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对长白山香料植物提取香气成分
摘 要：本研究旨在开展香蒿的香气成分提取工艺进行分析研究,通过实验室工艺确定最佳配水量以及蒸馏时间,并通过实际应用实证.本研究同时对长白山其他几种常见的香料香气成分的提取展开相关分析.
关键词：香蒿；精油；香气
中图分类号：TS255.7 文献标识码：A DOI编号： 10.14025/j.cnki.jlny.2018.10.027
在我国广袤的土地上,拥有的植物天然性香料的资源极其丰富,已知的天然芳香植物种类有500 多种[1].当前我国的精油出口量占全世界总额近10%[2].而由于当前的香料植物提取加工工艺相对落后,香料的资源往往只有小部分会被开发与利用,而很多的植物天然性香料也只能进行初步的提取,其产量与纯度极低,因此不少的产品会被运往国外再进行二次的深加工,这种现状迫使我国只能被视为潜在香料大国[3-4].因此在国内市场上,天然性的植物性香料往往紧俏,大量宝贵资源被严重的浪费.以长白山为例,该山区有野生植物种类达1619 种,而之中属于香料植物的有百种之多.结合长白山的植物种类,为了分析该山区的香料植物香气成分提取技术,结合山区香料植物的保护等级、数量基数以及香气成分提取难易程度等因素考虑,本次研究拟对本区的蒿属植物香蒿的香气提取技术展开研究.
1 香蒿的利用价值
香蒿是长白山中一种野生较多的植物,其有较高的可利用价值.我国历史上早己作为中药、香料进行使用,香蒿在中药当中性温,且香蒿嫩枝叶可入药,具有凉血、清热、解暑作用,可以用来治血热、哑血、骨蒸潮热、中暑、头晕、久热及寒热等症状；香蒿全草可提取出芳香油,并供化学、工业以及药用.香蒿精油提取,是对长白山当地野生资源的一种有效的开发与利用,具有较高的经济价值与社会效应.同时,香蒿精油提取也能为天然香料增添新品种.香蒿精油具凉香、药香,气味清爽、香气浓郁,该精油适用于男用的化妆品当中,同时亦可用来做香水、香皂以及空气清新剂等[5].
2 香蒿的形态特征
香蒿又名为圆头蒿,是一种小灌木.其植株的主根相对粗长,同时为木质、垂直根,侧根较多,水平的伸展.同时香蒿茎通常有多枚并且成丛,通常高为80~150 厘米,呈现灰.植株干时呈现灰褐色,有薄片状的可剥落外皮.同时香蒿叶稍厚,呈现半肉质,多为黄绿色；其短枝上的叶常密集簇生状生长；在茎下部或中部的叶形多呈现宽卵形或者卵形.香蒿的花为头状花序,花果期为7～10 月.
3 精油提取试验
为开发利用长白山这种野生的香料资源,本研究采用了蒸馏法,分别对处于不同生长期的香蒿当中油的含量及两个影响精油提取率的因素进行相对系统地试验探究,探索出关于香蒿精油的较佳的提取工艺流程.香蒿提取精油,主要是以香蒿的茎、叶、花果等作为香料原料.通过实验研究提示,香蒿叶子在受热之后会粘合,并且阻碍蒸汽的透入.因此将其置于水中进行蒸馏,香蒿原料直接与水进行接触,并通过水渗的作用,将油从香蒿株体渗透出,实现理想出油.
3.1 香蒿精油生产试验
本研究通过应用电加热蒸汽发生器来进行香蒿精油蒸馏提取.电加热蒸汽发生器的设备构成有四个部分,分别为蒸馏釜、鹅颈管、冷凝器以及油- 水分离器[6].
蒸馏釜的外观整体为一个圆柱形,且具有球冠式的釜底,其上部的开口为香料加料入口,体积大小为1.2 平方米.而鹅颈管则是带有蒸馏釜的上口圆锥形的盖子,其连接着铝质的列管冷凝器,使蒸汽在此冷凝以及冷却式馏出液体.再经过用铝材制作,既为接收馏出液体的容器,又为精油和水分离器的油- 水分离器.
3.2 实验室工艺分析
3.2.1 确定加水量控制投料一定,保持蒸馏时间不变,改变加水量,测定精油的出油率,见表1.
