般应维持0.51h，然后才可以按蒸馏需要，逐渐加大热源，使之维持正常蒸馏速度。蒸馏速度 亦称流出速度，即每1h馏出量。任何一蒸馏方式，在开始阶段，其流速应小些，以后可以逐渐增大。按蒸馏锅容积而论，常取每1h蒸出蒸馏锅容积510的
30、馏出速度。,2018/9/15,45,蒸馏终点 理论上的蒸馏终点，是指所得总精油量不再随蒸馏时间的延长而增加。在水蒸气蒸馏法生产中，当蒸出总精油量的9095时，就作为蒸馏结束时间。蒸馏时间拖得很长，从生产效率和精油质量角度考虑都是无益的。冷凝 在水蒸气蒸馏法生产精油时，精油和水混合蒸气的冷凝，大多数要求冷却到室温。鲜花类精油宜冷却到室温以下。对于粘度大、沸点高、容易冷凝的精油，例如香根油、鸢尾油等冷凝温度一般保持在4060。油水分离 精油和水混合蒸气经冷凝器转变为馏出液，而进入油水分离器。根据精油和水的密度不同，可选择轻油油水分离器、重油油水分离器或轻油重油两用油水分离器。为了加强油水分离的效
31、果，还可采用2个或2个以上的串联油水分离器。一般均采用间歇放油和连续出水的形式。馏出液在油水分离器中的动态分离时间以3060min为宜。,2018/9/15,46,粗油精制 从油水分离出的精油称为“直接粗油”，分出的水液称为馏出水。由于馏出水中含有一些香气质量较好的含氧化合物精油成分，应采取萃取和复馏方法进行回收。从馏出水中回收的精油称为水中粗油。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。直接粗油经净化精制后称为“直接油”，水中粗油经净化精制后称为“水中油”。直接油和水中油混合后，才成为精油产品。,2018/9/15,47,D. 生产过程水蒸气蒸馏
32、法生产精油工艺流程如下图所示。,具有萃取与复馏装置的工艺流程图,1-蒸馏锅；2-冷凝器；3-油水分离器；4-馏出水提取器；5-贮水槽（提后馏出水）； 6-蒸气往复泵；7-高位槽；8-复馏锅；9-冷凝器；10-油水分离器； S-蒸汽；SW-蒸汽冷凝水；O-油；E-提取液；W-冷水,2018/9/15,48,在此工艺流程中，馏出水是采用溶剂一级萃取与复馏相结合的方法。生产工艺流程大体可以归纳如下。,2018/9/15,49,香料提取实例一,1. 樟脑、桉油精的提取 2. 薄荷挥发油的提取与分离 3. 苍术挥发油 4. 芸香草 5. 肉桂挥发油,2018/9/15,50,例一 樟脑、桉油精的提取樟脑
33、、桉油精为樟科常绿乔木樟的木材，主产于台湾、长江以南及西南。樟木具有祛风湿、行气血、利关节的功效，用于心腹胀痛、脚气、痛风、疥癣、跌打损伤。1. 主要化学成分、结构与性质樟木主要含樟脑及芳香性挥发油（名樟油）。樟油减压分馏，可得白油20（bp.160165），其中含1,8-桉叶素2530%，-蒎烯等；赤油24%（hp.210250），其中含黄樟醚，-松油醇等成分。（1）樟脑()-Camphor)：分子式C10H16O，分子量 152.23。菱面结晶（乙醇），mp.179.75，D254143o（C10，乙醇），易升华。在 25，1g溶于约 400mL水，1mL乙醇，1mL乙醚，0.5mL氯仿及
34、0.5 mL苯。,2018/9/15,51,（2）桉油精：异名桉树脑、桉叶素、桉油素、蛔蒿油素、1,8-桉叶素。分子式C10H18O，分子量154.24。无色液体，有相似樟脑的气味， mp.1.5， bp.176177，d25250.9210.923，nD201.4551.460。几乎不溶于水，与乙醇、氯仿、乙醚、冰醋酸及油可混溶。,（3）其他成分：樟木中除含樟脑及芳香性挥发油外，尚含C1625正烷烃，C1723异烷烃，C16、20、22、24、26、28烷醇，多元醇，酮醇及多种脂肪酸等。,2018/9/15,52,2. 主要化学成分提取分离（1）樟脑的提取、分离、精制,2018/9/15,5
