CN108935868A - 一种从植物产品中提取芳香物质的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种从植物产品中提取芳香物质的方法，所述方法包括以下步骤：步骤1：取植物产品用水提取，收集水蒸气；步骤2：将水蒸气冷凝，然后通过石蜡油，回收石蜡油，离心除去水；步骤3：将无水乙醇加入石蜡油中反萃取，减压浓缩除去乙醇，即得芳香物质。本发明根据石蜡油(食品级)的用量、反萃取剂用量、混匀时间、浓缩温度对提取物香气收集率的影响，综合优选了石蜡油的用量、反萃取剂的用量、混匀时间和浓缩温度等关键技术参数，适合的石蜡油用量表现出最大的富集效率，贡献性香气成分回收率更高，所得提取物香气更优。

Description

一种从植物产品中提取芳香物质的方法

技术领域

本发明涉及一种从植物产品中提取芳香物质的方法。

背景技术

食用原料在深加工过程中，由于高温提取(蒸煮)，挥发性物质散失严重，导致深加工产品香气淡薄。由于一些食用原料，比如茶叶、人参和薏苡仁挥发油含量较低，提取、蒸煮冷凝回流液无法达到油水分层，挥发油回收困难。因此，需借助一种助剂进行挥发性物质的富集和回收。目前云南天士力帝泊洱生物茶集团有限公司采用食用油(大豆油)回收普洱茶粉生产过程中散失的香气，取得了一定的效果，但由于食用油中不饱和脂肪酸含量过高，使得到的茶挥发油中引入不饱和脂肪酸，茶挥发油稳定性较差。

目前有关食用原料挥发性成分的制备方法如下几种：

CN102550769A茶叶中芳香物质及其提取方法和应用(申请号/专利号：201010622762.7，以下简称2010年专利)公开了茶叶加水回流提取，将油脂物质(豆油、葵花籽油、菜籽油、花生油、食用调和油、橄榄油、猪油、牛油、豚脂、牛脂或其他合成的油脂以及各种油脂的混合物)加入至含有茶香气成分的冷凝回流水中进行萃取，萃取后得到的油脂物质使用低碳醇反萃取，低碳醇萃取物经减压浓缩得到茶香气。但是2010年专利中使用的食用油中含有大量的不饱和脂肪酸，萃取茶香气后，使用乙醇反萃取，会带出大量不饱和脂肪酸，含有不饱和脂肪酸的油脂在长期放置过程中会出现“哈变”(类似食用油变质的气味)。前期，将食用油回收茶香气回添茶粉，茶粉在放置过程中(放置1年左右)，冲泡茶粉有明显的油脂变质的味道。

石蜡油(食品级)为食品常用加工助剂，主要用做食品的组分及包装材料。本发明经过研究发现，用石蜡油(食品级)富集芳香物质，效果良好，石蜡油主要成分为饱和烷烃，其稳定性更高，所富集香气成分品质更好，为此，本发明作了进一步研究，发现本发明的方法特别适用于提取茶香、人参香、薏苡仁香。

发明内容

本发明目的是提供一种从植物产品中提取芳香物质的方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1：取植物产品用水提取，收集水蒸气；

