柑橘香精油是香料工業(yè)最重要的天然原料之一，廣泛應(yīng)用于食品和日化等行業(yè)。柚果有獨特的芳香，但至今無法化學(xué)合成，也不能用其他柑橘代替。柚香精油主要存在于外果皮，含量約0．5%。過去用冷榨法或蒸餾法提取，近來中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院柑橘研究所研制出柚專用磨油機(jī)，并成功地用其提取柚冷磨油。
圖示冷磨、冷榨和蒸餾3種方法提取柚香精油的生產(chǎn)工藝流程。冷磨法系用機(jī)械方法破壞油胞，同時，用噴淋水把油洗出來，再通過離心分離而得。由于未經(jīng)化學(xué)處理和熱處理，故冷磨油質(zhì)量最好，價值最高。冷榨法是先用石灰水浸泡果皮，使之硬化，再壓契油胞，并用水噴淋把油洗出，通過離心分離而得。這種香精油雖也未經(jīng)熱處理，但石灰水硬化處理時，對其品質(zhì)有一定影響，經(jīng)濟(jì)價值次之。蒸餾法是把果皮粉碎后，或把冷磨或冷榨取油后排出的殘渣、廢水進(jìn)行蒸餾所得。由于加熱時，使精油的一些關(guān)鍵組分如醛類和酯類等含氧化合物分解或轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)，因而油質(zhì)下降。下面簡述柚冷磨油和冷榨油的提取工藝。
(一)冷磨油 冷磨油的工藝流程是：
原料清洗→磨油→過濾→分離→精制→成品
1．原料清洗 將果實表面雜質(zhì)污物洗凈，用0．5%na2co3溶液浸泡1～3min，清水漂洗瀝干后待用。
2．磨油 用愛文娜式磨油機(jī)磨油。先將原料倒入加料斗中，由自動加料門徐徐放入磨盤上，由于磨盤的轉(zhuǎn)動使果實在磨盤上不斷轉(zhuǎn)動，果皮油胞被盤上許多尖刺擦破，流出皮精油。同時，打開噴淋水將油沖洗下來，流入接受槽內(nèi)。注意噴水量應(yīng)與加料量和離心機(jī)分離量保持一致，否則會影響出油。
3．過濾及分離 將油水混合液通過篩濾機(jī)過濾，流入貯槽。用泵送入離心機(jī)中分離出精油。根據(jù)不同柚品種選用恰當(dāng)?shù)姆炙h(huán)，一般采用直徑105～110�；旌弦哼M(jìn)入離心機(jī)的流量要保持穩(wěn)定，流量過大，易出混油，流量過小，則影響產(chǎn)量。分離完畢，讓離心機(jī)空轉(zhuǎn)2～3min，大量沖入清水，把殘存于旋鼓內(nèi)的油沖出。
4．精制 由于分離出的精油中含有少量水分和雜質(zhì)，需在5～8℃的冷庫中靜置5～7天，讓雜質(zhì)下沉，用虹吸管吸出上層澄清油即可。
5．包裝和貯存 將精制過的精油裝入棕色玻璃瓶或白鐵桶內(nèi)，盡量裝滿，加蓋密封、低溫貯存，并防陽光輻射。
(二)冷榨油
冷榨油的工藝流程如下：
原料選擇→浸石灰水→漂洗→壓榨→過濾→分離→精制→成品
1．原料選擇 選用新鮮無霉?fàn)�的柚果皮作為原料。
2．浸石灰水 其作用在于使果皮保持適宜的硬脆度，利于壓榨、過濾和分離，提高出油率。浸泡可采用靜止法和循環(huán)法，保持phl2。靜止法石灰水的濃度為2%～4%，固液比為1：6，時間12～20h；而循環(huán)法的濃度為2%～3%，固液比為1：5，時間8～12h。浸到果皮呈黃色，無白心，脆而不斷為宜。
3．漂洗 將浸過石灰水的柚皮用流動水漂洗干凈，撈起瀝干。
4．壓榨 將果皮均勻地送入螺旋式榨油機(jī)內(nèi)，加壓榨出皮精油，同時用噴淋水洗出皮精油，收集于接料斗。噴淋液按每100kg水加1kg硫酸鈉、0．3kg碳酸氫鈉的比例配制，ph7～8，使用中經(jīng)常調(diào)節(jié)ph。噴淋量應(yīng)與果皮加料量和離心機(jī)的分離量相適應(yīng)。
余下過濾、分離、精制和包裝貯存的方法與冷磨油相同，不再細(xì)述。
(三)超臨界流體提取技術(shù)