35、3,（2）桉油精的提取分离与制备,2018/9/15,54,例二 薄荷挥发油的提取与分离薄荷为唇形科植物薄荷的干燥地上部分。我国南北均产，尤以江苏、江西、浙江产者为著名。薄荷具有宣散风热、清头目、透疹之功效。用于风热感冒、风温初起、头痛、目赤、喉痹、口疮、风疹、麻疹、胸胁胀闷等症的治疗。1. 主要化学成分、结构与性质薄荷鲜茎叶含挥发油约1%，干茎、叶约含1.32%。油中主含薄荷醇，薄荷酮及薄荷酯类。（1）薄荷醇：异名薄荷脑。分子式C10H20O，分子量156.26。薄荷醇为颗粒或结晶，mp.4143，bp.212，d0.890，nD251.458（乙醇）。有薄荷气味，略溶于水，溶于乙醇、氯仿、
36、乙醇和石油醚，易溶于冰醋酸。,2018/9/15,55,（2）薄荷酮：分子式 C10H18O，分子量154.24。左旋体：mp.6， bp.207，d4200.895，nD201.4505， D2024.8o。带薄荷气味，味苦，略溶于水，溶于有机溶剂。右旋体：来自荆芥油等，d1818 0.8950，D2025o。（3）其他成分：叶中尚有苏氨酸、丙氨酸、谷氨酸、天冬酰胺等多种游离氨基酸。,2. 主要化学成分的提取分离（1）薄荷醇的提取分离,2018/9/15,56,方法 1,2018/9/15,57,方法 2,2018/9/15,58,例三 苍术挥发油本品为菊科植物茅苍术或北苍术的干燥根茎中存在
37、的挥发油。茅苍术主产于江苏、湖北、河南等地，以江苏茅山一带所产质量最好，习称“茅术”或“茅山苍术”；北苍术主产于内蒙古、河北、山西、辽宁、吉林等地。苍术具有燥湿健脾，祛风散寒，明目之功效，用于脘腹胀满，泄泻，水肿，风湿痹痛，风寒感冒，雀目夜盲等症。1. 主要化学成分、结构与性质苍术中含丰富的挥发油。茅苍术根茎含挥发油约59%，北苍术根茎含挥发油1.5，油中主要成分为茅苍术醇和-桉叶醇。另含有对-聚伞花素、-瑟林烯等。（1）茅苍术醇：异名苍术螺醇。分子式C15H26O，分子量222。Mp.5960，D2042.2o。（2）-桉叶醇：异名：-桉醇。分子式C15H26O，分子量222 .36。白色针
38、状结晶，mp.7980，D2557.6o（C10.0）。,2018/9/15,59,（3）对-聚伞花素：异名：百里香素，对-伞花烃。分子式C10H14，分子量134.21。液体，bp.177.10，mp.67.94。几乎不溶于水，与乙醇、乙醚可混溶。（4）-瑟林烯：d4200.9910，nD201.5014，D2039.95o。,（5）芳-姜黄烯：d4200.8933，nD201.5014，D202.52o。 （6）其他成分：茅苍术根茎中尚含苍术酮，苍术素，苍术素醇，色氨酸和8个倍半萜糖甙等水溶性成分。,2018/9/15,60,2. 主要化学成分提取分离（1）茅苍术醇与-按叶醇的提取分离与精
39、制,2018/9/15,61,（2）苍术油的提取与纯化,2018/9/15,62,（3）苍术油的分离,2018/9/15,63,例四 芸香草芸香草为禾本科植物芸香草的全草。主产于四川、甘肃、陕西、贵州、云南等地。具有解热、利湿、平喘、止咳之功效。治伤暑感冒、淋病、风湿筋骨酸痛、慢性气管炎等症。1. 主要成分、结构与性质鲜草含挥发油1，主要成分为胡椒酮、蒈烯-4、香叶醇等。（1）胡椒酮：异名辣薄荷酮、薄荷烯酮、洋薄荷酮。分子式C10H16O，分子量152.23。（）：液体，薄荷气味，bp.232235，116118.5/20mm，d4200.9344，D2049.13o，nD201.4848，（
