CN105176682B - 一种甜橙精油脱色保香方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种甜橙精油脱色保香方法，属于香料加工技术领域，该方法是：向甜橙精油中加入6～12％的活性白土脱色剂，并搅拌均匀，然后放入恒温装置中，在温度为55～70℃条件下密闭保温搅拌20～35min，最后进行抽滤处理。本发明的最高脱色率可达84.53％，并可有效保持精油中的含氧萜烯类香气活性物质，最后获得澄清透明、香气浓郁的脱色甜橙精油。本发明确定了不同脱色剂、不同处理条件对甜橙精油脱色效果的影响，确定了最佳脱色条件，在该方法下可获得品质优良的脱色甜橙精油。

Description

一种甜橙精油脱色保香方法

技术领域

本发明属于精油加工领域，具体涉及一种甜橙精油脱色保香方法。

背景技术

甜橙是柑橘的一种，别名黄果、橙子、金球、金橙等，为芸香科柑橘亚科柑橘属果树。我国是柑橘种植大国，产量世界第一。2014年，中国的柑橘总产量为3200万吨。柑橘精油是世界产量最多的植物精油，约占精油总产量的1/3。甜橙精油是其中重要的天然植物精油，具有清新的甜橙味，可以帮助改善焦虑所引起的失眠、缓解紧张情绪和压力，还能预防感冒、帮助胶原蛋白形成、平衡皮肤的酸碱值，在日用化工、烟草、食品等领域都有广泛的应用。

20世纪末开始，世界香料行业快速发展，这也使得人们更加密切关注植物香料的成分。由于当今世界倡导“绿色消费”，因此开发安全无毒害，清洁无污染的天然香料就成为其必然的发展趋势。虽然中国具有优越的生产柑橘类精油的资源环境，但是目前为止国内的柑橘精油产品品质仍有待提高，其市场升值空间也非常有限。柑橘类果皮中含有丰富的柑橘精油，开展柑橘精油脱色关键技术研究，能有效提高我国柑橘精油的品质，对延伸柑橘加工产业链条，提高我国柑橘产业的整体经济效益，推动我国柑橘产业的急速发展，增强我国柑橘类产品的国际竞争力具有非常重要的意义。

甜橙精油的成分主要包含由倍半萜烯类和萜烯类组成的萜烯类化合物，以及由高级醇类，醛类，酮类和酯类等组成的含氧化合物这两大类。其中倍半萜烯类以及萜烯类占总量的90～99％，其主要成分为柠檬烯，柠檬烯对光和热不稳定，易氧化变质导致甜橙精油品质下降，而且对香气的贡献小。含氧化合物虽然仅占1～10％，却是甜橙精油香气的主要来源。国内的精油大都未经脱色，呈现精油原有的深黄色，其色泽品质有待提高，使产品更加具有国际竞争力。甜橙类精油进行脱色精制主要有以下目的：其一，通过去除萜烯类化合物，降低精油变质几率，延长其贮藏时间；其二，提高含氧化合物的比例，提高甜橙精油的赋香效果；其三，提高精油色泽品质。

