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天然香料與生物質香料的今後動向

文章出處:責任編輯:作者:人氣:-發表時間:2014-08-26 字體大小:【

  我國是天然香料植物資源十分豐富的國家之一。據不完全統計,現已開發利用的天然香料近200種,亟待開發的約100種,其中進行批量生產的天然香料產品品種已達100多種,不少產品在國際上享有盛名。


  目前世界上主要以石油化工產品、煤化工產品等為原料的合成香料已有5000多種,常用的產品約400多種。隨著石油、煤等不可再生資源的日益枯竭,人類必須尋求新的化工原料,發展以生物質為原料的合成香料將是實現香料工業可持續發展的首選之路。因此生物質香料的生產和開發也受到了國內外的高度重視。本文就天然香料和生物質香料(又稱半合成香料)的研究動向做一簡單介紹。

  為了提高天然香料的產量和質量以及減輕天然香料生產過程中的環境汙染,人們對采用生物技術、微波萃取和超臨界萃取等進行了許多研究。

1、天然香料生產中的生物技術

  生物技術主要包括發酵工程、酶工程、細胞工程和基因工程。

  香精香料的生物合成中應用廣泛的生物技術是發酵工程,以工農業廢料為原料,利用微生物的生長代謝活動可以生產各種天然香料。例如,細菌、黴菌和酵母菌都能將丁香酚、異丁香酚、阿魏酸、葡萄糖等化合物轉化成香蘭素,即可利用多種底物通過微生物發酵法合成香蘭素。

  酶工程是利用酶的催化作用生產各種有價值物質的技術。由於酶催化反應具有、專一、反應條件溫和、產物易純化、能耗低、汙染小、操作簡單易控等優點,因而有著不可比擬的優越性。

  細胞工程包括細胞融合技術、動物細胞工程和植物細胞工程等內容。植物細胞工程主要是指植物細胞培養(又稱為植物組織培養),基本理論依據是細胞學說和細胞具有潛在的“全能性”的理論。植物細胞培養至今已有80多年的曆史,利用植物細胞培養發酵具有廣闊的應用前景。

  隨著對植物代謝網絡日漸全麵的認識,應用基因工程技術對植物次生代謝途徑進行遺傳改良已取得了可喜的進展。萜類化合物是迄今所發現的植物次生代謝產物中大的一個家族,約3萬多種化合物,包括單萜、倍半萜、雙萜和類胡蘿卜素等具有重要營養價值的食用和藥用及工業用的次生物質。

  單萜化合物是薄荷屬植物精油的主要成分,提高植物體內精油的含量對精油的工業生產有重要意義。



2、天然香料的綠色提取技術

  微波萃取是頗具發展潛力的一種新的萃取技術。微波萃取法具有萃取時間短,選擇性好,回收率高,溶劑用量少,汙染低,可用水作萃取劑,可自動

  控製製樣條件等優點,在未來的工業生產中將具有廣闊的應用前景。

  鳶尾製品是名貴的天然香料,在薰衣草型、花露水型、科隆型香精中尤為適宜。浸膏和它的衍生物已被列入食用添加劑行列。鳶尾浸膏的傳統生產方法加工工藝複雜,浸提時間長,溶劑消耗量大。黃若華等利用經改造的家用微波爐,對微波萃取鳶尾的影響因素進行了考察CC-MC分析表明:微波萃取法更適用於提取鳶尾香根。與傳統的索氏提取法相比具有萃取時間短,溶劑用量少,溶劑回收率高,產品提取率高,香氣純正等優點。

  超臨界流體萃取技術是利用流體在臨界點附近所具有的特殊溶解能力而進行有效成分提取的新技術。超臨界CO2提取天然香料與傳統方法(水蒸汽蒸餾法、溶劑萃取法)比較,其大的優點是可在近常溫的條件下提取分離,可幾乎保留產品中全部天然香氣本香成分物質,故產品香氣天然感好、香氣比較完全、清徹幹淨、色澤淺(有些產品用有機溶劑提取其色澤深)、沒有有機溶劑殘留,產品質量明顯提高。從保護環境、有限資源利用、降低成本和節能等觀點出發,超臨界CO2提取天然香料技術終將取代現有的傳統方法。

  羅運華等對利用超臨界CO2萃取分離留蘭香毛油中香芹酮進行了研究。結果表明,用超臨界CO2萃取留蘭香毛油中的香芹酮,當萃取壓力為813MPa,分離塔內溫度梯度為35時,可以獲得香芹酮質量分數達97%的餾分。

  朱凱等對采用超臨界CO2萃取技術萃取靈香草精油進行了試驗。結果表明,采用超臨界CO2萃取技術可以得到香氣純正、性能優良的靈香草萃取物,產品收率可高達4.5%。CC-MC分析鑒定數據表明,靈香草萃取物中含有37個化學成分,比傳統方法得到的提取物含有更多的化學成分,特別是還含有鈴蘭醛、二氫茉莉酮酸甲酯等化合物,致使香氣更純正。

  超臨界CO2萃取技術由於生產成本低以及具有無汙染、安全、產品色味純正及提取率高等優點而將成為香料工業中一種具有相當發展潛力的綠色提取分離方法。

  隨著高新技術的發展和人們研究的不斷深入,超臨界CO2萃取技術必將推動天然香料的研究開發向更高層次發展。

3、生物質香料的發展

  隨著石油、煤等不可再生資源的日益枯竭,發展以生物質為原料的合成香料將是實現香料工業可持續發展的首選之路。

我國適合於香料生產的生物質原料非常豐富,主要是天然植物精油和農副產品。

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