CN115651763A - 胡椒精油和胡椒油树脂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及天然提取物技术领域，具体涉及胡椒精油和胡椒油树脂及其制备方法。本发明提供一种胡椒精油的制备方法，所述方法包括：将胡椒原料进行水蒸气蒸馏，分段收集所述水蒸气蒸馏制得的馏分，将所述馏分混合；所述馏分分别为蒸馏0.8‑1.2h的轻相馏分和蒸馏1.8‑2.2h的重相馏分；所述胡椒精油中，所述轻相馏分和所述重相馏分的质量比为(4‑8)：1。本发明通过对胡椒精油进行精制重组处理，改进胡椒精油的香气，进而改善胡椒油树脂的风味。本发明制得的胡椒精油头香清新，尾香持久；由该胡椒精油调配的胡椒油树脂具有清新风味，尾香保留度高，可更好地满足食品、药品等领域的需要。
Description
技术领域
本发明涉及天然提取物技术领域，具体涉及胡椒精油和胡椒油树脂及其制备方法。
背景技术
胡椒(尤其是黑胡椒)中含有丰富的挥发油和胡椒碱等风味成分，是目前广泛使用的香辛料。胡椒油树脂是从胡椒中提取的有效成分，风味独特，使用方便，是一种重要的食品添加剂，深受人们喜爱，主要用于肉食、罐头、汤料、调味汁和饮料中，同时胡椒油树脂还具有一定的保鲜、防腐功效，是胡椒类产品应用开发的发展趋势。
在常规的胡椒油树脂生产工艺中，一般先使用水蒸气蒸馏得到胡椒精油，再将蒸馏后的胡椒使用溶剂提取得到胡椒浸膏，将精油与浸膏混合后得到胡椒油树脂。胡椒油树脂香气主要来源于胡椒精油，但目前胡椒精油普遍使用一次蒸馏工艺得到，水蒸气蒸馏得到的胡椒精油存在风味中蒸煮味明显、尾香保留时间短等问题，导致胡椒油树脂头香不清新，尾香保留度不高，风味不佳。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种胡椒精油及其制备方法。
本发明的另一目的是提供含有上述胡椒精油的胡椒油树脂及其制备方法。
针对现有技术中的胡椒油树脂及其制备方法存在的风味不佳的问题，本发明以改善胡椒油树脂的风味为目的，开发具有风味显著提升的胡椒精油、胡椒油树脂及其制备方法。胡椒精油中的挥发性物质是决定胡椒油树脂风味的关键因素，然而与人工合成精油不同，作为天然植物提取物，胡椒精油中的挥发性物质成分极其复杂，各成分之间还可能存在复杂且未知的相互作用，这些挥发性物质及其相互作用共同影响胡椒油树脂的风味，较难通过简单地调整其中一种或几种成分改善胡椒精油和胡椒油树脂整体的风味，若想要有目的地改进胡椒精油的香气，获得具有较好香气的胡椒精油存在较大的难度。对胡椒精油进行多步骤复杂的精制虽然可能会有利于提升香气物质的含量，但是，容易导致胡椒精油的大量损失，导致胡椒精油的收率较低，由此得到的制备方法较难在工业上进行大规模应用。本发明对胡椒精油的制备方法进行了大量的尝试，发现通过将胡椒原料使用水蒸气蒸馏，收集特定蒸馏时间的胡椒精油并将其按照特定比例混合，能够有效提升胡椒精油的清新风味和尾香保留度。
具体地，本发明提供以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种胡椒精油的制备方法，所述方法包括：将胡椒原料进行水蒸气蒸馏，分段收集所述水蒸气蒸馏制得的馏分，将所述馏分混合；
所述馏分分别为蒸馏0.8-1.2h的轻相馏分和蒸馏1.8-2.2h的重相馏分；
所述胡椒精油中，所述轻相馏分和所述重相馏分的质量比为(4-8)：1。
本发明发现，将上述特定蒸馏时间收集的馏分以上述特定比例混合后制得挥发性成分重组的胡椒精油，胡椒精油及其制得的胡椒油树脂的清新风味和尾香的保留度均显著提升。而且，上述方法可将水蒸气蒸馏产出的胡椒精油进行充分利用，工艺链完整，无副产品产生。