步骤2：将水蒸气冷凝，然后通过石蜡油，回收石蜡油，离心除去水；

步骤3：将无水乙醇加入石蜡油中反萃取，减压浓缩除去乙醇，即得芳香物质。

上述方法中：

步骤1中：

所述的植物产品包括任何一种含有芳香物质的植物产品，如茶叶，人参，薏苡仁，玫瑰，茉莉花等，优选为茶叶、人参或薏苡仁，所述茶叶为普洱茶。

所述用水提取，具体方法为：植物原料中加入8-10倍重量的水，然后煮沸回流提取，收集水蒸气；

步骤2中：

所述将水蒸气冷凝的方法为常规冷凝方法，如列管式冷凝器；

所述石蜡油为食品级石蜡油，其粘度为7-115cSt，优选为15-70cSt，更优选为35-70cSt。

石蜡油(食品级)与植物原料的体积重量比为1.5-3ml：1kg，优选的，体积重量比为2-2.5ml：1kg，进一步优选体积重量比为2-2.3ml：1kg；

离心的速度和时间为：转速3500-4500rpm，离心7-10min，优选为4000rpm，离心7-9min。

步骤3中：

所述反萃取，方法是将无水乙醇和石蜡油(食品级)按照体积比1.4-1.8:1混合，将二者震荡混匀，时间不少于25min；

无水乙醇与石蜡油的体积比优选为1.4-1.6：1。

所述干燥方式为真空浓缩，温度为34-38℃，优选为34-36℃。

优选的，本发明的方法如下：

步骤如下：

步骤1：取茶叶(优选普洱茶)200-300kg用1800-22000L水提取，加热回流提取0.8-1.2h，收集水蒸气；

步骤2：将水蒸气冷凝，通过粘度为35-37cSt的石蜡油400-600ml，回收石蜡油，离心转速3500-4500rpm，时间8-10min，除去水；

步骤3：将600-1000ml无水乙醇，加入石蜡油中反萃取，将二者震荡混匀，混匀时间为26-30min，然后32-38℃真空浓缩除去乙醇，得芳香物质。

本发明意外的发现，本发明的产品特别适合提取茶叶，人参，薏苡仁这三种植物产品中的芳香物质，特别是提取茶叶中的芳香物质，最适合普洱茶中芳香物质的提取。

本发明为此进行了大量筛选实验，以下为实验内容：

(一)本发明石蜡油(食品级)用量的筛选过程如下：

1、石蜡油用量考察

取普洱茶放入到提取罐中，按茶叶质量和水的比为1:8(g：ml)加入水，同时在挥发油收集器中加入石蜡油(食品级)(粘度为35-37cSt)，回流提取，考察石蜡油的加入量为每罐加375ml，500ml,575ml，625ml,750ml石蜡油，富集冷凝回流液中的茶香气成分，回流时间与茶叶提取时间一致，提取结束，回收石蜡油，离心除去水，然后按石蜡油与无水乙醇的体积比为1:1.8加入无水乙醇，振荡混匀，混匀后34℃真空浓缩，除去乙醇，既得茶香水。取一定体积的茶香水，按比例回添至茶粉中进行审评。考察结果如表1：

表1.石蜡油用量考察结果

石蜡油用量	审评口感	香气强度
			375ml	香气较淡	5
500ml	香气较浓	8
			575ml	香气较浓	8
625ml	香气稍淡	7
			750ml	香气较淡	5

表1结果显示：随着石蜡油用量加大，富集率随之增大，但石蜡油加入过多，反萃取过程中乙醇用量也随之增大，真空浓缩时间延长，导致部分的香气物质散失，所以香气强度较低，所以最终选择用量为500-625ml，较佳为500-575ml。

2、反萃取剂用量

在石蜡油用量优化的基础上，对反萃取剂与石蜡油的比例进行考察，分别考察了1.2:1,1.4:1,1.6:1,1.8:1。结果如表2。

表2.反萃取剂用量考察结果

乙醇：石蜡油	审评口感	香气强度
			1.2:1	香气较淡	5
1.4:1	香气较浓	8
			1.6:1	香气较浓	9
1.8:1	香气稍淡	7

表2结果显示：随着乙醇用量的增大，富集率随之增大，乙醇加入过多，萃取效率提高较小，随着乙醇的增多，真空浓缩除去乙醇的时间随之增加，香气物质损失增加，导致香气强度降低。所以最终选择乙醇与石蜡油比例为1.4:1-1.8:1，较佳为1.4-1.6:1。

3、混匀时间

在石蜡油用量和反萃取剂乙醇用量优化的基础上，对石蜡油与乙醇的混匀时间进行考察，分别考察了15min，20min，25min，30min。结果如表3。

表3.混匀时间考察结果

混匀时间	审评口感	香气强度
			15min	香气较淡	7
20min	香气较浓	8
			25min	香气较浓	9
30min	香气较浓	9

表3结果显示：随着混匀时间的增加，萃取效率随着增大，当时间大于25min时，随着时间的再次增加，萃取所得香气强度趋于平衡，因此最终选择混匀时间为≥25min，最佳为25min。

4、真空浓缩温度

在石蜡油用量、反萃取剂乙醇用量和混匀时间优化的基础上，对真空浓缩温度进行考察，分别考察了32℃,34℃,36℃,38℃。结果如表3。

表3.浓缩温度考察结果

表4结果显示：随着浓缩温度的增加，香气强度随着增大，但是当温度再次增大时，香气强度随着降低，因为随着温度的增加，香气物质散失比例加大，导致香气强度降低，因此最终选择浓缩温度为34-38℃，最佳为34-36℃。