发明内容

本发明的目的在于针对甜橙精油存在的色度品质差、香气品质弱等不足，提供一种甜橙精油脱色保香方法。

本发明的技术方案如下：

本发明研究了甜橙精油脱色效果评价体系的建立，针对甜橙精油的特点，建立了甜橙精油脱色效果的评价体系。

本发明研究了不同脱色剂对甜橙精油脱色效果的影响，比较了活性炭、硅藻土和活性白土对甜橙精油的脱色效果。

本发明研究了不同处理条件对脱色剂脱色效果的影响，比较了不同脱色温度、时间对脱色剂脱色效果的影响，确定脱色剂最佳的脱色温度、时间条件。

本发明研究了脱色剂脱色对甜橙精油香气品质的影响，采用不同脱色剂脱色后，检测甜橙精油香气品质的变化，评价不同脱色剂对甜橙精油香气品质的影响。

一种甜橙精油脱色保香方法，包括以下步骤：

1)向甜橙精油中按体积加入6～12％的活性白土脱色剂，并将溶液搅拌均匀；

2)将步骤1)得到的溶液放入恒温装置中，在温度为55～70℃条件下密闭保温搅拌20～35min；

3)将经过步骤2)处理的溶液进行抽滤处理，最后获得澄清的甜橙精油脱色液。

优选地，步骤1)中，向甜橙精油中按体积加入10％的活性白土脱色剂。

优选地，步骤2)中，所述温度为60℃。

优选地，步骤2)中，所述密闭保温搅拌的时间为30min。

本发明的有益效果是：

(1)目前国内外涉及到的柑橘类精油脱色方面的研究很少，本发明详细研究了甜橙精油脱色的工艺优化，确定了一种有效的脱色保香的工艺，脱色率可高达84.53％。

(2)目前我国在柑橘精油提取精制方面，仍停留在简单的磨皮提取、水蒸气蒸馏提取、压榨提取等方面，产品都是无法直接进行商品化利用的粗油低端产品。因此，柑橘精油精制加工是我国柑橘精油乃至柑橘加工产业的技术瓶颈和难点，脱色是柑橘精油精制加工的关键环节，而本发明可以有效提高甜橙精油脱色率，且为柑橘精油精制加工提供了一条思路。

3)本发明能改善甜橙精油的香气及色泽，提高精油的综合品质，延长其储藏期。

附图说明

图1甜橙精油的GC-MS图谱。

图2不同脱色剂对甜橙精油化学成分的影响。

图3不同脱色温度对甜橙精油化学的影响。

图4活性白土添加量对甜橙精油化学成分的影响。

图5脱色时间对甜橙精油化学成分的影响。

图6不同脱色剂种类对甜橙精油色度值的影响。

图7活性白土添加量对甜橙精油色度值的影响。

图8脱色时间对甜橙精油色度值的影响。

图9脱色温度对甜橙精油色度值的影响。

图10甜橙原油在贮藏期间的色度值变化。

图11经活性白土脱色后的甜橙油在贮藏期间的色度值变化。

图12甜橙精油样品的感官分析综合雷达图。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明进行详细地说明。

实施例1

一种甜橙精油脱色保香方法，其步骤如下：

(1)取20mL的甜橙精油于烧杯中，加入2.4ml活性白土脱色剂，用玻璃棒将溶液搅拌均匀。

(2)将步骤(1)得到的溶液放入水浴锅中，在温度为55℃条件下密闭保温搅拌35min。

(3)将经过步骤(2)处理的溶液进行抽滤处理，最后获得澄清的甜橙精油脱色液。

经此工艺得到的甜橙精油脱色率为80.35％。

实施例2

一种甜橙精油脱色保香方法，其步骤如下：

(1)取20mL的甜橙精油于烧杯中，加入2ml活性白土脱色剂，用玻璃棒将溶液搅拌均匀。

(2)将步骤(1)得到的溶液放入水浴锅中，在温度为60℃条件下密闭保温搅拌30min。

(3)将经过步骤(2)处理的溶液进行抽滤处理，最后获得澄清的甜橙精油脱色液。

经此工艺得到的甜橙精油脱色率为84.53％。

实施例3

一种甜橙精油脱色保香的工艺方法，其步骤如下：

(1)取20mL的甜橙精油于烧杯中，加入1.2ml活性白土脱色剂，用玻璃棒将溶液搅拌均匀。

(2)将步骤(1)得到的溶液放入水浴锅中，在温度为70℃条件下密闭保温搅拌20min。

(3)将经过步骤(2)处理的溶液进行抽滤处理，最后获得澄清的甜橙精油脱色液。

经此工艺得到的甜橙精油脱色率为63.33％。

试验例1脱色工艺对甜橙精油香气成分的影响

甜橙精油原油及其脱色液组分的化学成分分析在GC-MS联用仪上进行，条件为：载气为氦气(99.999％)；色谱柱HP-5石英毛细管柱(30m×0.25mm×0.25mm)；柱流量：1mL/min；升温程序为：起始温度为40℃保持5min，然后以5℃/min上升至250℃保持5min。进样口温度是50℃，分流比为50∶1；质谱条件为：离子源温度230℃，四级杆温度150℃，接口温度280℃；离子化方式：EI，电子量70eV，质量范围为35～350AMU/s。采用外标法测定所需柠檬烯、柠檬醛、芳樟醇的含量。

1.甜橙精油原油中柠檬烯，柠檬醛以及芳樟醇的含量测定

根据柠檬烯、芳樟醇、柠檬醛的标准曲线计算得出甜橙精油原油中柠檬烯的含量为94.36％，芳樟醇含量为0.98％以及柠檬醛的含量为0.4％。说明柠檬烯的含量在甜橙精油中占绝对优势，而含氧化合物柠檬醛和芳樟醇的含量则相对较少。图1为甜橙精油原油GC-MS图谱。

