全 文 ：19 8年 3月 19卷第 1期《食品研究与开发》
香荚兰干豆的超临界二氧化碳萃取
焦玉英 王 瑶 李 涵 马洁峰 董银卯 北京轻工业学院
摘要 香英兰干豆剪碎后 ,采用超临界二 氧化碳萃取技术提取芳香物质 。 实验结果表明 ,在压力 10 -
14 M p a
,温度 30 ℃ 一 40 ℃ ,分离条件 :压力 , 4 M aP , 温度 ,低于 35 ℃ 。 萃取时间 8 一 l hl 得到的香英
兰精油 ,特征香气完全 ,具有天然的奶香 、 豆香和膏香。
关键词 香英兰干豆 、 香英兰精油 、香兰素
用二氧化碳作为超临界萃取剂进行萃取 ,
是在香料工业 、 食品工业 、 医药工业等方面很
有发展前途的新型分离技术「’ , Z J ,其优越性已
有很多报导 , 兹不重述 。
香荚兰 (V an i l a lP an i fo li a A n dle w s )又名香
草兰 、香子兰 、 是一种大型的缠绕兰花 , 它是兰
料植物中最有经济价值的天然香料 ,素有 “ 食
品香料之王 ” 的称誉 ,香英兰有价值的部分为
果实 , 称香英豆 (V an il a ) 。 它的鲜豆必须经过
生香 ,加工后阎 , 才具有特征香气和香味的香
荚干豆 。
香英兰香料最普遍地采用不同浓度的酒
精溶液浸取 , 制成配剂 ,本研究采用最新分离
技术 , 以得到真正的天然香荚兰精油 。
1 试验步骤
1
.
1 试验原料 香荚豆干豆为海南兴隆
地区的香英兰鲜豆 ,经发酵 , 生香和加工后的
香荚兰干豆 。
1
.
2 试验装置
本研究采用瑞士 N OV A 超临界萃取装
置 ,其中萃取器和分离器的容积为 Zo iln , 实
验流程见图 1。
3 4 5
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1 一 膜压机 2 一 预热器 3 一 萃取器 .4 分离器 5 一 收集器 6 一 转子流量计一 7 一 湿式流量
计 v l , V Z , V 3 一 截止阀 V 4 , V S , V 6 一 调节阀 P 一 压力传感器 T 一 热电偶
图 1试验流程图
19 8年 3月 9 1卷第 l期 (食品研究与开发》
香兰素ǎ gà油水总 tǎ gà
1
.
3试验 用不锈钢剪子将干豆纵向对
开 , 剪成 3 一 4~ 小段备用 。 每次试验样品为碎干豆 5飞 , 装人萃取器 , 来自钢瓶中的二氧
化碳气体经过膜式压缩机压缩至所需压力 , 经
过加热恒温后 , 由底部进人萃取器 。 有一定压
力的二氧化碳经过试样 , 萃取有效成分后 , 进
人分离器减压 , 释放出被萃取的物质后 , 逃一
步减至常压 ,计量后放空 。
由分离器底部阀门 ,定时放出成品 。 成品
采用高压液体色谱法定量分析四种主香成分
— 香兰素 、香草酸 、对一经基本甲醛和对一经基苯甲酸 。
高压液体色谱定量分析香荚兰干豆主香
成分的色谱条件 :
色谱仪 w aet sr 一 510 泵 ;检测器 4 1
型紫外检测器 , VU 25 4nIU ; 色谱柱 拌 Bon da -
aP k c ls 反相柱 , .3 g lmn 内径
,
3c0 m 柱长 。
流动相
A : 20ml 甲醇 + 2 . 5械 乙酸乙醋 + s d 醋
酸 + 无离子水成 1以x〕诫 ;
B : 40 m l 甲醇 + 5耐 乙酸乙醋 + 10 d 醋
酸 + 无离子水成 5仪ha l -
A : B 二 80 : 2 0V / V
流 速 1 . 伍n l/ in in
进样量 5 微升含萃取物的酒精溶液
了得到最佳的萃取时间 , 采用二个指标 , 一为
油水总量 、 另一 为香兰素含羞 , 结果见图 2 -
l, 图 2 一 2。
2 4 6 e 1 0 1 2
时 间 (h ) 时 间 (h )
图 2 一 1油水总最随时间的变化 图
2一 2 香兰素
随时间的变化
548619
畜几,曰46
平均保留时间
对 一 经基苯甲醛
对 一 经基苯甲醛
香草酸
香兰素
2 结果和讨论
由于香英兰干豆的特征香气 ,是由上百种
芳香成分组成 , 其主要含量最高的为香兰素
( Van il in )
。 因此 , 本研究采用香兰素的含量
为指标 ,评价试验条件的优劣 。
3
.