表1 显示出当投料量控制为200 克,加水量5 倍以下的出油率相对较低,而7 倍左右的出油率相对较高.以干料量7倍的加水量为宜.
3.2.2 确定蒸馏时间控制投料一定,保持加水量不变,改变蒸馏时间,测定精油的出油率,见表2.
表2 显示出当投料量控制为200 克,蒸馏的时间控制在120~150 分钟为宜.
3.3 精油提取的工艺流程
精油提取的工艺流程分为7 个步骤,按顺序依次为：投料-加水- 蒸馏- 冷却- 油水分离- 精油- 包装.
3.4 实际操作结果
通过电加热蒸汽发生器做的8.18 公斤的晾干香蒿,加7倍于香蒿质量的水,通过130 分钟时间蒸馏提取出了0.005 公斤精油,出油率为0.0611%.实际操作结果符合实验室工艺分析结果.
4 工艺结论
通过进行实验工艺分析结果,我们认为在香蒿的提取工艺中,最佳的加水量应当控制为投料量的7 倍左右,而最佳的蒸馏时间应控制120~150 分钟.同时在蒸馏时也应注意各方面的事项,经过实际操作发现,蒸馏起初的火力应当加大,待到有馏出液出现时再将火力适当的减小,并维持稳定加热.蒸出的油、水汽需要得到更加充分的冷凝.在蒸馏即将结束时则应当加大火力,使附着于蒸釜壁上的精油被充分的蒸出.在蒸馏的整个过程中不可进行压火或进行停火操作,否则会影响到香蒿精油的出油率.
5 讨论
天然性的植物性香料通常是采自于不同芳香植物的不同的部位,因此,香气提取的方法以及设备通常都略有区别.但是香料通常都具有一个共同特点,就是香气都具一定的挥发性.利用这个性质,有效的对植物性天然性的香料进行提取的常用方法主要是蒸馏法.本研究通过对长白山中较为常见的一种香料植物香蒿的香气成分提取工艺展开研究,确定了该精油的最佳提取方案,并且通过实际操作获得一定量的成品.研究的操作相对成功,本研究同时提示我们对于长白山的香料植物的香气成分提取的可行性.在长白山区的1619 种已知的野生植物当中,发现的香料植物就达到百余种之多,这提示着我们,长白山是一个极大的香料宝库.
本研究在开展香蒿的香气成分提取实验前对长白山地区常见的香料植物进行搜集分析,发现除了蒿属植物的香蒿以外,长白山山区还具备有杜香、松香以及人参花、叶等三种较为普遍存在的香料植物,它们均具有明显的香气成分提取价值.其中蒿属植物数量大,原料易获得,香气浓厚,其同时也非是长白山专属的独特,在其他各地中也有大量的蒿属植物生长,基于此,本研究主要以研究蒿属植物的精油提取工艺.而杜香则是具备特殊香味,其原料也易获得,但是其存在的缺点是相对的植株数量不大,仍要进行大规模的引种驯化才能实现工业化的香料生产.松香则是一直以来民间一直在提取的一种香料,其植株同时也易受到害虫为害,造成产香效率较低.另外,人参花、叶则是具有长白山特色的植物,其广为人所熟知,但是人参花、叶的缺点是香味成分不多,其提取工艺也需要进行更深层次的研究.
长白山的香料植物资源丰富,对于其香料植物的香气成分的研究仍然需要持续不断的进行下去.
参考文献
[1]毕寒,阎峰.我国植物性天然香料提取技术的发展现状及趋势[J].辽宁化工,2017,46(07):714-716.
[2]陈金明.杭白菊天然香料制备工艺及应用研究[D].华南农业大学,2012.
[3]苏晓云.简论从香料植物原料提取天然香料的几种方法[J].科技创新导报,2008(23):129.
[4]王兆松,许正,徐春堂,等.新疆部分地区野生香料植物资源现状与开发利用对策[J].西北农业学报,2005,14(03):110-113.
[5]梅家齐.芳香养生观光园产业发展及应用———天然香料新的经济增长点[J].中国香料香精学术研讨会,2016.
作者简介：肖影,本科学历,助理研究员,研究方向：森林食品,食品安全,植物保护.
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