5、石蜡油粘度考察

在石蜡油用量、反萃取剂用量、混匀时间和真空浓缩温度优化的基础上，对不同粘度的石蜡油进行考察，分别考察了粘度分别为7-8cSt、15-17cSt、35-37cSt、68-70cSt、113-115cSt的石蜡油。结果如表4。

表4不同粘度石蜡油考察结果

石蜡油粘度	审评口感	香气强度
			7-8cSt	香气较浓	6
15-17cSt	香气较浓	7
			35-37cSt	香气较浓	9
68-70cSt	香气稍浓	8
			113-115cSt	香气较浓	6

表4结果显示：随着石蜡油粘度加大，富集率随之增大，但石蜡油粘度过大时，萃取效率随之降低，可能是因为不同粘度石蜡油烃类物质组成不同，对香气成分的富集效率不同。所以最终选择粘度为15-70cSt，较佳为35-70cSt。

(二)对于石蜡油(食品级)与食用油萃取茶叶得到的芳香提取液成分采用GC-MS进行对比分析

1)GC-MS条件

GC条件：色谱柱为安捷伦HP-5石英毛细管柱(30m×0.25mm×0.25μm)；载气为高纯氦气(>99.999％)，流速1.0mL/min；进样口温度250℃；分流比为2:1。色谱柱升温程序：初始温度50℃，保持5min，以2℃/min升至120℃，以10℃/min升至280℃，保持4min，运行时间为60min。溶剂延迟3min。

MS条件：电离方式EI源，电离能量70eV；离子源温度230℃，四极杆温度150℃；传输线温度280℃；质量扫描m/z 35-50。

2、茶叶香气萃取GC-MS检测图谱，并对石蜡油(食品级)与食用油(大豆油)萃取结果进行比较，结果如图1(石蜡油富集的茶香气图谱)和图2(食用油富集的茶香气图谱)所示。

3、石蜡油和食用油富集香气鉴定结果，见表5.

表5石蜡油富集香气、食用油富集香气鉴定结果(百分含量高的20个)

序号	化合物名称	石蜡油富集(％)	化合物名称	食用油富集(％)
					1	芳樟醇	20.49	芳樟醇	16.22
2	β-紫罗兰酮	5.67	亚油酸	9.82
					3	α-萜品醇	4.15	棕榈酸	6.89
4	1,2,3-三甲氧基苯	3.77	邻苯二甲酸二异辛酯	6.72
					5	脱氢芳樟醇	2.07	α-萜品醇	3.74
6	α-紫罗兰酮	1.88	β-紫罗兰酮	3.31
					7	β-环柠檬醛	1.65	植醇	2.48
8	芳樟醇氧化物Ⅰ	1.59	α-紫罗兰酮	2.27
					9	芳樟醇氧化物Ⅱ	1.55	1,2,3-三甲氧基苯	2.14
10	橄榄醇	1.51	脱氢芳樟醇	1.70
					11	藏花醛	1.50	芳樟醇氧化物Ⅰ	1.69
12	3,7-二甲基-2,6-亚辛基-1-醇	1.31	橙花醇	1.28
					13	香叶基丙酮	1.26	角鲨烯	1.02
14	4-萜品醇	1.26	4-萜品醇	0.98
					15	1,2-二甲氧基苯	1.22	1-辛烯-3-醇	0.89
16	1-辛烯-3-醇	1.19	β-环柠檬醛	0.87
					17	2,2,6-三甲基环己酮	1.03	芳樟醇氧化物Ⅱ	0.82
18	2,3-二甲氧基甲苯	1.00	1,2-二甲氧基苯	0.81
					19	异佛尔酮	0.75	藏花醛	0.79
20	1,2,4-三甲氧基苯	0.75	3,4-二甲氧基甲苯	0.73

石蜡油富集茶香气中含量最高的20种物质均为茶叶香气成分，而食用油萃取茶香气中，亚油酸，棕榈酸，邻苯二甲酸二异辛酯为食用油成分，含量高达23.43％，这些成分严重影响了茶叶香气的品质，特别是亚油酸，为不饱和脂肪酸长期存放过程中易发生“哈变”，影响产品质量和保质期。