2.脱色剂种类对甜橙精油化学成分的影响

(1)取20mL的甜橙精油于烧杯中，分别加入6～12mL活性白土、活性炭、硅藻土脱色剂，用玻璃棒将溶液搅拌均匀。

(2)将步骤(1)得到的溶液放入水浴锅中，在温度为55～70℃条件下密闭保温搅拌20～35min。

(3)将经过步骤(2)处理的溶液进行抽滤处理，最后获得澄清的甜橙精油脱色液。

从图2可以看出在与经活性炭或活性白土脱色后的甜橙油相比，经硅藻土脱色后的甜橙油中的柠檬烯的含量最高；经活性炭脱色后的甜橙油中的柠檬烯含量次之；而经活性白土脱色后的甜橙油成分中柠檬烯的含量最少。

而对于含氧化合物(柠檬醛和芳樟醇)，经活性白土脱色后的甜橙油中其含量最高，经硅藻土脱色后的甜橙油次之，而经活性炭脱色后的甜橙油中其含量最少。

3.加热温度对甜橙精油化学成分的影响

从图3可以看出，当温度从55℃上升到60℃时，经活性白土脱色后的甜橙油中柠檬烯含量显著减小；当温度从60℃升到65℃时，柠檬烯的含量显著增加；而当温度从65℃上升到70℃时，柠檬烯的含量持续缓慢增加。我们可以发现当脱色温度为60℃时，经活性白土脱色后的甜橙油中柠檬烯含量最少。

4.活性白土添加量对甜橙精油化学成分的影响

从图4我们可以清楚得看出，不同的活性白土添加量对甜橙油中含氧化物含量的影响甚微，当添加量从6％增加到10％时，含氧化物含量都随着添加量的增加缓慢增加，而当添加量从10％增加到12％时，含氧化物的含量反而都减小；并且在活性白土添加量为10％时，甜橙油中的含氧化物的含量达到最高。而对于甜橙油中柠檬烯的含量，活性白土添加量的变化对其影响很显著。活性白土添加量从6％增加到10％时，柠檬烯的含量不断减小，而当添加量从10％增加到12％，柠檬烯含量开始激增，柠檬烯的含量在活性白土添加量为10％时最小。

5.加热时间对甜橙精油化学成分的影响

从图5可以看出，脱色时间对甜橙油中柠檬烯含量的影响显著。脱色时间从20min增加到30min，柠檬烯的含量持续减小；而当脱色时间从30min增加到35min时，柠檬烯的含量开始增加；柠檬烯的含量在脱色时间为30min时最少。而脱色时间对于含氧化物的影响并没那么显著。同样得，在脱色时间从20min增加到30min，芳樟醇的含量先缓慢增加再显著增加，而柠檬醛的含量持续缓慢增加；当加热时间从30min增加到35min时，柠檬烯的含量开始显著减少；芳樟醇的含量显著减小；而柠檬醛也略微减少；柠檬醛和芳樟醇的含量都是在脱色时间为30min时达到峰值。

6.活性白土脱色工艺条件优化

通过以上的单因素试验，以加热温度(A)、加热时间(B)、活性白土添加量(C)为考察因素，每个因素设计了4个水平，以活性白土脱色率为指标，进行三因素四水平的正交试验，以确定最佳脱色工艺条件(见表1-3)。

表1 正交试验因素水平表

表2 正交试验结果

序号	A(加热温度)	B(加热时间)	C(脱色剂添加量)	脱色率(％)
					1	1	1	1	69.20
2	1	2	2	65.25
					3	1	2	3	71.73
4	1	4	4	68.79
					5	2	1	1	79.72
6	2	2	2	80.35
					7	2	3	3	84.53
8	2	4	4	81.37
					9	3	1	1	75.06
10	3	2	2	71.43
					11	3	3	3	79.72
12	3	4	4	69.20
					13	4	1	1	68.35
14	4	3	2	66.85

15	4	4	3	74.19
					16	4	3	4	63.33
K1	68.74	73.08	73.08
					K2	81.49	72.19	70.97
K3	73.85	73.61	77.54
					K4	68.18	73.39	70.67
R	13.31	1.42	6.87
					因素主次	A	C	B
优方案	A1	B3	C3

表3 正交试验方差分析结果

方差来源	离差平方和	自由度	F比	F临界值	显著性
						A	124.005298	3	13.00447	9.12	*
B	8.008123	3	6.003407	9.12
						C	49.007398	3	3.003679	9.12
误差	54.08248	3

