水蒸汽蒸馏法提取产生姜精油的生产工艺研究
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水蒸汽蒸馏法提取产生姜精油的生产工艺研究
摘 要：目的：确立生姜精油的提取工艺。 原理：利用生姜精油的挥发性和水不溶性，采用水蒸气蒸馏法将生姜精油蒸馏出来，经过冷却、油水分离后，即得。? 　　关键词：以水蒸气蒸馏法提取生姜精油；方法可靠；简便；易行? ? 　　 　　20世纪以后，中国不仅是生姜的主产国之一，也渐成为生姜的主要出口国之一，平均年产生姜超过15．2万吨，年出口量约6．7万吨，占世界总出口量的40％。但生姜的贮藏较难，易腐烂变质，因此每到收获季节，产区生姜损失很大。迄今为止，生姜的贸易主体仍是干姜，生姜食用多作普通调味料，在我国一直以原姜或姜粉为主，利用率极低。? 　　由于天然香料精油及其衍生物的嗅感和感官特性是合成香料，加上人们出于对合成香料安全性的顾虑而产生的对天然香料的偏爱，使得天然香料仍能维持其巩固的市场地位，尤其是在食用香料香精方面。由于人们对各种新香型的追求，开发新的香料品种成为必然。近年来，有许多将生物技术用于开发天然香料品种的报导，要经过许多环节，克服许多难以克服的因素，如香气的优劣、经济的合理性、资源的保障等，才能成为一个有生命力的新品种。天然香料的主要加工技术为水蒸汽蒸馏法 水蒸汽蒸馏法是利用精油成分与水形成二相共沸物，以略低于水的沸点的温度将精油从原料中提取出来。适合于水蒸汽蒸馏法的原料最多，大多数原料的枝、叶、根、茎、皮、籽及部分花均可采用此法，如肉桂、柏木、八角、薄荷、薰衣草、柑桔类果皮、山苍籽、菖蒲等。蒸馏过程中香成分易分解的香料原料不适用此法。水蒸馏汽馏技术近年来有了较大的发展，新的技术主要有水扩散水蒸汽蒸馏器、涡轮式快速蒸馏器、连续蒸馏器及南京野生植物研究所研制开发的加压串联蒸馏设备和能应用在田间的TX-A型小型移动式蒸馏设备等。浸提法即萃取法，是利用挥发性溶剂将原料中有效香成分适合于头香部分，香成分含量低的原料和挥发性较小的品种及不挥发的香味成分的提取，浸提萃取技术近年来已突破了原来的固定式或转鼓式萃取设备，开发出浮滤式浸提器、连续式浸提设备等新式浸提设备。近年来液体CO2及其超临界流体萃取技术是一个发展很快的浸提工艺，具有浸提得率高、选择性好、提取温度低使头香保留完全、适用于热敏性香料、没有溶剂残留等优点。目前，我国对天然香料产业化涉及的新技术新工艺研究薄弱，推广力度更是不足。要使我国天然香料产业有一个大的发展，就必须在天然香料新技术、新工艺的研究方面有一个大的突破。同时，生产天然香料的厂家众多，但总体技术水平不高，一方面是因为缺乏人才，另一方面是缺乏资金。国家给于适当的资金扶持，用于香料厂的技术改造，支持企业采用新工艺。同时加强科技术人员培训，加强工厂与科研单位结合，增强企业发展后劲，争取在尽可能短的时期内提高工厂的技术水平。? 　　近年来，随着人们自身保健意识的增强，日益强调食品原料及添加剂的天然性与健康性，使得人们再度关注生姜这一药食兼用的食品资源，并以科学手段考察它在保健，预防、治疗慢性疾病方面的功效。? 　　因此，加强生姜精油等精深加工产品的研究开发，可以充分利用生姜的有效成分，提高其利用价值，推动我国食品调味料和相关的食品加工业朝着深加工、方便化、天然健康的方向发展，与国际接轨。透过现代生化及药理技术发现的生姜精油中特定功效成分，不仅为传统中医学治疗实践提供了理论依据，更为宝贵的传统中药走向世界市场打开了大门。这些都赋予了生姜利用新的内容与意义，并将为生姜资源的利用开辟无限广阔的前景。 ? 　　 　　1 生姜精油产品的开发应用? 　　 　　生姜精油香气温辛，甜而浓厚，又具有一定的生理活性功能，可作为化妆品香料、食品香料及药材。因此，生姜精油产品在食品和化妆品工业中应用前景十分广阔。 ? 　　食品领域生姜精油口味温热，香辛，有令人愉悦的芳香，不辛辣。其主要用于食品领域的饮料、无醇清凉饮料、焙烤食品、特殊甜酒及姜啤酒、姜酒等酒类的加香、调味，是天然的食品香料；也是卷烟用香精的常用原料。 ? 　　能食品领域生姜精油含有生姜的香气和味道，可作为高品质的浓缩调味料替代传统香辛原料应用于食品加工及烹调 ；生姜精油又具有许多生物活性，有助于预防现代文明疾病，使所添加应用的食品成为“工程食品”，起到对人的营养保健作用。因此，生姜在功能食品领域的开发也大有可为，尤其是作为功能性调味料，对功能食品乃至整个食品行业有很大的意义。? 　　生姜为姜科植物姜 (Zingiber officinale Roscoe)的根茎，是多年生草本植物。由于鲜姜贮藏方法不当等原因，造成大量浪费。若将生姜加工成姜油，则其经济效益可以提高3倍-5倍。