本发明通过对上述分段收集的馏分中的挥发性成分进行检测确定了其中关键挥发性成分的含量。
优选地，所述轻相馏分中，α-蒎烯的质量百分含量为14-17％，桧烯的质量百分含量为16-18％，D-柠檬烯的质量百分含量为23-26％，所述重相馏分中，反式石竹烯的质量百分含量为5-7％。
进一步优选地，所述胡椒精油中，所述轻相馏分和所述重相馏分的质量比为(5-7)：1。将上述轻相馏分和重相馏分按照该比例混合更有利于提升胡椒精油的清新风味和尾香保留度。
上述方法中，所述水蒸气蒸馏的温度为110-150℃。
本发明发现，在过高的温度条件下进行水蒸气蒸馏，得到的胡椒精油与水形成乳浊液，静置分离时间过长，工艺可行性低；蒸馏温度过低，胡椒精油收率低，经济效益差。而将蒸馏温度控制在110-150℃范围内，在保证工艺可行性的情况下，提高精油的收率。
优选地，所述水蒸气蒸馏的温度为130-140℃。在该温度范围内进行蒸馏能够更好地保证胡椒精油具有较好的风味。蒸馏温度过低时，胡椒精油收率低；蒸馏温度过高时，胡椒精油风味中出现糊味。在此温度范围内进行水蒸气蒸馏，胡椒精油收率高，且挥发性成分物质保留完全，胡椒精油具有较好的风味。
水蒸气蒸馏可采用水蒸气蒸馏设备进行。
上述方法中，所述水蒸气蒸馏的时间为1-2.5h。
本发明发现，水蒸气蒸馏时间过长，胡椒精油风味中出现糊味，同时耗能较高，经济可行性低。在上述工艺条件下对胡椒原料进行水蒸气蒸馏处理，能够在保证较高精油收率的同时，保证胡椒精油的头香清新，尾香持续时间长，由该胡椒精油调配得到的胡椒油树脂具有清新风味，尾香保留度高。经检测发现，经上述蒸馏工艺制得的胡椒精油中反式石竹烯含量占比明显增加，而反式石竹烯在精油中起到定香剂的作用，可以使精油挥发性成分保留度更高。
上述方法中，所述胡椒原料优选为经压片处理的胡椒。
压片后胡椒的厚度优选为0.3-0.5mm。
胡椒进行压片时，压片机温度优选控制＜35℃。
第二方面，本发明提供以上所述的胡椒精油的制备方法制备得到的胡椒精油。
优选地，所述胡椒精油中，α-蒎烯的质量百分含量为14-17％，桧烯的质量百分含量为16-18％，D-柠檬烯的质量百分含量为23-26％，反式石竹烯的质量百分含量为5-7％。
上述胡椒精油具有清新风味，且尾香保留度高。
第三方面，本发明提供以上所述的胡椒精油在制备食品、化妆品或药物中的应用。
第四方面，本发明提供一种胡椒油树脂，所述胡椒油树脂包含以上所述的胡椒精油以及胡椒浸膏。
其中，所述胡椒浸膏可为采用常规方法制备得到的胡椒油树脂原膏。
优选地，所述胡椒浸膏为将脱除胡椒精油后的胡椒原料经溶剂萃取、浓缩和脱除溶剂制备得到。
上述脱除胡椒精油可采用水蒸气蒸馏法、溶剂萃取法、超临界CO2萃取法、超声蒸馏法等。
在本发明的一些实施方式中，所述胡椒浸膏的制备方法为：将胡椒原料进行水蒸气蒸馏处理，将经蒸馏脱除胡椒精油后的胡椒原料经溶剂萃取、浓缩和脱除溶剂制得。
第五方面，本发明提供以上所述的胡椒油树脂的制备方法，所述方法包括：利用以上所述的胡椒精油的制备方法制备胡椒精油；还包括：将经水蒸气蒸馏处理后的胡椒原料经溶剂萃取、浓缩和脱除溶剂制备为胡椒浸膏，将所述胡椒浸膏与所述胡椒精油混合。
优选地，所述萃取使用的溶剂包括第一溶剂和第二溶剂；其中，所述第一溶剂为选自正己烷、环己烷、石油醚中的一种或多种的混合物；所述第二溶剂为选自乙酸乙酯、丙酮、二氯甲烷中的一种或多种的混合物。
进一步优选地，所述萃取使用的溶剂为体积比为(3-5)：(5-7)的正己烷和乙酸乙酯。
本发明发现，采用上述配比的正己烷和乙酸乙酯作为萃取溶剂，能够提高胡椒浸膏的含量收率，且制得的胡椒浸膏无不良气味，更有利于提高胡椒油树脂的风味。