1 萃取时间的影响
由图 2 一 1看到 , 萃取的油水总量在整个
过程中均与时间成正比关系增长 。 但通过实
践 ,观察油水混合物可知 ,前 6 , h7 的萃取物以
油相为主 ,水相较少 ,而在 h7 以后 , 则以水相
多于油相 。 原因是试验所用的香荚兰干豆含
有 30 % 左右的水分 , 超临界二氧化碳对含氧
有机化合物的溶解能力较强 ,而对水的溶解能
力极差 。 由于超临界二氧化碳的选择性 ,在萃
取前 7h ,油为主导 , 随着可萃取物的有效成分
逐渐减少 ,水就会被较多地萃出 ,导致水相的
增多 。 随着萃取时间的延长 ,水分萃出也渐渐
减少 。 总之 , 时间的延长水盘的增加 , 只能使
香成分的萃出增加无几 , 由图 2 一 1分析 ,萃取
时间可以考虑在 1h0 、左右 。
至今已知 , 香荚兰干豆的特征香气和香味
是由 2 0 多种成分协同作用而产生的 ,但其中
以香兰素含量为最高 。 因此 ,考察萃取物中香
兰素的含量随时间的变化 ,来决定较佳的萃取
时间更有现实意义 。 图 2 一 2 说明萃取所得香
兰素的量随时间的变化 ,从中可以得出较佳的
萃取时间在 8 一 1h0 。
3
.
2 萃取压力的影响
萃取的成品是油和水的混合物 。 因此为 一
萃取压力是超临界萃取最里要的参数之
。 对于不同物质 , 其萃取压力有很大的不
1 98年 3月 1 9卷第 l , 期《食品研究与开发》
同 。 例如 , 对碳氢化合物和醋类等弱极性物质
的萃取 ,可以在较低的压力下进行 , 一般压力
为 7 一 10M p a ,对于含有醇经基 、 经基 、 酚 经基
等强极性基团的物质 , 萃取压力就要求高一
些 。
图 3 表示了等温条件下 , 不同的压力对萃
取香兰素的影响 。 每个试验都控制在 12 个小
时 ,分离条件 :压力 , 4M aP ;温度 , 35 ℃ 。
的能力在很大程度上也取决于温度 。
1 5MP a
12 M P a
ZOMP a
湘08.5.7.,4
香兰素ēgà
Z Q 2 6 3 0 3 5 4 0 4 5
温 度 (℃ )
图 4香兰素随萃取温度的变化
℃O尹054口32
087.6.5403
香兰素ǎgà
6 8 1 0 1 2 14 1 6 18 2 0
压 力 (M P a )
图 3香兰素随萃取压力的变化曲线
由图 3看到 , 四种温度下 , 随压力的增大
而变化的总趋势 , 除了 4 0℃的曲线在低压 区
有一个明显的升高外 ,其余温度下香兰素的得
率几乎随压力的增加而缓慢地下降。 本试验
的结果 ,超临界二氧化碳流体萃取香英兰干豆
中的香兰素 , 压力不需要太高 , 根据温度选择
合适的压力范围在 10 一 14 MaP 即可 , 不太高
的压力对推广到工业生产 ,可大大地降低设备
的投资 ,节省动力消耗 ,降低成本 。
3
.
3 萃取温度的影响
萃取温度是超临界萃取的另一个重要 因
素 , 温度对超临界流体溶解能力的影响比较复
杂 。 在一定压力下 ,升高温度使被萃取物的挥
发性增加 ,这样就增加了被萃取物在超临界流
体中的浓度 , 从而使萃取物数量增大 ;但另一
方面 ,温度升高 ,超临界流体的密度降低 ,其溶
解能力相应下降 ,导致萃取物数量的减少 。 因
此 ,温度对超临界流体萃取的影响要综合这两
个因素来考虑 。 特别在有水参加的体系 ,萃取
图 4 表示 了在等压条件下 ,不同的温度对
萃取香兰素的影响。 每个试验都控制在 12 个
小时 ,分离条件 :压力 , 4 M p a ;温度 , 35 ℃ 。
萃取温度对香兰素萃取率的影响如图 4
所示 。 图 4 表明 ,温度升高使香兰素挥发性增
大 ,使它进人超临界二氧化碳流体的量增加 。
说明了温度的升高对香兰素的萃取率增加的
贡献大于压力增加对此萃取率的影响 。 由于
较高的的压力 , 使萃取流体的压缩性小 , 密度
变化不大 ,所以对溶解能力的变化也较小 。 虽
然总的效果都是使萃取香兰素的量加大 , 但温
度升高所起的作用大于压力升高所起的作用 。
结合图 3 来讨论 ,在低压时只有在低温情况下
能得到较高的香兰素萃取率 。 因此 ,对香兰素
而言 ,可在液体二氧化碳的亚临界状态进行萃
取 ,可得到较理想的萃取率 。
由图 4 的结果看 ,认为超临界二氧化碳流
体对香荚兰干豆萃取的较佳条件为 : 压力 , 10
一 14M p a :温度 , 30℃ 一 4 0℃ 。
3
.