我国有14种姜属植物，大都含有挥发油，挥发油中主要含有姜烯、姜醇天然倍半萜 (- ) β-倍半水芹烯、六氢姜黄素、二氢姜酚等成分。生姜广泛地用于烹调和食品的加香，姜精油、姜抽提物、姜油树脂等也是食品工业广泛应用的香料。除此之外，姜也是一种传统中药，用于脾胃虚寒，腹痛吐泻，吐衄崩漏，阳虚失血。早期的药理实验证明：生姜具有发表散寒止呕开痰之功效，用于治疗伤风感冒、咳嗽多痰、胃寒呕吐等症。现代科学证实生姜具有抗衰老、抗肿瘤、降血脂、促进血液循环、调解中枢神经、消炎抗菌等作用。 我国生姜栽培地域很广，四川、贵州、广西、广东、山东、陕西等省区产量较高，主要品种有肉姜、火姜、鸡姜等。各地所产生姜中姜挥发油和姜辣素含量及其组分有较大差异。贵州水城县发耳产的生姜 (又称小黄姜)，块茎丰满充实，同一品种形态完整、色泽一致，辣味浓，姜挥发油和姜辣素含量比较高。? 　　2 试药与设备? 　　 　　（1）小黄姜；? 　　（2）隧道式干燥机、粉碎机、蒸锅、冷却器、油水分离器。? 　　 　　3 工艺方法? 　　 　　（1）原料预处理。挑选无虫蛀，无霉烂，无发芽的鲜姜作为原料，除去根须，用刀切成4毫米-5毫米厚的姜片。 　　（2）烘干。置姜片于隧道式干燥机，在60℃-65℃温度下烘姜片6小时-8小时，使鲜姜片含水量降到12%以下。也可置于竹帘上晒5天-6天。? 　　（3）粉碎。用粉碎机将干姜片粉碎成米粒状的姜粉，过20目筛。? 　　（4）蒸馏、冷却。准备好不锈钢蒸锅，蒸锅中放箅子，箅子上展铺一层纱布，将姜粉疏松地铺在纱布上。姜粉表面与上层箅子应保留一定空间，以利水蒸气透过。? 　　装好姜粉后，将蒸锅的蒸馏管接上冷却器，这样就构成一套蒸馏冷却设备装置。蒸锅下通上蒸汽，使蒸汽压力保持0.12Mpa-0.13Mpa。这样蒸汽透过姜粉，因蒸汽的高温作用使姜粉中姜油汽化，随水蒸气从蒸馏管进入冷却器，蒸汽和汽化的生姜精油在冷却器中冷却成油水混合物。? 　　（5）油水分离。用油水分离器在冷却器出口处收集油水混合物，静置后，油水自动分离，上层为生姜精油，下层为水。使用分离器放去下层的水，即得生姜精油产品。? 　　 　　4 结论? 　　 　　（1）原料不可有腐烂、变质现象，否则影响姜油品质。? 　　（2）一般每100公斤鲜姜片制成干姜片12.5公斤。? 　　（3）姜粉不能太粗，太粗影响出油；也不能太细，太细水蒸气不易透过。? 　　（4）注意保持冷却器的进出口高度差，进口要高，出口要低。? 　　（4）这样方法得油率一般为100公斤姜粉可提取生姜精油3公斤-4公斤。? 　　 　　参考文献? 　　 　　［1］?张宏志，管正学，王建立.贵州生姜精油化学成分研究［J］. 贵州农业科学,2001,(04).? 　　［2］?张宏，阎吉昌，张宏桂，吴广宣，周端文.生姜挥发油的提取及其化学成分的气相色谱-质谱分析［J］. 分析化学, 1996,(03).? 　　［3］?王林，阎东海，陈建玉.姜提取技术及其研究进展［J］.中国中医药信息杂志, 2006,(11).
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来源：2016o平顶山二模 | 【考点】提取芳香油．
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解析与答案
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【分析】植物芳香油的提取方法：蒸馏法、压榨法和萃取等．玫瑰精油的化学性质稳定难溶于水易溶于有机溶剂能随水蒸气一同蒸馏．常采用水蒸气蒸馏法提取玫瑰精油．
【解答】解：（1）玫瑰精油的化学性质稳定难溶于水易溶于有机溶剂能随水蒸气一同蒸馏常采用水蒸气蒸馏法提取玫瑰精油．蒸馏时玫瑰精油随水蒸气一起蒸馏出来所得到的蒸馏液是油水混合物．（2）提取玫瑰精油时影响提取量的主要因素是蒸馏时间和蒸馏温度．当原料量等其他条件一定时提取量随蒸馏时间的变化趋势是在一定的时间内提取量随蒸馏时间的延长而增加一定时间后因玫瑰精油已经全部被蒸馏提取完而使得提取量不再增加．（3）玫瑰精油易挥发如果蒸馏过程中不进行冷却则部分精油会随水蒸气挥发而流失使提取量下降．故答案为：（1）易挥发、难溶于水&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp水蒸气（2）蒸馏温度&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp保持不变&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp（3）下降
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