由试验结果可知，三个因素对实验结果的影响分别是：加热温度>脱色剂添加量>脱色时间。再根据K值进行分析，A2>A3>A1>A4；B3>B4>B1>B2；C3>C1>C2>C4；最佳选择为A2B3C3，即脱色温度为60℃，活性白土添加量为10％，脱色时间为30min。在此条件下对甜橙精油进行脱色，紫外分光光度值为0.196，脱色率为84.53％，而甜橙原油的紫外分光光度值为1.26。由表2可以看出，加热温度(A)对甜橙油脱色效果有显著影响，而脱色剂添加量(C)以及加热时间(B)对甜橙油脱色效果的影响不显著。在试验选择的水平范围内加热温度的影响最大，脱色剂添加量的影响次之，而加热时间的影响最小。

试验例2：脱色工艺对甜橙精油色度值的影响

1.试验方法

(1)取20mL的甜橙精油于烧杯中，加入体积分数为6～12％的脱色剂(活性白土、硅藻土、活性炭)用玻璃棒搅拌均匀。

(2)将步骤(1)得到的溶液放入水浴锅中进行加热脱色一定的时间，控制脱色温度为55～70℃，时间为20～35min。

(3)对经过步骤(2)处理的溶液进行过滤，最后获得澄清的甜橙精油脱色液。

(4)色度值分析法

用色度仪测定甜橙精油原油和脱色液的色值。L*代表颜色的透明度，其值从0(黑)到10(白)。a*和b*轴都是色度值，取值从-80到+80，a*值代表绿红程度，负值表示绿色，正值表示红色；b*值代表蓝黄程度，负值表示蓝色，正值表黄色。

2.实验结果

经色度计测值，甜橙原油L*＝50.66，a*＝11.66，b*＝56.84。然后再通过控制不同脱色剂，脱色剂含量，脱色温度以及时间等条件测甜橙油的色度值，并比较相关色度值大小，从而评估最佳脱色工艺。

(1)不同脱色剂种类对甜橙精油色度值的影响

从图6可以得出结论，脱色剂种类对甜橙精油色度值中的L*和b*值影响很大。当脱色剂为活性白土时，L*值最大；硅藻土次之；当脱色剂为活性炭时，L*值最小；因为L*为明度指数，取值范围从0(黑色)到100(白色)，所以可以得出结论：当活性白土为脱色剂时，甜橙油的明度最高，硅藻土次之；当脱色剂为活性白土时，甜橙油的明度最低。a*和b*为色品指数,b*为蓝黄方向，取值从-80(蓝色)到+80(黄色)；a*为红绿方向,取值范围从-80(绿色)到+80(红色)。对比b*值，活性白土脱色时，甜橙油的b*值最大，说明颜色偏黄程度最深；而对比a*值，硅藻土脱色时，甜橙油的a*值最大，说明颜色偏红程度最深。

(2)活性白土添加量对甜橙精油色度值的影响

从图7可以看出，活性白土添加量对甜橙精油色度值中的L*和b*值影响很小，只有当添加量为10％时，L*和b*都稍微大一些；而对a*值的影响也不是很明显，只有当活性白土添加量为10％时，甜橙油的a*会明显小于其他情况；因此说明当添加量为10％时，甜橙油相对明度大些，偏黄程度深些，偏红程度较低。

(3)脱色时间对甜橙精油色度值的影响

从图8可以看出，对于a*，在脱色时间为30min时，a*会稍稍比其他都大；对于b*值，其波动起伏很大，b*在加热时间为30min时，比其他情况明显大；而对于L*值，其变化就相对平缓些，同样当脱色时间为30min时，L*达到最大，此时溶液明度最高。

(4)加热温度对甜橙精油色度值的影响

从图9可以看出，脱色温度的不同对于a*几乎没什么影响。而对于b*值，在脱色温度为55℃时升高到60℃时，b*增大，而当温度继续上升，直到70℃时，b*开始减小，b*在温度为60℃时，b*最大，说明与其他脱色温度相比，此加热温度下的甜橙油的色泽偏黄程度最高。对于明度值L*，在加热温度为60℃时，L*值达到最大，说明此时甜橙油的明度最高。综合图7-9，我们发现脱色温度，脱色时间或是活性白土添加量对于a*的影响都不显著。对于L*和b*，可以看出较控制脱色时间或活性白土添加量不同时，当控制温度的不同进行脱色时，L*和b*值明显偏大，L*为50-60范围内，b*值为60-70范围内。

(5)活性白土脱色甜橙精油的储藏稳定性研究

活性白土脱色甜橙精油分别在常温贮藏3天、6天后进行色度值检测，并比较活性白土脱色精油和粗油的色度差别，探究经活性白土脱色后对甜橙油品质储藏期的影响(结果见图10和11)。

