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第三章 天然香料加工新技术 一 超临界流体萃取 超临界流体(Supercritical Fluid，简称SCF)就是物质处于其临界温度(Tc)和临界压力(pc)以上的一种物质状态。对该状态的流体加压，流体不会液化，仅密度增大，此状态流体既具有液态性质，同时保留有气体性能，这种状态的流体表现出若干特殊性质。 二氧化碳相图 可以作为超临界流体的物质有CO2、水、乙烷等，由于超临界C02具有密度大，溶解能力强，传质速率高；以及临界压力、临界温度适中(临界压力7.37MPa、临界温度31.05℃)，分离过程可在接近室温条件下进行；同时二氧化碳具有无毒、惰性以及极易从萃取产物中分离出来等一系列优点，故超临界流体萃取常常以二氧化碳为首选。传统的超临界溶剂是单一组分的纯气体，如二氧化碳、乙烷等，在萃取时溶解性选择性不够，因此加入附加组分得到广泛研究。 1978年世界上第一套用于咖啡豆脱除咖啡因的工业化超临界萃取装置在德国建立。随后，采用超临界流体萃取技术的从啤酒花萃取酒花浸膏和从渣油中脱除沥青的大规模工业化设备先后在德国、美国等地投产。 我国经历20多年的努力，在超临界流体萃取技术的研究和应用方面也取得显著成绩，例如小麦胚芽油、卵磷脂、菊花油等的提取。 食品上常见到的萃取对象：黄葵籽、当归籽、茴香籽、八角茴香、苹果、山金车、罗勒、甜橙、奶油、白菖蒲根、金盏花、葛蒌子、小豆蔻、胡萝卜根、胡萝卜籽、芹菜籽、春黄菊、桂皮、丁香花蕾、可可、咖啡、芫荽籽、荜澄茄、榄香、小茴香、葫芦巴、格蓬、姜、榛子、啤酒花、地尔草、园叶当归根、肉豆蔻衣、墨角兰、香厚壳桂叶、蘑菇、没药、肉豆蔻、橡木、乳香、鸢尾、辣椒、桃树叶、花生、薄荷、胡椒、众香果、玫瑰、迷迭香、香紫苏、茶、烟草、香荚兰、依兰、百里香、留兰香、草莓、锯叶棕、沙棘等。 用超(亚)临界CO2萃取的产品因不受热和溶剂残留的影响，香气往往特别新鲜、浓郁，具有天然逼真的特征香，其有效成分和得率也大大高于常规蒸馏法、萃取法及压榨法。 在亚临界CO2萃取条件下，液态CO2对芳香原料呈泡浸形式。这就避免了料层短路和粘结现象。芳香物质的溶解、传递速率均较快，往往得率较超临界状态为高。 二 分子蒸馏 分子蒸馏又叫短程蒸馏（Short-Path Distillation）.是指在高真空条件下，蒸发面和冷凝面的间距小于或等于被分离物料的蒸汽分子的平均自由程，由蒸发面逸出的分子，既不与残余空气的分子碰撞，自身也不相互碰撞毫无阻碍地奔射并凝集在冷凝面上。 在高真空(0.133—1.0 Pa)条件下进行的非平衡蒸馏，具有特殊的传质传热机理。 分子平均自由程 依据分子蒸馏基本理论，在设计分子蒸馏器时，蒸发面与冷凝面的间距不得大于分子平均自由程。 物料在加热面上的液膜形成 分子在液膜表面上的自由蒸发 分子从加热面向冷凝面的运动 分子在冷凝面上的捕获 馏出物和残留物的收集 分子蒸馏的特点： 操作温度低：分子蒸馏靠不同物质分子运动自由程差别进行分离，并不需要加热至沸腾。 蒸馏压力低：受热时间短和分离率高的优点。 同时由于生产能力低，限制了其使用的范围。 分离程度及产品收率高。 分子蒸馏较常规蒸馏存在的优势 （1）产品品质高 由于分子蒸馏操作温度低、受热时间短，因而大大提高产品品质，特别适用于高沸点、热敏性及易氧化物质的分离，对于保持天然物质的品质有着特殊的功能。 （2）产品能耗小 由于分子蒸馏整个分离过程热损失少，且由于分子蒸馏装置独特的结构形式，其内部压降极小，因而可大大节省能耗。 （3）产品成本低 由于分子蒸馏的分离效率高，产品收率高，因而可大大降低产品生产成本。 我国广霍香油、香根油、玫瑰油、茉莉净油、大花茉莉净油和当归净油等的深加工研究也都应用了分子蒸馏技术原理，在单级或多级短程降膜式蒸馏装置上进行了脱色、精制和提纯试验研究，尤其是广藿香油分子蒸馏已形成生产规模，制成色泽浅黄，香气油部、柔和。具强烈广藿香特征香、广霍香醇含量高的分子蒸馏级——特级广霍香油，另外，玫瑰油的分子蒸馏也巳通过技术鉴定，精制级玫瑰油也已商品化。 三 冷冻干燥技术的应用 冷冻干燥是物质中含有少量水分、让其速冻结成冰粒，然后在真空下将其以升华的方式除去的技术，使物料在低温下得以浓缩。它可以保护原有食的香气，同时还可以消灭细菌，避免食品受热降解遭到破坏。 目前用此法生产的速溶咖啡已占一定的市场比例，美国的“雀巢”和德国“Jacobs”公司的商品已经上市。 冷冻干燥法生产速溶咖啡的条件是：先制成固体含量在20—25%的萃取液，在－25℃— －43℃的条件下冷却：然后升华．最终产品含有1—3%