以上所述的方法中，萃取溶剂的用量为与经水蒸气蒸馏处理后的胡椒原料的质量体积比为1：(4-6)，萃取温度为35-45℃，萃取次数为4-6次，每次萃取时间为40-80min。
在萃取完成后，将萃取液进行浓缩、脱除溶剂，得到胡椒浸膏。
其中，所述浓缩和脱除溶剂的条件为：温度60-70℃，真空度-0.09至-0.085MPa。
上述方法制得的胡椒油树脂具有清新风味，且尾香保留度高。
第六方面，本发明提供以上所述的胡椒油树脂在制备食品或药物中的应用。
本发明的有益效果在于：本发明通过对胡椒精油进行精制重组处理，改进胡椒精油的香气，进而改善胡椒油树脂的风味。本发明制得的胡椒精油头香清新，尾香持久。由该胡椒精油调配的胡椒油树脂具有清新风味，尾香保留度高，可更好地满足食品、药品等领域的需要；而且，该制备方法具有工艺流程简单、成本低、易于连续化工业生产的优势。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
挥发性物质检测
使用超快速气相电子鼻对各实施例和对比例制得的胡椒精油中的挥发性成分进行检测，胡椒精油香气成份的检测方法如下：取胡椒精油样品20μL，进样体积500μL，孵化温度60℃，时间20min，45℃恒温35s，以1℃/s的速率升温至70℃并恒温30s，以0.5℃/s的速率升温至140℃，以3℃/s的速率升温至251℃并恒温21s，使用的检测仪器为超快速气相电子鼻。
感官评价方法
以下实施例和对比例中，对胡椒精油采用定量描述分析方法进行感官评价。根据GB/T1629.1-2012《感官分析选拔、培训与管理员评价员一般导则第1部分：优选评价员》对感官评价人员进行培训，选择10名年龄在25岁到30岁之间人员(5名男性和5名女性)建立感官评价小组。室内温度25±2℃、湿度40±3％，取50μL精油于80℃、50mL玻璃杯中，采用阿拉伯数字对样品随机编号，针对样品的感官属性进行评分，包括头香清新感，尾香木质香。呈味强度和时间采用5分制，其中0分表示没有味道或无尾香，5分表示味道最强或尾香持续时间长。
实施例1
本实施例提供一种胡椒油树脂的制备方法，该方法包括如下步骤：
1、压片：取30kg胡椒，使用压片机压片，通入冷却水，检测压片后胡椒厚度为0.4mm；
2、水蒸气蒸馏：将步骤1经压片后的30kg胡椒原料投入水蒸气蒸馏设备中，设置温度为120℃，进行水蒸气蒸馏，蒸馏1h收集轻相馏分，继续蒸馏，蒸馏2h(从开始蒸馏计时)收集重相馏分，得到轻相1.3kg，重相0.2kg，将轻相和重相混合，得到胡椒精油1.5kg；
3、溶剂提取：将步骤2经提取精油后的胡椒原料28.8kg投入萃取釜中，加入115.2L的正己烷和乙酸乙酯混合溶剂(其中正己烷和乙酸乙酯的体积比为4:6)，在40℃下萃取4次，每次60min，共得到萃取液460L，在65℃、-0.09MPa条件下浓缩、脱除溶剂，得到胡椒浸膏2.83kg；
4、混合调配：将步骤2制得的1.5kg胡椒精油与步骤3制得的2.83kg胡椒浸膏进行混合，即可得到胡椒油树脂4.33kg。
对本实施例制得的胡椒精油和胡椒油树脂进行感官评价，感官评价结果显示，胡椒精油和胡椒油树脂头香清新，尾香保留时间长(表1和表2)。
表1感官评价结果(1)
表2感官评价结果(2)
进一步使用超快速气相电子鼻对制得的胡椒精油、胡椒油树脂的风味进行检测，检测结果如表3所示。
表3不同蒸馏时间段挥发性成分相对含量差异
实施例2
本实施例提供一种胡椒油树脂的制备方法，该方法包括如下步骤：
1、压片：取30kg胡椒，使用压片机压片，通入冷却水，检测压片后胡椒厚度为0.4mm；