40、）：液体，bp.109.5110.5/15mm，d4200.9324，D2015.9o，nD20l.4823。几乎不溶于水，溶于乙醇和油。（）：液体，bp.232233，116118 16mm，d4200.9331， nD201.4823。,2018/9/15,64,（2）香叶醇：分子式C10H18O，分子量154.24。油状液体，bp.229230/757mm，114115/12mm，d4200.8894，nD201.4766。 （3）其它成分：全草含酸性皂甙类物质、鞣质、蛋白质、粘液质、苦味质、糖类及酚性物质。挥发油中尚含香叶酸乙酯，香叶醛、柠檬烯等。,胡椒酮 香叶醇,2. 主要化学成分提
41、取分离,2018/9/15,65,胡椒酮的提取及其加成物的制备,2018/9/15,66,例五 肉桂挥发油本品为樟科植物肉桂的干燥树皮。主产于广东、广西、云南等地。肉桂具有补火助阳、引火归源、散寒止痛、活血通经作用。用于阳疾、宫冷、腰膝冷痛、肾虚作喘、阳虚眩晕、目赤咽痛、心腹冷痛、虚寒吐泻、寒店、奔豚、经闭、痛经。1. 主要化学成分、结构与性质肉桂中主要含有挥发油，其中以桂皮醛为主。还含有糖类，倍半萜、黄酮类及其甙、二萜内酯类、黄烷酸及其多聚体等多种类型的化合物。（1）桂皮醛：分子式C9H8O，分子量132.15。淡黄色油状液体，有强烈肉桂气味。凝固点7.5，bp.246.0760mmHg（有
42、些分解），76.l/1mmHg。,2018/9/15,67,（2）桂皮酸：异名肉桂酸，反式桂皮酸。分子式C9H8O2。分子量148.16。反式mp.132134。 mp135136，bp .300。（3）其他：肉桂醇、肉桂醇醋酸酯、桂皮醇、桂皮醇葡萄糖苷、锡兰肉桂宁、锡兰肉桂醇等。2. 主要化学成分的提取与分离,2018/9/15,68,桂皮醛的提取分离,2018/9/15,69,（2）浸提法生产浸膏、酊剂,浸提法亦称萃取法。是用挥发性有机溶剂将原料中某些成分浸提出来。溶剂浸提过程是一种物质传递过程。当溶剂与被浸提物料接触时，溶剂则由物料表面向内部组织中渗透，同时对组织内部某些成分进行溶解。当
43、组织内部溶液浓度高于周围溶剂浓度时，由于浓度差则自然产生扩散推动力，高浓度向低浓度方向扩散，这样就不断地将溶解下来的物质传递到溶剂中去。这种传递过程一直进行到浓度差逐渐趋于零，物质的传递就自然地形成动平衡。浸提过程完成后，在所得到的浸提液中，除含有芳香成分外，尚含有植物蜡、色素、脂肪、纤维、淀粉、糖类等杂质。通过蒸发浓缩回收溶剂以后，往往,2018/9/15,70,得到膏状物质通常称为浸膏。将浸膏用乙醇溶解，冷却后滤去固体杂质，减压蒸馏回收乙醇后，则可得到净油。如果用乙醇浸提芳香物质，则所得产品称为酊剂。 A. 溶剂选择有机溶剂的种类非常多，在香料工业中作为挥发性浸提溶剂，应注意以下原则:无色
44、无味，不易爆炸和燃烧，对人体危害性小。沸点低，易于蒸除回收。应不溶于水，否则在浸提过程中被鲜花中水分稀释，从而降低浸提能力。化学性质应该是惰性的，不与芳香成分及设备材料发生化学变化。溶解芳香成分的能力要强，对植物蜡、色素、脂肪、纤维、淀粉、糖类等杂质溶解能力要小。,2018/9/15,71,根据上述条件，我国目前常用的溶剂有石油醚、乙醇、苯、二氯乙烷等。随着科学技术的发展，到60年代后期，近临界和超临界的液体二氧化碳、液体丙烷等用于精油、辛香料和食品香料的提取，在30左右浸提，所得产品质量甚佳。B. 浸提方式及设备溶剂浸提大致可分为4种浸提方式，即固定浸提、搅拌浸提、转动浸提和逆流浸提。固定浸