4 夹带剂对萃取的影响
一些学者研究液体或固体物质在超临界
流体中的溶解度时发现 ,如果向纯溶质和超临
界流体所组成的二元体系中 ,加人第三组份 ,
结果可以改变原来溶质的溶解度 ,并且这些新
溶质的加人还可改变对溶质的选择性 。 在超
临界流体相平衡及萃取的研究中 ,将具有这些
1 9 8年3 月1 9卷第1 期《食品研究与开发》
作用的新组份 , 称作夹带剂 。 由于夹带剂的引
人 ,可以改善分子间的作用 ,增加对溶质的溶
解度 ,有利于提高萃取率 ,并提高超临界流体
的选择性 , 实践证明 , 具有很好溶解性能的溶
剂也往往是很好的夹带剂 , 也说明极性夹带剂
可明显地增加极性溶质的溶解度 。 因此 ,本试
验选用了酒精和丙酮作为夹带剂进行试验 ,两
种夹带剂 的加人量均为 1 9 干豆加 0 . lml , 结
果列于下表 。
表 5 夹带剂试验
夹带剂种类 外观 气味 油水总量 ( g ) 香兰素 (g )
无夹带剂 淡黄至黄色油状物 ,少量的水层 具有浓郁的豆香味 ,巧克力香味 5 0 . 6 5
乙醇 棕黄色油状物 , 多量的淡黄色水 香气好 , 略带乙醇味 8 . 3 1 0 . 70层
丙酮 棕褐色油状物 , 并具有多量黄棕 香气好 ,略带豆香味 7 . 87 0 . 64色水层
4 结语
4
.
1 超临界二氧化碳流体萃取香英兰干
豆所得 的产品 , 为淡黄棕色的油状物略带水
层 , 香气完全 , 具奶香 刃豆香 、 膏香 , 天然感好 ,
并无需调香可直接用于各类食品的增香 。
4
.
2 通过本试验制取天然香兰素香料的
工艺是好方法 。
为豆粉试样 ,则萃取率大为提高 。
参考文献
使用冷冻磨碎香荚兰干豆 , 使其成
范培军 、 张镜澄 , 化工进展 . 1995 , :1 29
包焕升 . 中国调味品 . 19 94 , 5 : 8
林进能等编著 . 天然食用香料生产与应用 ,轻工业
出版社 , 19 9 1 : 43 6
收稿日期 : 19 7 一 10 一 24
卡拉胶和微晶纤维生产脱脂干酪
崔绪英 天津市工业微生物研究所
本文叙述用规定的添加技术取代脂肪在千酪组结中的作用 。 同时介绍天然干酪的加工 、 产品特性
和技米应用 。
卡拉胶 干酪 微晶纤维
.3要4摘
关键词
1 天然干酪的加工
卡拉胶和微晶纤维应用在加工高脱脂乳
含量的干酪配方 中 (表 1 ) 。 微晶纤维是 N。 -
v a g e lT MN C Zo (费城 FM C 公司 ) 的官能组份 ,
这种组份生成的颗粒和脂肪球的口感特性相
似 。 调节卡拉胶和由乳品基本成分得到的干
酪素微胶粒直接相互作用得到水相结构石
用这种方法来测定组织 、变形性和溶融特
性以及在配方中大量水溶性胶体 。 很多经验
证明 :单独制作包装的块状产品在冷冻卷饼加
工过 程中 , 每块 面包配方 的机械加工性能
( K
r
aw
e z y k
,
1993 )
。
微晶纤维和卡拉胶的配料也可用来生产
脱脂天然干酪 。 在用传统凝乳方法制作的天
然干酪中 , 影响这些成分的性能很 不同 (表
2 )
。 这些不同包括加工条件 ,在起始液体成分