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CN106433985B - 一种生姜精油及其制备方法 - Google Patents

一种生姜精油及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种生姜精油的制备方法,包括如下步骤:生姜粉的制备:将生姜洗净,去籽,干燥,粉碎,得到生姜粉;生姜油粗品的制备:将步骤S1得到的生姜粉装入萃取釜内,超临界CO2由萃取釜底端进入萃取釜内,经第一次萃取和第二次萃取,收集并合并含萃取物的CO2,经第一次解析分离和第二次解析分离,收集分离液I和分离液II,合并,得到生姜油粗品;生姜精油的制备:将步骤S2得到的生姜油粗品在水浴条件下搅拌,进行油水分离,对油相进行真空抽滤,收集得到生姜精油。本发明属于食品添加剂技术领域,本发明提供的方法具有收率高、制备时间短等优点,制得的生姜精油质量好,保质期长。

Description

一种生姜精油及其制备方法
技术领域
本发明属于食品添加剂技术领域,尤其涉及一种生姜精油及其制备方法。
背景技术
生姜是姜科多年生草本植物姜(Zingiber officinale Roscoe)的新鲜根茎,是一种历史悠久的香辛调味料,属于药食两用的植物,具有发散、止呕、止咳等功效。生姜精油是指从生姜根茎中提取得到的挥发性油分,是一种棕色油状液体,包括倍半菇烯类碳水化合物、氧化倍半菇烯化合物和单菇烯类碳水化合物等主要成分,具有浓郁的芳香气味。现有研究表明生姜精油具有抗凝血、抗菌、防血栓、防治动脉粥样硬化等功效,可用作食品、日化用品等的添加剂。
现有的生姜精油制取方法主要为水蒸气蒸馏法和溶剂提取法。水蒸气蒸馏法所用溶剂为水,环境友好,操作简单,但是该方法的蒸馏时间长,提取效率较低,处理量较低,如中国专利申请CN 102443487A公开了一种一种生姜精油的制备方法,通过微波照射加热后蒸馏提取,静置后油水分离得到生姜精油。溶剂提取法制作生姜精油,能够同时保有生姜的香气和特有风味,但是会存在溶剂残留(乙醇、乙醚等),影响风味,且产品中杂质较多(蜡、树脂类物质等),后处理工艺复杂。
超临界CO2萃取法是近年来兴起的绿色环保的萃取方法,具有萃取效率高、生产周期短、工艺简单、没有溶剂残留等优点,被广泛应用在食品加工、医药品和保健食品等领域。现有的超临界萃取法为了提高萃取效率,往往需要较高的压力,因此,对设备的要求较高,且在萃取风味成分的同时也萃取了部分不利于风味的成分。
中国专利申请CN 102965190 A公开了一种姜精油提取方法,将姜粒置于超临界CO2萃取装置内,在30MPa,60℃条件下进行超临界CO2萃取,萃取时间控制在120min,然后将得到的初品姜精油送入分子蒸馏罐进行真空蒸馏纯化冷凝,制得成品姜精油,虽然姜油中的主要萜烯类碳水化合物含量高,但收率较低,约3%左右。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题,发明人通过大量试验对生姜粉的超临界萃取条件进行研究,预料不到的发现:通过二次不同压力的萃取和解析,在提高了风味成分提取收率的同时减少了不利于风味成分的提取,得到的生姜油粗品收率高,利于后续的纯化,经简单纯化后,即可得到生姜精油,生姜精油的酸价和过氧化值低,状态均一透明,流动性好,风味佳。基于上述发现,从而完成本发明。
本发明的目的将通过下面的详细描述来进一步体现和说明。
本发明提供一种生姜精油的制备方法,包括如下步骤:
S1生姜粉的制备:将生姜洗净,去籽,干燥至含水量为5~14%,粉碎,得到生姜粉;