柑橘香精油是由萜烯烴類及高級醇類、醛類、酮類、酯類等含氧化合物組成。其中前者占95%以上，對柑橘香氣特征貢獻(xiàn)很小并易氧化變質(zhì)，盡管后者所占比例很小，但卻是柑橘油香味的主要來源。因此生產(chǎn)上需進(jìn)一步濃縮脫萜。這不僅可以提供更高的風(fēng)味強(qiáng)度，而且由于萜烯類濃度的下降而提高了產(chǎn)品的穩(wěn)定性和溶解度，同時也由于體積的減小可以降低貯存和運輸費用。
目前使用蒸氣蒸餾、真空蒸餾、溶劑萃取以及吸附方法來獲得無萜柑橘油的濃縮物。但這些方法的缺點是產(chǎn)量低，產(chǎn)品質(zhì)量下降，殘留有萃取溶劑，濃縮油的風(fēng)味與原來的冷榨油有差異。與上述方法相比，超臨界流體提取技術(shù)具有潛在的優(yōu)越性。
超臨界提取就是利用超臨界流體為萃取劑提取液體或固體中某些有效成分的分離技術(shù)，最常用的超臨界流體是二氧化碳。超臨界流體粘度與氣體接近，是液體的1%，而擴(kuò)散系數(shù)比液體大100倍，因而傳質(zhì)速度快，當(dāng)溫度、壓力有較小變化時會導(dǎo)致它對混合物各組分溶解度有很大變化。萃取劑回收方便并易除盡。由于它在低溫?zé)o氧環(huán)境下進(jìn)行，適于提取各種熱敏性和易氧化物質(zhì)，耗能低，無溶劑污染問題，萃取的得率高，已廣泛在食品和香料工業(yè)上應(yīng)用。最近calame和steiner(1982)用超臨界二氧化碳在30mpa和40℃的條件下，從檸檬果皮中提取精油，產(chǎn)率高達(dá)0．9%，而且同冷榨油相比，含有較少的醛和較多的醇類，香味好。日本也報道了以超臨界二氧化碳提取柚精油效果最好，產(chǎn)品的單萜碳化氫值低，而麝香草酚含量高，能保持柚子天然香氣的特征。另據(jù)temelli(1988、1990)報道，用超臨界二氧化碳在8．3mpa、70℃的條件下處理柑橘油，幾乎完全除去萜烯類化合物，剩下的是高濃度的含氧化合物。國內(nèi)清華大學(xué)(1996)在13．7～15．7mpa壓力下，用超臨界二氧化碳萃取的甜橙油香味濃郁，且富含天然色素，可與進(jìn)口優(yōu)質(zhì)油相媲美�？傊@項新技術(shù)值得進(jìn)一步開發(fā)利用。
圖示冷磨、冷榨和蒸餾3種方法提取柚香精油的生產(chǎn)工藝流程。冷磨法系用機(jī)械方法破壞油胞，同時，用噴淋水把油洗出來，再通過離心分離而得。由于未經(jīng)化學(xué)處理和熱處理，故冷磨油質(zhì)量最好，價值最高。冷榨法是先用石灰水浸泡果皮，使之硬化，再壓契油胞，并用水噴淋把油洗出，通過離心分離而得。這種香精油雖也未經(jīng)熱處理，但石灰水硬化處理時，對其品質(zhì)有一定影響，經(jīng)濟(jì)價值次之。蒸餾法是把果皮粉碎后，或把冷磨或冷榨取油后排出的殘渣、廢水進(jìn)行蒸餾所得。由于加熱時，使精油的一些關(guān)鍵組分如醛類和酯類等含氧化合物分解或轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)，因而油質(zhì)下降。下面簡述柚冷磨油和冷榨油的提取工藝。
(一)冷磨油 冷磨油的工藝流程是：
原料清洗→磨油→過濾→分離→精制→成品
1．原料清洗 將果實表面雜質(zhì)污物洗凈，用0．5%na2co3溶液浸泡1～3min，清水漂洗瀝干后待用。
2．磨油 用愛文娜式磨油機(jī)磨油。先將原料倒入加料斗中，由自動加料門徐徐放入磨盤上，由于磨盤的轉(zhuǎn)動使果實在磨盤上不斷轉(zhuǎn)動，果皮油胞被盤上許多尖刺擦破，流出皮精油。同時，打開噴淋水將油沖洗下來，流入接受槽內(nèi)。注意噴水量應(yīng)與加料量和離心機(jī)分離量保持一致，否則會影響出油。