本发明提供的富集方法具有以下有益效果：

1、石蜡油(食品级)为食品常用加工助剂，可在多数食品加工中使用。

2010年专利中，发明人公开了含烃或烃类衍生物的油类在聚集芳香物质方面的应用，油脂均为含烃类或烃类衍生物，前期实验中，仅考虑到了常规的食用油，但未对油脂中的成分做更多的考虑，常规的油脂中不饱和脂肪酸含量较高，导致回收茶叶香气因带入大量的不饱和脂肪酸保质期较短，因而影响茶粉香气品质和保质期。同时回收阶段，冷凝水温度在80℃左右，常规油脂不饱和物质含量较高，在高温下易发生反应，导致得到的茶香气与传统冲泡茶香气差异较大。

在后期研究中发现：因为石蜡油饱和度高，80℃条件下反应较少，所得茶香气与传统冲泡更接近，效果更好。

2、本发明的难度在于对香气回收剂的选择上，首先要考虑到食品中可用，其次要考虑回收效率高、回收所得茶香气物质稳定，同时香气要更接近传统冲泡。

本发明根据石蜡油(食品级)的用量、反萃取剂用量、混匀时间、浓缩温度对提取物香气收集率的影响，综合优选了石蜡油的用量、反萃取剂的用量、混匀时间和浓缩温度等关键技术参数，适合的石蜡油用量表现出最大的富集效率，贡献性香气成分回收率更高，所得提取物香气更优。

3、本发明全程未使用有毒有害易残留的有机试剂；工艺简单、成本低，石蜡油(食品级)可以多次反复使用；提取物香气回收和提取物可以同时制备，且不影响提取物提取的工艺和质量，节约成本，并充分利用原料资源。

4、本发明所得提取物香气主要用途为，添加至各自的深加工产品中，可显著增加产品的香气品质；可制备具有提取物香的食品和用品。

附图说明

图1为石蜡油(粘度35-37cSt；食品级)富集的茶香气图谱；

图2为食用油富集的茶香气图谱。

具体实施方式

实施例以茶叶如普洱茶为例，但不应该限制本发明的范围。

石蜡油(食品级)，购置大连美联华国际贸易有限公司。

实施例1

步骤1：取茶叶250kg用2000L水提取，加热回流提取1h，收集水蒸气；

步骤2：将水蒸气冷凝，通过粘度为35-37cSt的石蜡油(食品级)500ml(石蜡油与食用原料的重量比为2ml：1kg)，回收石蜡油，离心转速4000rpm，时间9min，除去水；除了石蜡油部分，可以重新回流提取，再次进行步骤2。

步骤3：将800ml无水乙醇(无水乙醇与石蜡油的体积比为1.6：1)加入石蜡油中反萃取，将二者震荡混匀，混匀时间为≥25min，然后36℃真空浓缩除去乙醇，即得芳香物质(100ml)。

实施例2

步骤1：取茶叶250kg用2000L水提取，加热回流提取0.8h，收集水蒸气；

步骤2：将水蒸气冷凝，通过粘度为7-8cSt的石蜡油(食品级)550ml(石蜡油与食用原料的重量比为2.2ml：1kg)，回收石蜡油，离心转速4000rpm，时间7min，除去水；除了石蜡油部分，可以重新回流提取，再次进行步骤2。

步骤3：将770ml无水乙醇(无水乙醇与石蜡油的体积比为1.4：1)加入石蜡油中反萃取，将二者震荡混匀，混匀时间为25min，然后34℃真空浓缩除去乙醇，即得芳香物质(100ml)。

实施例3

步骤1：取茶叶250kg用2000L水提取，加热回流提取1.2h，收集水蒸气；

步骤2：将水蒸气冷凝，通过粘度为15-17cSt的石蜡油(食品级)575ml(石蜡油与食用原料的重量比为2.3ml：1kg)，回收石蜡油，离心转速4000rpm，时间8min，除去水；除了石蜡油部分，可以重新回流提取，再次进行步骤2。

步骤3：将920ml无水乙醇(无水乙醇与石蜡油的体积比为1.6：1)加入石蜡油中反萃取，将二者震荡混匀，混匀时间为28min，然后35℃真空浓缩除去乙醇，即得芳香物质(100ml)。

实施例4

步骤1：取茶叶250kg用2000L水提取，加热回流提取1h，收集水蒸气；

步骤2：将水蒸气冷凝，通过粘度为68-70cSt的石蜡油(食品级)575ml(石蜡油与食用原料的重量比为2.3ml：1kg)，回收石蜡油，离心转速4000rpm，时间9min，除去水；除了石蜡油部分，可以重新回流提取，再次进行步骤2。

步骤3：将862.5ml无水乙醇(无水乙醇与石蜡油的体积比为1.5：1)加入石蜡油中反萃取，将二者震荡混匀，混匀时间为30min，然后36℃真空浓缩除去乙醇，即得芳香物质(100ml)。