S2生姜油粗品的制备:将步骤S1得到的生姜粉装入萃取釜内,超临界CO2由萃取釜底端进入萃取釜内,经第一次萃取和第二次萃取,收集并合并含萃取物的CO2,经第一次解析分离和第二次解析分离,收集分离液I和分离液II,合并,得到生姜油粗品;
S3生姜精油的制备:将步骤S2得到的生姜油粗品在水浴条件下搅拌,进行油水分离,对油相进行真空抽滤,真空度为-0.07Mpa~-0.1Mpa,收集得到生姜精油。
优选地,所述第一次萃取的条件为:10~16MPa、温度为40~60℃、CO2流速为200~500L/h、时间为30~60min。更优选地,压力为14MPa、温度为52℃、CO2流速为400L/h、时间为45min。
优选地,所述第二次萃取的条件为:20~28MPa、温度为50~60℃、CO2流速为300~500L/h、时间为20~60min。更优选地,压力为24MPa、温度为55℃、CO2流速为400L/h、时间为30min。超临界CO2流体对极性较小的物质的萃取效率往往高于极性较大的物质,溶质在超临界CO2流体中的溶解度容易受压力和温度的影响,不同溶质在超临界CO2流体中的溶解度也可能相互影响。本发明通过对不同萃取条件得到的含萃取物的CO2进行解析分析,预料不到地发现:超临界CO2流体在10~16MPa、温度为40~60℃、CO2流速为200~500L/h的条件下先萃取30~60min,然后再在20~28MPa、50~60℃、CO2流速为300~500L/h的条件下萃取20~60min,通过两次不同萃取条件的配合,生姜油粗品的收率高,压力不是很高,萃取时间短,经精制后的整体风味佳。
优选地,所述第一次解析分离的条件为:压力5~10MPa、温度40~55℃。更优选地,压力为8MPa、温度为50℃。
优选地,所述第二次解析分离的条件为:压力5~7MPa、温度40~55℃。更优选地,压力为6MPa、温度为48℃。
通过先在5~10MPa、温度40~55℃条件下第一次解析分离,然后再在压力5~7MPa、温度40~55℃条件下第二次解析分离,可以实现风味成分的充分解析,同时减少不利于风味成分(低级醛等)的解析。
优选地,所述S1中,干燥至含水量为6~12%,粉碎至30~60目。
优选地,所述S3中,水浴的温度为45~60℃,时间为10~20min;搅拌的转速为200~500rpm,时间为5~10min。
优选地,所述萃取釜包括装有填料的萃取柱。
更优选地,所述填料为不锈钢西塔环填料。
相应地,本发明还提供一种生姜精油,由上述的生姜精油的制备方法制得。生姜精油的产品质量好,酸价和过氧化值低,整体风味佳,保质期长。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明通过二次不同压力的萃取和解析,避免了高压力的使用,萃取时间短,提高了生产效率,得到的生姜油粗品收率高,利于后续的纯化;本发明提供的生姜油粗品纯化方法简单,纯化过程中的活性成分损失少,收率高,得到的生姜精油的产品质量好,酸价和过氧化值低,整体风味佳,保质期长。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
本发明实施例中,酸值的检测参照GB/T 5530-2005(动植物油脂:酸值和酸度测定),过氧化值的检测参照GB/T 5538-2005(动植物油脂:过氧化值)。
实施例一生姜粉的制备
将生姜洗净,去籽,干燥至含水量为7.5%,粉碎至30~60目,得到生姜粉。
实施例二生姜油粗品的制备