2、水蒸气蒸馏：将步骤1经压片后的30kg胡椒原料投入水蒸气蒸馏设备中，设置温度为130℃，进行水蒸气蒸馏，蒸馏1h收集轻相馏分，继续蒸馏，蒸馏2h(从开始蒸馏计时)收集重相馏分，得到轻相1.35kg，重相0.25kg，将轻相和重相混合，得到胡椒精油1.6kg；
3、溶剂提取：将步骤2经提取精油后的胡椒原料28.8kg投入萃取釜中，加入115.2L的正己烷和乙酸乙酯混合溶剂(其中正己烷和乙酸乙酯的体积比为4:6)，在40℃下萃取4次，每次60min，共得到萃取液460L，在65℃、-0.09MPa条件下浓缩、脱除溶剂，得到胡椒浸膏2.81kg；
4、混合调配：将步骤2制得的1.6kg胡椒精油与步骤3制得的2.81kg胡椒浸膏进行混合，即可得到胡椒油树脂4.41kg。
对本实施例制得的胡椒精油和胡椒油树脂进行感官评价，感官评价结果显示，胡椒精油和胡椒油树脂头香清新，尾香保留时间长(表4和表5)。
表4感官评价结果(1)
表5感官评价结果(2)
进一步使用超快速气相电子鼻对制得的胡椒精油、胡椒油树脂的风味进行检测，检测结果如表6所示。
表6胡椒精油和胡椒油树脂挥发性成分
实施例3
本实施例提供一种胡椒油树脂的制备方法，该方法包括如下步骤：
1、压片：取30kg胡椒，使用压片机压片，通入冷却水，检测压片后胡椒厚度为0.4mm；
2、水蒸气蒸馏：将步骤1经压片后的30kg胡椒原料投入水蒸气蒸馏设备中，设置温度为120℃，进行水蒸气蒸馏，蒸馏0.8h收集轻相馏分，继续蒸馏，蒸馏2.2h(从开始蒸馏计时)收集重相馏分，得到轻相0.85kg，重相0.80kg，将轻相和重相混合，得到胡椒精油1.65kg；
3、溶剂提取：将步骤2经提取精油后的胡椒原料28.8kg投入萃取釜中，加入115.2L的正己烷和乙酸乙酯混合溶剂(其中正己烷和乙酸乙酯的体积比为4:6)，在40℃下萃取4次，每次60min，共得到萃取液460L，在65℃、-0.09MPa条件下浓缩、脱除溶剂，得到胡椒浸膏2.82kg；
4、混合调配：将步骤2制得的1.65kg胡椒精油与步骤3制得的2.82kg胡椒浸膏进行混合，即可得到胡椒油树脂4.47kg。
对本实施例制得的胡椒精油和胡椒油树脂进行感官评价，感官评价结果显示，胡椒精油和胡椒油树脂头香清新，尾香保留时间长(表7和表8)。
表7感官评价结果(1)
表8感官评价结果(2)
进一步使用超快速气相电子鼻对制得的胡椒精油、胡椒油树脂的风味进行检测，检测结果如表9所示。
表9胡椒精油和胡椒油树脂挥发性成分
对比例1
本对比例提供一种胡椒油树脂的制备方法，该方法包括如下步骤：
1、压片：取30kg胡椒，使用压片机压片，通入冷却水，检测压片后胡椒厚度为0.4mm；
2、水蒸气蒸馏：将步骤1经压片后的30kg胡椒原料投入水蒸气蒸馏设备中，设置温度为120℃，进行水蒸气蒸馏，蒸馏2h收集轻相馏分，继续蒸馏，蒸馏4h(从开始蒸馏计时)收集重相馏分，得到轻相1.4kg，重相0.15kg，将轻相和重相混合，得到胡椒精油1.55kg；
3、溶剂提取：将步骤2经提取精油后的胡椒原料28.8kg投入萃取釜中，加入115.2L的正己烷和乙酸乙酯混合溶剂(其中正己烷和乙酸乙酯的体积比为4:6)，在40℃下萃取4次，每次60min，共得到萃取液460L，在65℃、-0.09MPa条件下浓缩、脱除溶剂，得到胡椒浸膏2.80kg；
4、混合调配：将步骤2制得的1.5kg胡椒精油与步骤3制得的2.80kg胡椒浸膏进行混合，即可得到胡椒油树脂4.35kg。