实施例5

步骤1：取茶叶250kg用2000L水提取，加热回流提取1h，收集水蒸气；

步骤2：将水蒸气冷凝，通过粘度为113-115cSt的石蜡油(食品级)625ml(石蜡油与食用原料的重量比为2.5ml：1kg)，回收石蜡油，离心转速4000rpm，时间8min，除去水；除了石蜡油部分，可以重新回流提取，再次进行步骤2。

步骤3：将937.5ml无水乙醇(无水乙醇与石蜡油的体积比为1.5：1)加入石蜡油中反萃取，将二者震荡混匀，混匀时间为25min，然后36℃真空浓缩除去乙醇，即得芳香物质(100ml)。

实施例6

1、实验分组：对照组(采用2010年专利的实施例1方法制备)、实验1组(采用实施例1的方法制备)、实验2组(采用实施例2的方法制备)、实验3组(采用实施例3的方法制备)、实验4组(采用实施例4的方法制备)实验5组(采用实施例5的方法制备)。

2、实验方法：将实验各组得到的芳香物质以10μl：1g回添至茶叶提取物(茶粉)中，对其进行感官分析。

3、实验结果：见表6。

表6实验组和对照组感官分析结果

实验	审评口感	香气强度
			对照组	香气稍淡	5
实验1组	香气较浓	9
			实验2组	香气较浓	8
实验3组	香气较浓	7
			实验4组	香气较浓	8
实验5组	香气较浓	6

结果表明：采用本发明产品富集的香气较现有技术更好。

实施例7

实施例1方法得到的芳香物质以1：100(ml:g)的比例添加至茶叶提取物(茶粉)中得到含有本发明芳香物质的新的茶叶提取物(茶粉)。

实施例8

实施例1方法得到的茶芳香物质以1：1000(ml:g)的比例添加至茶叶提取浸膏中，得到含有本发明芳香物的新的茶浸膏产品。

实施例9

实施例1方法得到的芳香物质以1：10000(ml:g)的比例添加至茶饮料中得到含有本发明芳香物质的新的茶饮料。

实施例10

实施例1方法得到的芳香物质以1：1(ml:g)的比例添加至袋泡茶中得到含有本发明芳香物质的新的袋泡茶。

实施例11

实施例1方法得到的芳香物质以1：100000(ml:g)的比例添加至食品中得到含有本发明芳香物质的新食品。

Claims (10)

1.一种从植物产品中提取芳香物质的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1：取植物产品用水提取，收集水蒸气；

步骤2：将水蒸气冷凝，然后通过石蜡油，回收石蜡油，离心除去水；

步骤3：将无水乙醇加入石蜡油中反萃取，减压浓缩除去乙醇，即得芳香物质。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的植物产品选自：茶叶、人参、薏苡仁、玫瑰或茉莉花。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的植物产品为普洱茶。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1中：所述用水提取，方法为：植物原料中加入8-10倍重量的水，然后煮沸回流提取，收集水蒸气。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2中：石蜡油与植物原料的体积重量比为1.5-3ml：1kg；

优选的，体积重量比为2-2.5ml：1kg，进一步优选体积重量比为2-2.3ml：1kg。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2中：所述石蜡油为食品级石蜡油，其粘度为7-115cSt；优选的，所述粘度为15-70cSt，进一步优选为35-70cSt。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2中：离心的速度和时间为：转速3500-4500rpm，离心7-10min，优选为4000rpm，离心7-9min。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3中：所述反萃取中无水乙醇和石蜡油按照体积比1.4-1.8:1，优选为1.4-1.6：1。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2中：离心的速度和时间为：转速3500-4500rpm，离心7-10min；优选地，离心的速度和时间为：转速4000rpm，离心7-9min。

10.根据权利要求1-9任一项所述的方法，其特征在于，步骤如下：

步骤1：取茶叶200-300kg用1600-3000L水提取，加热回流提取0.8-1.2h，收集水蒸气；

步骤2：将水蒸气冷凝，通过粘度为15-70cSt的石蜡油500-750ml，回收石蜡油，离心转速3500-4500rpm，时间7-9min，除去水；

步骤3：将700-1035ml无水乙醇，加入石蜡油中反萃取，将二者震荡混匀，混匀时间不少于25min，然后34-38℃真空浓缩除去乙醇，得芳香物质。