45、提 将原料浸泡在有机溶剂中静止不动，溶剂可以静止也可以回流循环。其主要设备包括固定浸提锅、冷凝器、除水器、干燥器、过滤器、溶剂回收装置等。搅拌浸提 将原料浸泡在有机溶剂中，采用刮板式搅拌器，使原料和溶剂缓慢转动。,2018/9/15,72,主要设备为刮板式浸提机。浸提机内设有花筛和转动刮板。花层始终浸泡在溶剂中，刮板以 2rmin的速度转动，使花和溶剂在动态下充分接触，浸提效率比固定浸提有所提高，特别适用于玫瑰、桂花等鲜花加工。转动浸提 转动浸提的原料和溶剂均在转鼓中，设备转动时原料和溶剂作相对运动。其主要设备是容积15003000L、转速26rmin的转鼓式浸提机和溶剂回收装置等。转鼓式浸提
46、机配有冷凝器、油水分离器、真空浓缩器、升膜浓缩器、澄清器和过滤器等。特别适于小花茉莉、白兰、墨红等鲜花加工。 逆流连续浸提（a）平转式连续浸提设备。气密性外壳固定不动，内有1518个绕主轴缓慢转动的扇形料斗，溶剂喷淋在扇形料斗上面，由上而下透过花层，把香成分从花中浸出。浸出液流入溶剂格中，再用泵进行循环喷淋，如此形成溶剂和花的多级逆流连续浸提过程。,2018/9/15,73,该设备适于大花茉莉、茉莉、白兰、黄兰、金合欢等鲜花，同时也适于茎、叶、根及粒状原料。（b）泳浸桨叶式连续浸提设备。主机是一卧式密封圆筒，呈8o仰角。香花靠机内螺旋推进器和节距不同的桨叶的翻动，缓慢向上移动，溶剂则由上向下逆
47、流而过，如此形成逆流连续浸提过程。这种设备适用于大批量加工玫瑰、墨红、桅子等鲜花原料。特点是可大批量连续生产，溶剂损耗低，浸膏质量好。,2018/9/15,74,C. 工艺要求装料 加料的质量与浸提效率密切相关。在加料时应注意以下几点：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；对于固定浸提、搅拌浸提及逆流浸提，其装载量一般为浸提器的6070，对于转动浸提一般为浸提器的8090。物料与溶剂比 溶剂加入量，固定浸提和搅拌浸提一般为1:41:5（kgL）；转动浸提一般为 1:31:3.5（kgL）；逆流浸提，溶剂是连续加入的，其总加入量约为原料的4倍。浸提温度 浸提
48、温度对浸提效率和产品质量有直接影响。一般来讲，浸提温度提高，则浸出率增大，但浸提选择性差，杂质增多，产品质量下降。对干名贵鲜花类的浸提，最好采用室温下浸提。只有对难以浸出的芳香植物才采用加温浸提。,2018/9/15,75,浸提时间 理论上浸提终点时间是指溶剂中浓度与物料中的浓度开始呈动平衡时的这一时间。为提高生产效率和保证产品质量，在工业生产中往往达到平衡时理论得率的8085即停止浸提。浸提时间的长短主要取决于原料品种和原料组织情况。如白兰花浸提时间要3h，而大花茉莉只要15min。浸液浓缩 为了得到浸膏或香树脂类的产品，必须将浸液中的溶剂蒸除回收。一般采取两步蒸馏法。先进行常压蒸馏回收大部分溶剂，然后在8084kPa和3540下进行减压蒸馏。当减压浓缩到半凝固状态时，绝大部分溶剂已被回收出来。但对于某些含植物蜡较多的浸膏，粗膏中还含有1530的溶剂。为了把这些残留在浸膏中的少量溶剂在短时间内快速脱除，常往粗膏中加入 5左右的无水乙醇使粗浸膏充分溶解，然后在高于浸膏熔点温度23，9395kPa下减压蒸馏20min，蒸除乙醇-石油醚共沸物，即可得到浸膏。,
