微波设备在香料中的应用

微波设备在香料中的应用

香料作为食品工业、化妆品和制药工业的重要原料，香料工业的发展离不开高新技术的应用.微波设备辐射技术最早应用于军事，尔后逐步进入了人类社会的各个领域，特别是在香料工业中已经受到人们的广泛关注。下面对微波设备技术在香料工业的应用研究进展，特别是香料植物的微波萃取技术和香料化合物微波合成技术作一简要介绍。

1 微波萃取天然香料植物

微波萃取 (MicrowaveE xtration)技术始于匈牙利学者GanzIer.K.他在1986年报导了应用微波能加速提取食品中的某些有机成分，从而为有机分析试样预处理开辟了一条新路子.不久，GanzIer.K 又将微波萃取技术应用于提取植物细胞中的天然产物，并获得了极大的成功。

1.1 微波萃取技术的原理

微波辐照诱导萃取法是近年发展的从植物中提取香料的新技术。它利用一种波长极短、频率很高的辐射能来加热植物叶片，叶片组织内部的水是极性分子，能吸收微波透过介质的能量，并产生热量。由于植物材料内部温度突然升高，并保持此温度直至其内部压力超过细胞壁膨胀的能力，细胞破裂，腺胞系统中所含的精油从细胞壁中自由流出、传递、转移至周围萃取介质.所选用的介质具有很强的透过微波的能力，相对于植物材料尚处于较低的温度，所以香料物质很容易被萃取介质捕获并溶解其中.国外有专利介绍了用微波辐照诱导萃取薄荷精油、芹菜脑、香柏油、大蒜油的实例，而国内尚无人对其进行探讨.据有关资料报道，微波具有极好的穿透能力，可施加于任何天然物，如银莲花属植物、锐叶木兰、海藻、地衣，以及动物组织，如肝、肾、蛋黄等，进而提取有用物质。

1.2 微波萃取技术的应用

微波萃取法具有萃取时间短，选择性好，回收率高，溶剂用量少，污染低，可用水作萃取剂，可自动控制制样条件等优点.近年来在设备研究应用开发、机理探讨等方面均有研究报道。Ga nzI er. K 等首次将大功率微波设备应用在浸取方面，用微波浸取了羽扇豆、玉米等中的油脂、棉籽酚等有效成分.实验表明微波浸取最多只需2 min,而传统方法(索氏抽提法)则需3h才能提取完全.随后，借助微波浸取有应用价值的化学、医药组分，在20世纪90年代受到以加拿大、美国为首的研究人员的广泛重视.近年来，我国的科技工作者也在这方面进行了广泛的探索性研究，并获得了大量的研究成果.莺尾制品是名贵的天然香料，在熏衣草型、花露水型、科隆型香精中尤为适宜.浸膏和它的衍生物已被列人食用添加剂行列.莺尾浸膏的传统生产方法加工工艺复杂，浸提时间长，溶剂消耗量大.黄若华等利用经改造的家用微波炉作主要设备[4]，对微波萃取莺尾过程的影响因素进行了考察.并利用萃取

产物的GC-MS研究表明:微波萃取法更适用于提取鸯尾香根.与传统的索氏提取法相比具有萃取时间短，溶剂用量少，溶剂回收率高，产品提取率高，香气纯正等优点。而与超临界二氧化碳萃取法相比，又具有成本低，投资少，产品质量相当等优点.杨海燕等研究了用二氯甲烷作萃取剂，微波萃取缴草天然香料中的有效成分，通过对试样结果的分析，确定了

最佳的萃取时间和微波条件[3].香叶天竺葵的挥发油通常又叫香叶油，主要用于香精的母体原料，添加到食品和日化产品中.石若夫等尝试用微波辐照诱导萃取这一新技术提取香叶油[5]，从中确定了较佳的工艺条件，该技术的特点在于萃取用时很短，同时能防止热敏物质的散失，且还能直接采用新采集的香料植物进行提取，不必象其他常规方法那样在萃取前对物料进行干燥等预处理.高技 术 的 发展，天然能源的枯竭，自然资源的短缺，保健食品的走俏，这一切为微波萃取技术的发展开辟了道路.已有的研究成果也显示出了其独特的优越性:萃取速度快、产率高、质量好、安全无污染等.它不仅在理论上是一个很好的研究课题，而且可以预见在未来的工业生产中将具有广泛的应用前景.

2.1 微波技术合成香料化合物的原理

微 波 之所 以能在化学领域中应用，是因为化学反应所涉及的样品中带有象水份、油脂、糖及蛋白质等各种极性分子.在通常情况下，这些分子呈杂乱无章的运动状态，当微波炉磁控管辐射出频率极高的微波时，微波能量场以每秒24.5亿次的速度不断地变换正负极性，分子运动发生了巨变，分子排列起来并高速运动，互相碰撞摩擦、挤压，从而使微波能转

化为热能.由于此种能量来自样品内部，本身不需要传热媒体，不靠对流，样品温度便可以很快上升，从而可以全面、快速、均匀地加热样品.可见，微波辐射具有反应时间短、产率高等特点.而普通加热方式是靠对流和传导来实现，存在明显的温度梯度，加热效率也不如微波加热[7.8]

2.2 微波技术合成香料化合物的应用

2.2.1 A旨类香料的合成

芳香 酷 在 香料工业中应用非常广泛，它可以直接由植物中提取，工业上以芳香淡酸盐和卤代烃在有机溶剂中加热回流来制取.丁金昌等报导了在无任何有机萃取剂和无机载体条件下，苯甲酸钠和卤代烃经微波辐射，简便、快速、有效地合成芳香醋的方法Cs].其优点为反应时间短、产率高、操作便利.反应式如下:

2 微波技术合成香料化合物

198 6 年 加拿大的Gedye及其合作者研究了在微波炉中进行的醋化反应，才使得微波作为一种新技术在有机合成中应用，这是微波有机合成化学开始的标志[Cs].自1986年至今，微波辐射下的有机合成反应，由于能提高反应速率数倍甚至数千倍，具有操作简便、副产物少、产率高、易纯化及环境友好等优点，给有机合成带来了一次飞跃，发展成为一个很引人注目的新领域一MORE化学(Microwave-Induced O rganic R e act io ns E n h a n ce m en tChemistry)即微波促进有机化学，也可以叫做微波诱导催化有机反应C7].近年来，微波技术在催化加氢、消除反应、重排反应、基团保护、酞胺化、同位素交换、聚合反应、金属有机、烯烃加成、Diels-Alder反应以及其它成环反应等有机合成领域中都有应用，且已取得很大的进展。

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