主题：超临界CO2萃取在香料中的应用

作者：廖传华

由于各种天然香料具有独特、自然、舒适的香气和香韵，非人工所能调制，所以天然香料的加工分离技术历来都强调保留各种特有的天然香韵，尽量减少分离过程对其香气成分的破坏和微量成分的丢失，以期制备具有天然香料植物香气的浓缩香料产品。
传统工艺 天然香料的提取方法包括榨磨法、水蒸气蒸馏法、挥发性溶剂浸提法和吸附法等。各种方法所产生的香料产品有如下几种： 精油：将天然香料用水或蒸汽蒸馏，或机械研磨后得到的有香气的产品。
浸膏：树脂含量低的新鲜植物用挥发性非水溶剂萃取，在部分真空和适中温度下蒸发去除溶剂后得到的香气浓缩物。
净油：将浸膏经乙醇反复萃取，萃取液经冷却过滤，在部分真空和适中温度下蒸去大部分乙醇后得到的高浓度香料。
辛香料油树脂：用挥发性非水溶剂萃取干性辛香料，然后在部分真空和适中温度下蒸发去除溶剂后得到的香料产品。 上述传统方法中尽管使用各种方法控制温度，但不少提取方法中，香料成分经受加热处理仍是不可避免的加工工艺手段。如水汽蒸馏和溶剂浸提法，加热可能造成天然香料中某些热敏性或化学不稳定性成分被破坏，因而会改变天然香料的独特香韵和风味。至今，不少天然香料的提取产品与天然芳香植物的香气还有一定的差距。
超临界C02萃取工艺 随着科学技术的发展，尤其是提取技术的发展和提高，香料工业已能获得与大自然类同的芳香产品，但植物通过自然途径所形成的天然香料结构组成相当复杂，尤其是微量成分多，有些特征的、有强烈香气的微量成分对香气作用不可忽视。超临界CO2萃取技术可使整个分离过程在常温下进行，并且CO2无毒、无残留现象，特别适合于不稳定天然产物和生理活性物质的分离精制，合乎生产更接近天然香韵的香料加工产品的潮流，已成为获得高品质精油的最有效工艺手段之一。 由于超临界CO2萃取技术特别适合香料界对产品的自然、纯净和无污染的要求，所以在香料工业中具有广泛的应用前景，现今研究工作主要集中于天然香料的萃取加工方向。
植物芳香成分的提取 植物中的挥发性芳香成分由精油和某些特殊呈味香气成分构成。精油分离一般使用水汽蒸馏(简称SD法)，精油和香味成分从植物组织中使用溶剂浸提法。但应用传统的提取方法植物中部分不稳定的香气成分受热易变质，溶剂残留以及低沸点头香成分的损失还将影响产品的香气。芳香成分的CO2流体萃取，一般使用液体CO2或低压下的超临界CO2流体，萃取物的主要成分为精油；但在高压超临界条件下，植物精油在超临界CO2流体中的溶解度很大，与CO2几乎能完全互溶，因此精油可完全从植物组织中被抽提出来，加之超临界流体对固体颗粒的渗透性很强，使萃取过程不但效率高，而且与传统工艺相比具有较高的收率。
水果蔬菜香气成分的萃取和浓缩 柑橘类果汁和精油提取具有重要的价值。在柑橘加工工业中，主要问题是如何生产具有自然香气的果汁和减少不希望的性质，如因加热造成的气味以及苦味：柑橘精油是柑橘加工过程中重要的副产品，主要来源于柑橘类的外皮，是一种重要的天然精油。通常其提取方法是冷磨、冷榨和蒸馏法，其中以冷磨法油品最佳，应用超临界CO2提取柑橘精油，与冷榨法相比，回收率大，油品高。 超临界CO2萃取对柑橘油的另一个应用是精油脱萜，植物精油主要由萜烯类和高级醇类。醛类、酮类、酯类等含氧化合物所组成，萜烯烃类含量很高，但对精油香气的贡献很小。对精油特殊香气具有重要作用的是精油中的含氧化合物及醛、醇、酯、酮和有机酸的结构物及其相对比例。由于精油中萜烯类化合物以不饱和烃为主，它们对热和光不稳定，在空气中很易氧化变质而影响柑橘油的质量，因此有些精油在应用中往往需要预先脱萜浓缩。釆用超临界CO2萃取技术脱萜时，由于精油中半萜烯烃类与含氧萜类在超临界CO2流体中溶解度几乎相同，因而很难分开。但由于二者极性的差异，可通过增加极性的方法，将其加以分离。 此外，超临界CO2萃取技术业常用于水果、蔬菜汁的浓缩，液体CO2的极性较小，对果汁中的醇、酮、酯等有机物的溶解能力较强，因此比较适用于果汁和蔬菜汁的香味的浓缩，并且产物中无溶剂残留，其安全性远较有机溶剂浓缩法要高，所得产品富含含氧成分，香气风味俱佳。
鲜花芳香成分的提取 多数鲜花中芳香成分含有不稳定物质，容易在加工过程中受热或氧化变质。但鲜花较小的堆密度将严重影响设备的时空产率，加之鲜花釆摘期很短，往往需要在短期内加工处理大量的鲜花，这更进一步加重了萃取设备的短期负荷，增加了工业化的难度，所以，从技术经济角度分析，鲜花较难实现大规模工业化萃取。超临界CO2提取可在室温下进行，因而对鲜花香料的提取具有很大的吸引力。