取实施例一制得的生姜粉12.0kg,装入萃取釜(包括装有不锈钢西塔环填料的萃取柱)内,超临界CO2由萃取釜底端进入萃取釜内,经第一次萃取和第二次萃取,收集并合并含萃取物的CO2,经第一次解析分离和第二次解析分离,收集分离液I和分离液II,合并,得到生姜油粗品;第一次萃取的压力为14MPa、温度为52℃、CO2流速为400L/h、时间为45min;第二次萃取的压力为24MPa、温度为55℃、CO2流速为400L/h、时间为30min;第一次解析分离的压力为8MPa、温度为50℃;第二次解析分离的压力为6MPa、温度为48℃。
以生姜粉计,生姜油粗品的质量收率为5.53%。
实施例三生姜油粗品的制备
取实施例一制得的生姜粉12.0kg,装入萃取釜(包括装有不锈钢西塔环填料的萃取柱)内,超临界CO2由萃取釜底端进入萃取釜内,经第一次萃取和第二次萃取,收集并合并含萃取物的CO2,经第一次解析分离和第二次解析分离,收集分离液I和分离液II,合并,得到生姜油粗品;第一次萃取的压力为12MPa、温度为50℃、CO2流速为400L/h、时间为45min;第二次萃取的压力为26MPa、温度为55℃、CO2流速为400L/h、时间为30min;第一次解析分离的压力为8MPa、温度为50℃;第二次解析分离的压力为6MPa、温度为48℃。
以生姜粉计,生姜油粗品的质量收率为5.29%。
对比例一生姜油粗品的制备
取实施例一制得的生姜粉6.0kg,装入萃取釜(包括装有不锈钢西塔环填料的萃取柱)内,超临界CO2由萃取釜底端进入萃取釜内,经第一次萃取和第二次萃取,收集并合并含萃取物的CO2,经第一次解析分离和第二次解析分离,收集分离液I和分离液II,合并,得到生姜油粗品;第一次萃取的压力为14MPa、温度为52℃、CO2流速为400L/h、时间为45min;第二次萃取的压力为18MPa、温度为55℃、CO2流速为400L/h、时间为30min;第一次解析分离的压力为8MPa、温度为50℃;第二次解析分离的压力为6MPa、温度为48℃。
对比例一与实施例二的区别在于:第二次萃取的压力由24MPa变为18MPa。
以生姜粉计,生姜油粗品的质量收率为4.38%。
对比例二生姜油粗品的制备
取实施例一制得的生姜粉12.0kg,装入萃取釜(包括装有不锈钢西塔环填料的萃取柱)内,超临界CO2由萃取釜底端进入萃取釜内,经第一次萃取和第二次萃取,收集并合并含萃取物的CO2,经第一次解析分离和第二次解析分离,收集分离液I和分离液II,合并,得到生姜油粗品;第一次萃取的压力为14MPa、温度为52℃、CO2流速为400L/h、时间为45min;第二次萃取的压力为30MPa、温度为55℃、CO2流速为400L/h、时间为30min;第一次解析分离的压力为8MPa、温度为50℃;第二次解析分离的压力为6MPa、温度为48℃。
对比例二与实施例二的区别在于:第二次萃取的压力由24MPa变为30MPa。
以生姜粉计,生姜油粗品的质量收率为5.17%。增加第二次萃取的压力,并未进一步提高生姜油粗品的收率,与事先所预期的不同。
实施例四生姜精油的制备
取实施例二制得的生姜油粗品0.5kg,在50℃条件下水浴15min,搅拌,400rpm,时间为6min。静置后,进行油水分离,对油相进行真空抽滤,真空度为-0.08Mpa,收集得到生姜精油0.459kg。水浴是为了加快油水分层的速度,但是温度不能太高。
生姜精油均一稳定,清亮透明,离心后不分层。对生姜精油进行成分分析,α-姜烯的含量为28.5%,β-倍半水芹烯的含量为9.1%,金合欢烯的含量为6.7%,6-姜酚的含量为5.0%,6-姜醇的含量为6.2%,水的含量为3.7%。
实施例五生姜精油的制备
取实施例三制得的生姜油粗品0.5kg,在50℃条件下水浴15min,搅拌,400rpm,时间为6min。静置后,进行油水分离,对油相进行真空抽滤,真空度为-0.08Mpa,收集得到生姜精油0.453kg。
