微波設備在香料中的應用

香料作為食品工業(yè)、化妝品和制藥工業(yè)的重要原料，香料工業(yè)的發(fā)展離不開高新技術的應用.微波設備輻射技術最早應用于軍事，爾后逐步進入了人類社會的各個領域，特別是在香料工業(yè)中已經(jīng)受到人們的廣泛關注。下面對微波設備技術在香料工業(yè)的應用研究進展，特別是香料植物的微波萃取技術和香料化合物微波合成技術作一簡要介紹。

1 微波萃取天然香料植物

微波萃取 (MicrowaveE xtration)技術始于匈牙利學者GanzIer.K.他在1986年報導了應用微波能加速提取食品中的某些有機成分，從而為有機分析試樣預處理開辟了一條新路子.不久，GanzIer.K 又將微波萃取技術應用于提取植物細胞中的天然產(chǎn)物，并獲得了極大的成功。

1.1 微波萃取技術的原理

微波輻照誘導萃取法是近年發(fā)展的從植物中提取香料的新技術。它利用一種波長極短、頻率很高的輻射能來加熱植物葉片，葉片組織內(nèi)部的水是極性分子，能吸收微波透過介質(zhì)的能量，并產(chǎn)生熱量。由于植物材料內(nèi)部溫度突然升高，并保持此溫度直至其內(nèi)部壓力超過細胞壁膨脹的能力，細胞破裂，腺胞系統(tǒng)中所含的精油從細胞壁中自由流出、傳遞、轉(zhuǎn)移至周圍萃取介質(zhì).所選用的介質(zhì)具有很強的透過微波的能力，相對于植物材料尚處于較低的溫度，所以香料物質(zhì)很容易被萃取介質(zhì)捕獲并溶解其中.國外有專利介紹了用微波輻照誘導萃取薄荷精油、芹菜腦、香柏油、大蒜油的實例，而國內(nèi)尚無人對其進行探討.據(jù)有關資料報道，微波具有極好的穿透能力，可施加于任何天然物，如銀蓮花屬植物、銳葉木蘭、海藻、地衣，以及動物組織，如肝、腎、蛋黃等，進而提取有用物質(zhì)。

1.2 微波萃取技術的應用

微波萃取法具有萃取時間短，選擇性好，回收率高，溶劑用量少，污染低，可用水作萃取劑，可自動控制制樣條件等優(yōu)點.近年來在設備研究應用開發(fā)、機理探討等方面均有研究報道。Ga nzI er. K 等首次將大功率微波設備應用在浸取方面，用微波浸取了羽扇豆、玉米等中的油脂、棉籽酚等有效成分.實驗表明微波浸取最多只需2 min,而傳統(tǒng)方法(索氏抽提法)則需3h才能提取完全.隨后，借助微波浸取有應用價值的化學、醫(yī)藥組分，在20世紀90年代受到以加拿大、美國為首的研究人員的廣泛重視.近年來，我國的科技工作者也在這方面進行了廣泛的探索性研究，并獲得了大量的研究成果.鶯尾制品是名貴的天然香料，在熏衣草型、花露水型、科隆型香精中尤為適宜.浸膏和它的衍生物已被列人食用添加劑行列.鶯尾浸膏的傳統(tǒng)生產(chǎn)方法加工工藝復雜，浸提時間長，溶劑消耗量大.黃若華等利用經(jīng)改造的家用微波爐作主要設備[4]，對微波萃取鶯尾過程的影響因素進行了考察.并利用萃取

產(chǎn)物的GC-MS研究表明:微波萃取法更適用于提取鴦尾香根.與傳統(tǒng)的索氏提取法相比具有萃取時間短，溶劑用量少，溶劑回收率高，產(chǎn)品提取率高，香氣純正等優(yōu)點。而與超臨界二氧化碳萃取法相比，又具有成本低，投資少，產(chǎn)品質(zhì)量相當?shù)葍?yōu)點.楊海燕等研究了用二氯甲烷作萃取劑，微波萃取繳草天然香料中的有效成分，通過對試樣結果的分析，確定了

最佳的萃取時間和微波條件[3].香葉天竺葵的揮發(fā)油通常又叫香葉油，主要用于香精的母體原料，添加到食品和日化產(chǎn)品中.石若夫等嘗試用微波輻照誘導萃取這一新技術提取香葉油[5]，從中確定了較佳的工藝條件，該技術的特點在于萃取用時很短，同時能防止熱敏物質(zhì)的散失，且還能直接采用新采集的香料植物進行提取，不必象其他常規(guī)方法那樣在萃取前對物料進行干燥等預處理.高技 術 的 發(fā)展，天然能源的枯竭，自然資源的短缺，保健食品的走俏，這一切為微波萃取技術的發(fā)展開辟了道路.已有的研究成果也顯示出了其獨特的優(yōu)越性:萃取速度快、產(chǎn)率高、質(zhì)量好、安全無污染等.它不僅在理論上是一個很好的研究課題，而且可以預見在未來的工業(yè)生產(chǎn)中將具有廣泛的應用前景.

2.1 微波技術合成香料化合物的原理

微 波 之所 以能在化學領域中應用，是因為化學反應所涉及的樣品中帶有象水份、油脂、糖及蛋白質(zhì)等各種極性分子.在通常情況下，這些分子呈雜亂無章的運動狀態(tài)，當微波爐磁控管輻射出頻率極高的微波時，微波能量場以每秒24.5億次的速度不斷地變換正負極性，分子運動發(fā)生了巨變，分子排列起來并高速運動，互相碰撞摩擦、擠壓，從而使微波能轉(zhuǎn)

化為熱能.由于此種能量來自樣品內(nèi)部，本身不需要傳熱媒體，不靠對流，樣品溫度便可以很快上升，從而可以全面、快速、均勻地加熱樣品.可見，微波輻射具有反應時間短、產(chǎn)率高等特點.而普通加熱方式是靠對流和傳導來實現(xiàn)，存在明顯的溫度梯度，加熱效率也不如微波加熱[7.8]

2.2 微波技術合成香料化合物的應用

2.2.1 A旨類香料的合成

芳香 酷 在 香料工業(yè)中應用非常廣泛，它可以直接由植物中提取，工業(yè)上以芳香淡酸鹽和鹵代烴在有機溶劑中加熱回流來制取.丁金昌等報導了在無任何有機萃取劑和無機載體條件下，苯甲酸鈉和鹵代烴經(jīng)微波輻射，簡便、快速、有效地合成芳香醋的方法Cs].其優(yōu)點為反應時間短、產(chǎn)率高、操作便利.反應式如下:

2 微波技術合成香料化合物

198 6 年 加拿大的Gedye及其合作者研究了在微波爐中進行的醋化反應，才使得微波作為一種新技術在有機合成中應用，這是微波有機合成化學開始的標志[Cs].自1986年至今，微波輻射下的有機合成反應，由于能提高反應速率數(shù)倍甚至數(shù)千倍，具有操作簡便、副產(chǎn)物少、產(chǎn)率高、易純化及環(huán)境友好等優(yōu)點，給有機合成帶來了一次飛躍，發(fā)展成為一個很引人注目的新領域一MORE化學(Microwave-Induced O rganic R e act io ns E n h a n ce m en tChemistry)即微波促進有機化學，也可以叫做微波誘導催化有機反應C7].近年來，微波技術在催化加氫、消除反應、重排反應、基團保護、酞胺化、同位素交換、聚合反應、金屬有機、烯烴加成、Diels-Alder反應以及其它成環(huán)反應等有機合成領域中都有應用，且已取得很大的進展。

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