3．過濾及分離 將油水混合液通過篩濾機(jī)過濾，流入貯槽。用泵送入離心機(jī)中分離出精油。根據(jù)不同柚品種選用恰當(dāng)?shù)姆炙h(huán)，一般采用直徑105～110�；旌弦哼M(jìn)入離心機(jī)的流量要保持穩(wěn)定，流量過大，易出混油，流量過小，則影響產(chǎn)量。分離完畢，讓離心機(jī)空轉(zhuǎn)2～3min，大量沖入清水，把殘存于旋鼓內(nèi)的油沖出。
4．精制 由于分離出的精油中含有少量水分和雜質(zhì)，需在5～8℃的冷庫中靜置5～7天，讓雜質(zhì)下沉，用虹吸管吸出上層澄清油即可。
5．包裝和貯存 將精制過的精油裝入棕色玻璃瓶或白鐵桶內(nèi)，盡量裝滿，加蓋密封、低溫貯存，并防陽光輻射。
(二)冷榨油
冷榨油的工藝流程如下：
原料選擇→浸石灰水→漂洗→壓榨→過濾→分離→精制→成品
1．原料選擇 選用新鮮無霉?fàn)�的柚果皮作為原料。
2．浸石灰水 其作用在于使果皮保持適宜的硬脆度，利于壓榨、過濾和分離，提高出油率。浸泡可采用靜止法和循環(huán)法，保持phl2。靜止法石灰水的濃度為2%～4%，固液比為1：6，時間12～20h；而循環(huán)法的濃度為2%～3%，固液比為1：5，時間8～12h。浸到果皮呈黃色，無白心，脆而不斷為宜。
3．漂洗 將浸過石灰水的柚皮用流動水漂洗干凈，撈起瀝干。
4．壓榨 將果皮均勻地送入螺旋式榨油機(jī)內(nèi)，加壓榨出皮精油，同時用噴淋水洗出皮精油，收集于接料斗。噴淋液按每100kg水加1kg硫酸鈉、0．3kg碳酸氫鈉的比例配制，ph7～8，使用中經(jīng)常調(diào)節(jié)ph。噴淋量應(yīng)與果皮加料量和離心機(jī)的分離量相適應(yīng)。
余下過濾、分離、精制和包裝貯存的方法與冷磨油相同，不再細(xì)述。
(三)超臨界流體提取技術(shù)
柑橘香精油是由萜烯烴類及高級醇類、醛類、酮類、酯類等含氧化合物組成。其中前者占95%以上，對柑橘香氣特征貢獻(xiàn)很小并易氧化變質(zhì)，盡管后者所占比例很小，但卻是柑橘油香味的主要來源。因此生產(chǎn)上需進(jìn)一步濃縮脫萜。這不僅可以提供更高的風(fēng)味強(qiáng)度，而且由于萜烯類濃度的下降而提高了產(chǎn)品的穩(wěn)定性和溶解度，同時也由于體積的減小可以降低貯存和運輸費用。
目前使用蒸氣蒸餾、真空蒸餾、溶劑萃取以及吸附方法來獲得無萜柑橘油的濃縮物。但這些方法的缺點是產(chǎn)量低，產(chǎn)品質(zhì)量下降，殘留有萃取溶劑，濃縮油的風(fēng)味與原來的冷榨油有差異。與上述方法相比，超臨界流體提取技術(shù)具有潛在的優(yōu)越性。
超臨界提取就是利用超臨界流體為萃取劑提取液體或固體中某些有效成分的分離技術(shù)，最常用的超臨界流體是二氧化碳。超臨界流體粘度與氣體接近，是液體的1%，而擴(kuò)散系數(shù)比液體大100倍，因而傳質(zhì)速度快，當(dāng)溫度、壓力有較小變化時會導(dǎo)致它對混合物各組分溶解度有很大變化。萃取劑回收方便并易除盡。由于它在低溫?zé)o氧環(huán)境下進(jìn)行，適于提取各種熱敏性和易氧化物質(zhì)，耗能低，無溶劑污染問題，萃取的得率高，已廣泛在食品和香料工業(yè)上應(yīng)用。最近calame和steiner(1982)用超臨界二氧化碳在30mpa和40℃的條件下，從檸檬果皮中提取精油，產(chǎn)率高達(dá)0．9%，而且同冷榨油相比，含有較少的醛和較多的醇類，香味好。日本也報道了以超臨界二氧化碳提取柚精油效果最好，產(chǎn)品的單萜碳化氫值低，而麝香草酚含量高，能保持柚子天然香氣的特征。另據(jù)temelli(1988、1990)報道，用超臨界二氧化碳在8．3mpa、70℃的條件下處理柑橘油，幾乎完全除去萜烯類化合物，剩下的是高濃度的含氧化合物。國內(nèi)清華大學(xué)(1996)在13．7～15．7mpa壓力下，用超臨界二氧化碳萃取的甜橙油香味濃郁，且富含天然色素，可與進(jìn)口優(yōu)質(zhì)油相媲美�？傊@項新技術(shù)值得進(jìn)一步開發(fā)利用。