生姜精油均一稳定,清亮透明,离心后不分层。对生姜精油进行成分分析,α-姜烯的含量为26.3%,β-倍半水芹烯的含量8.8%,金合欢烯的含量为7.2%,6-姜酚的含量为5.4%,6-姜醇的含量为4.9%,水的含量3.5%。
对比例三生姜精油的制备
取对比例一制得的生姜油粗品0.5kg,在50℃条件下水浴15min,搅拌,400rpm,时间为6min。静置后,进行油水分离,对油相进行真空抽滤,真空度为-0.08Mpa,收集得到生姜精油0.461kg。
对生姜精油进行成分分析,α-姜烯的含量为28.0%,β-倍半水芹烯的含量7.9%,金合欢烯的含量为7.1%,6-姜酚的含量为3.5%,6-姜醇的含量为1.8%,水的含量3.8%。
对比例四生姜精油的制备
取对比例二制得的生姜油粗品0.5kg,在50℃条件下水浴15min,搅拌,400rpm,时间为6min。静置后,进行油水分离,结果:对油相进行真空抽滤,真空度为-0.08Mpa,收集得到生姜精油0.448kg。
对生姜精油进行成分分析,α-姜烯的含量为29.3%,β-倍半水芹烯的含量8.5%,金合欢烯的含量为4.6%,6-姜酚的含量为6.0%,6-姜醇的含量为6.9%,水的含量4.1%。
试验例生姜精油的评价
分别对实施例四、实施例五、对比例三和对比例四制得的生姜精油,以及市售生姜精油进行酸值和过氧化值的检测,同时召集10名食品风味评价的专业人士进行香气浓度和喜好度的评分(满分为10分),结果如表1所示。
表1不同生姜精油的评价
从表1可知,本发明制备方法制得的生姜精油质量好,酸值和过氧化值低,总酰胺含量高,香气风味佳。其中实施例四的综合性能最佳,受到专业评价人士的喜爱。
对实施例四和实施例五制得的生姜精油进行稳定性考察,结果:保质期长达18个月。
综上所述,本发明提供的制备方法,具有生姜油粗品和生姜精油的收率高、制备时间短等优点,制得的生姜精油质量好,酸值和过氧化值低,香气风味佳,保质期长。

Claims (4)

1.一种生姜精油的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:
S1 生姜粉的制备:将生姜洗净,干燥至含水量为6~12%,粉碎至30~60目,得到生姜粉;
S2生姜油粗品的制备:将步骤S1得到的生姜粉装入萃取釜内,超临界CO2由萃取釜底端进入萃取釜内,经第一次萃取和第二次萃取,收集并合并含萃取物的CO2,经第一次解析分离和第二次解析分离,收集分离液Ⅰ和分离液Ⅱ,合并,得到生姜油粗品;所述第一次萃取的条件为:压力为14MPa、温度为52℃、CO2流速为400L/h、时间为45min;所述第二次萃取的条件为:压力为24MPa、温度为55℃、CO2流速为400L/h、时间为30min;所述第一次解析分离的条件为:压力8MPa、温度50℃;所述第二次解析分离的条件为:压力6MPa、温度48℃;
S3 生姜精油的制备:将步骤S2得到的生姜油粗品在水浴条件下搅拌,进行油水分离,对油相进行真空抽滤,真空度为-0.07Mpa~-0.1Mpa,收集得到生姜精油;水浴的温度为45~60℃,时间为10~20min;搅拌的转速为200~500rpm,时间为5~10min。
2.根据权利要求1所述的生姜精油的制备方法,其特征在于:所述萃取釜包括装有填料的萃取柱。
3.根据权利要求2所述的生姜精油的制备方法,其特征在于:所述填料为不锈钢西塔环填料。
4.一种生姜精油,其特征在于:由权利要求1至3中任一项所述的生姜精油的制备方法制得。
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