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天然香料与生物质香料的今后动向

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天然香料与生物质香料的今后动向

发布日期:2018-09-27 作者: 点击:

我国是天然香料植物资源十分丰富的国家之一。据不完全统计,现已开发利用的天然香料近200种,亟待开发的约100种,其中进行批量生产的天然香料产品品种已达100多种,不少产品在国际上享有盛名。

目前世界上主要以石油化工产品、煤化工产品等为原料的合成香料已有5000多种,常用的产品约400多种。随着石油、煤等不可再生资源的日益枯竭,人类必须寻求新的化工原料,发展以生物质为原料的合成香料将是实现香料工业可持续发展的首选之路。因此生物质香料的生产和开发也受到了国内外的高度重视。本文就天然香料和生物质香料(又称半合成香料)的研究动向做一简单介绍。

为了提高天然香料的产量和质量以及减轻天然香料生产过程中的环境污染,人们对采用生物技术、微波萃取和超临界萃取等进行了许多研究。

1、天然香料生产中的生物技术

生物技术主要包括发酵工程、酶工程、细胞工程和基因工程。

香精香料的生物合成中应用广泛的生物技术是发酵工程,以工农业废料为原料,利用微生物的生长代谢活动可以生产各种天然香料。例如,细菌、霉菌和酵母菌都能将丁香酚、异丁香酚、阿魏酸、葡萄糖等化合物转化成香兰素,即可利用多种底物通过微生物发酵法合成香兰素。

酶工程是利用酶的催化作用生产各种有价值物质的技术。由于酶催化反应具有、专一、反应条件温和、产物易纯化、能耗低、污染小、操作简单易控等优点,因而有着不可比拟的优越性。

细胞工程包括细胞融合技术、动物细胞工程和植物细胞工程等内容。植物细胞工程主要是指植物细胞培养(又称为植物组织培养),基本理论依据是细胞学说和细胞具有潜在的“全能性”的理论。植物细胞培养至今已有80多年的历史,利用植物细胞培养发酵具有广阔的应用前景。

随着对植物代谢网络日渐全面的认识,应用基因工程技术对植物次生代谢途径进行遗传改良已取得了可喜的进展。萜类化合物是迄今所发现的植物次生代谢产物中大的一个家族,约3万多种化合物,包括单萜、倍半萜、双萜和类胡萝卜素等具有重要营养价值的食用和药用及工业用的次生物质。

单萜化合物是薄荷属植物精油的主要成分,提高植物体内精油的含量对精油的工业生产有重要意义。

2、天然香料的绿色提取技术

微波萃取是颇具发展潜力的一种新的萃取技术。微波萃取法具有萃取时间短,选择性好,回收率高,溶剂用量少,污染低,可用水作萃取剂,可自动
控制制样条件等优点,在未来的工业生产中将具有广阔的应用前景。

鸢尾制品是名贵的天然香料,在薰衣草型、花露水型、科隆型香精中尤为适宜。浸膏和它的衍生物已被列入食用添加剂行列。鸢尾浸膏的传统生产方法加工工艺复杂,浸提时间长,溶剂消耗量大。黄若华等利用经改造的家用微波炉,对微波萃取鸢尾的影响因素进行了考察CC-MC分析表明:微波萃取法更适用于提取鸢尾香根。与传统的索氏提取法相比具有萃取时间短,溶剂用量少,溶剂回收率高,产品提取率高,香气纯正等优点。

超临界流体萃取技术是利用流体在临界点附近所具有的特殊溶解能力而进行有效成分提取的新技术。超临界CO2提取天然香料与传统方法(水蒸汽蒸馏法、溶剂萃取法)比较,其大的优点是可在近常温的条件下提取分离,可几乎保留产品中全部天然香气本香成分物质,故产品香气天然感好、香气比较完全、清彻干净、色泽浅(有些产品用有机溶剂提取其色泽深)、没有有机溶剂残留,产品质量明显提高。从保护环境、有限资源利用、降低成本和节能等观点出发,超临界CO2提取天然香料技术终将取代现有的传统方法。

罗运华等对利用超临界CO2萃取分离留兰香毛油中香芹酮进行了研究。结果表明,用超临界CO2萃取留兰香毛油中的香芹酮,当萃取压力为8~13MPa,分离塔内温度梯度为35℃时,可以获得香芹酮质量分数达97%的馏分。

朱凯等对采用超临界CO2萃取技术萃取灵香草精油进行了试验。结果表明,采用超临界CO2萃取技术可以得到香气纯正、性能优良的灵香草萃取物,产品收率可高达4.5%。CC-MC分析鉴定数据表明,灵香草萃取物中含有37个化学成分,比传统方法得到的提取物含有更多的化学成分,特别是还含有铃兰醛、二氢茉莉酮酸甲酯等化合物,致使香气更纯正。

超临界CO2萃取技术由于生产成本低以及具有无污染、安全、产品色味纯正及提取率高等优点而将成为香料工业中一种具有相当发展潜力的绿色提取分离方法。

随着高新技术的发展和人们研究的不断深入,超临界CO2萃取技术必将推动天然香料的研究开发向更高层次发展。

3、生物质香料的发展

随着石油、煤等不可再生资源的日益枯竭,发展以生物质为原料的合成香料将是实现香料工业可持续发展的首选之路。

我国适合于香料生产的生物质原料非常丰富,主要是天然植物精油和农副产品。




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