从图10可以很明显得看出刚开始三天内，甜橙原油的色度值变化较缓慢，而当保存时间越来越长时，其色度值的变化开始显著，说明甜橙油保存越久其色泽的变化越大。而从图11可以发现，经活性白土脱色后的甜橙油的色度值的变化随着保存时间的增加变化一直都很缓慢。这说明经活性白土脱色后有利于精油色泽的保持，延长其储藏期。

试验例3：脱色甜橙精油和粗油的感官分析

1.试验方法

对于添加经不同脱色剂脱色后的甜橙油及其原油样品，采用11名志愿者进行人工嗅闻辨识其香气，品尝其滋味并观察其外观形态，然后根据评分标准进行相应的打分。

滋味评价：混合0.3mL 50％柠檬酸溶液、250mL 68°Brix糖浆和750mL水制得评味介质糖－酸－水溶液，再将甜橙油分别经活性白土，活性炭以及硅藻土脱色后的脱色液及其原油添加至评味介质中。11名志愿者分别把每个样品进行品尝，饮入口中的待测样品于舌头及喉部细细品尝，以识别样品滋味的优劣，同时在品尝完其中一个样品的休息时间时要用温水漱口，以免影响下一个样品的品尝。

气味评价：将一标准嗅香纸浸入已制备好的甜橙油样品中1-2cm，然后离测评者鼻腔2.5cm，测评者通过鼻孔吸气，每次2-3s，连续评香。

2.实验结果

11位评价员对甜橙精油各项指标评分后统一求和，并且其计算各甜橙精油样品的分项得分和总分，具体分数记录见表4。

表4 甜橙精油感官评分结果

评价人员	活性炭	硅藻土	活性白土	原油
					1	71(4,5,24,38)	79(4,12,24,39)	80(4,12,24,40)	62(4,10,13,35)
2	58(3,6,16,33)	62(3,10,16,33)	62(3,10,16,33)	70(4,11,22,33)
					3	59(2,6,17,34)	61(4,10,18,29)	61(4,11,18,28)	63(3,9,17,34)
4	60(4,5,18,33)	70(4,11,21,34)	73(4,12,19,38)	66(4,10,15,37)
					5	53(1,9,14,29)	66(4,10,17,35)	75(4,9,24,38)	61(3,4,17,37)
6	51(3,5,15,28)	67(4,9,24,30)	65(4,12,19,30)	70(4,9,19,38)
					7	55(4,5,17,29)	68(4,12,22,30)	66(4,10,18,34)	61(4,8,16,33)
8	54(4,6,14,30)	72(4,11,20,37)	66(4,12,16,34)	69(4,10,20,35)
					9	61(4,6,19,32)	67(4,12,21,30)	69(4,11,20,34)	64(4,11,14,35)
10	54(4,6,15,29)	65(4,12,18,31)	69(4,10,20,35)	67(4,11,19,33)
					11	50(4,3,14,29)	69(4,11,20,34)	65(4,7,18,36)	64(4,8,22,30)

注:括号内数字分别为甜橙精油的外观形态、色泽、香气、滋味各分项

括号外数字为总分。

用SAS统计软件对表4进行数理统计分析，结果见表5。由平均值可知，在各项指标的感官评价中，经活性白土脱色后的甜橙精油质量最优，经硅藻土脱色后的精油次之。各样品的P值均小于0.001，因此可认为本次评价结果可信。

表5 甜橙精油感官评分方差分析

精油样品	平均值	最大值	最小值	标准方差	样本方差	P值
							活性炭	56.91	71	50	126.86	129.81	<0.001
硅藻土	67.82	79	61	114.99	122.04	<0.001
							活性白土	68.27	80	61	136.52	139.70	<0.001
原油	65.18	70	61	139.57	139.58	<0.001

对不同甜橙精油样品的感官分析结果进行雷达图作图分析，如图12所示。可以看出经活性白土脱色后的甜橙精油外观形态、滋味得分均最高，且其色泽与香气得分也很高，仅次于活性炭脱色后的精油，但两者得分差别不大，硅藻土的所有项目得分均最低，粗油的外观形态、滋味等得分也较高，但是香气及色泽得分较低。因此，综合雷达图考虑，经活性白土脱色后的甜橙精油质量最优，此结论也支持了以上的论述。

Claims (1)

1.一种甜橙精油脱色保香方法，其特征在于包括以下步骤：

1)向甜橙精油中按体积加入10％的活性白土脱色剂，并将溶液搅拌均匀；

2)将步骤1)得到的溶液放入恒温装置中，在温度为60℃条件下密闭保温搅拌30min；

3)将经过步骤2)处理的溶液进行抽滤处理，最后获得澄清的甜橙精油脱色液。