对制得的胡椒精油和胡椒油树脂进行感官评价，感官评价头香不清新，尾香保留时间短。使用超快速气相电子鼻对胡椒精油中的挥发性成分进行检测，结果显示，其中α-蒎烯的质量百分含量为10.52％，桧烯的质量百分含量为13.85％，反式石竹烯的质量百分含量为2.83％。
表10感官评价结果(1)
表11感官评价结果(2)
对比例2
本对比例提供一种胡椒油树脂的制备方法，该方法包括如下步骤：
1、压片：取30kg胡椒，使用压片机压片，通入冷却水，检测压片后胡椒厚度为0.4mm；
2、水蒸气蒸馏：将步骤1经压片后的30kg胡椒原料投入水蒸气蒸馏设备中，设置温度为120℃，进行水蒸气蒸馏，一次性蒸馏8h，收集馏分，得到胡椒精油1.85kg。感官评价结果显示，胡椒精油糊味明显，不具备胡椒精油特征风味，无柠檬香、柑橘香、清新感，胡椒精油感官体验较差，不符合市场对于胡椒精油的风味标准。使用超快速气相电子鼻对胡椒精油中的挥发性成分进行检测，结果显示，其中，α-蒎烯的质量百分含量为9.76％，桧烯的质量百分含量为6.84％，反式石竹烯的质量百分含量为8.97％，出现己醛等差异性成分。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种胡椒精油的制备方法，其特征在于，所述方法包括：将胡椒原料进行水蒸气蒸馏，分段收集所述水蒸气蒸馏制得的馏分，将所述馏分混合；
所述馏分分别为蒸馏0.8-1.2h的轻相馏分和蒸馏1.8-2.2h的重相馏分；
所述胡椒精油中，所述轻相馏分和所述重相馏分的质量比为(4-8)：1。
2.根据权利要求1所述的胡椒精油的制备方法，其特征在于，所述轻相馏分中，α-蒎烯的质量百分含量为15-17％，桧烯的质量百分含量为16-20％，D-柠檬烯的质量百分含量为24-30％，所述重相馏分中，反式石竹烯的质量百分含量为5-10％；
优选地，所述胡椒精油中，所述轻相馏分和所述重相馏分的质量比为(5-7)：1。
3.根据权利要求1或2所述的胡椒精油的制备方法，其特征在于，所述水蒸气蒸馏的温度为110-150℃。
4.权利要求1～3任一项所述的胡椒精油的制备方法制备得到的胡椒精油；
优选地，所述胡椒精油中，α-蒎烯的质量百分含量为14-17％，桧烯的质量百分含量为16-18％，D-柠檬烯的质量百分含量为23-26％，反式石竹烯的质量百分含量为5-7％。
5.权利要求4所述的胡椒精油在制备食品、化妆品或药物中的应用。
6.一种胡椒油树脂，其特征在于，所述胡椒油树脂包含权利要求4所述的胡椒精油以及胡椒浸膏。
7.权利要求6所述的胡椒油树脂的制备方法，其特征在于，所述方法包括：利用权利要求1～3任一项所述的胡椒精油的制备方法制备胡椒精油；还包括：将经水蒸气蒸馏处理后的胡椒原料经溶剂萃取、浓缩和脱除溶剂制备为胡椒浸膏，将所述胡椒浸膏与所述胡椒精油混合。
8.根据权利要求7所述的胡椒油树脂的制备方法，其特征在于，所述萃取使用的溶剂包括第一溶剂和第二溶剂；
所述第一溶剂为选自正己烷、环己烷、石油醚中的一种或多种的混合物；
所述第二溶剂为选自乙酸乙酯、丙酮、二氯甲烷中的一种或多种的混合物；
优选地，所述萃取使用的溶剂为体积比为(3-5)：(5-7)的正己烷和乙酸乙酯。
9.根据权利要求7或8所述的胡椒油树脂的制备方法，其特征在于，所述萃取中，萃取溶剂的用量为与经水蒸气蒸馏处理后的胡椒原料的质量体积比为1：(4-6)，萃取温度为35-45℃，萃取次数为4-6次，每次萃取时间为40-80min；
和/或，所述浓缩和脱除溶剂的条件为：温度60-70℃，真空度-0.09至-0.085MPa。
10.权利要求6所述的胡椒油树脂在制备食品或药物中的应用。
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