第三节 利用高新分离技术提取花卉中 有效成分将成为花卉利用的重要途径
花卉除了可以作为食品原料外,还可以提取精油、食用精油、色素、食用香精及其他生物活性、非活性成分,这些成分是优质无副作用的。目前人们已经认识到花卉在保健、工业等方面的多种功能,挖掘这些功能进行花卉产品的深加工,能够很好地提高花卉的附加值获得高额利润,所以,开发花卉工业及其他用途将会是今后花卉产业发展的一个趋势。
目前高新分离技术在食品工业、化妆品行业和中药产业等领域应用越来越广泛,在提取分离上发挥着重要作用。主要包括超临界流体萃取技术、分子蒸馏技术和膜分离技术。
超临界流体萃取技术是以超临界流体代替常规有机溶剂对目标组分进行萃取和分离的新型技术,具有萃取效率高、传递速度快、选择性高、提取物较干净、省时、减少有机溶剂及环境污染等优点,适合于挥发油等脂溶性成分的提取分离。超临界萃取技术的常用溶剂为二氧化碳,安全无毒且可循环利用。食用花卉中含有丰富的挥发油成分和色素,可以通过此分离技术提取获得,下面以玫瑰精油的提取为例进行介绍。
先将玫瑰花瓣打碎溶解在低温高压的超临界二氧化碳流体中进行萃取,之后再对体系减压、升温分离出产品玫瑰精油。研究者利用二氧化碳超临界二次萃取方法提取玫瑰精油,并研究了温度与压力对精油得率的影响,得到了符合食用等级的优质玫瑰精油,得率大约为0.10%~0.12%,远高于生产中常用的其他方法。由于这种方法不需要在高温下提取,保持了玫瑰花的主要天然成分,把一些高沸点、热敏性的物质也萃取了出来,完全保留了玫瑰花的香味,此法常用于高档精油的提取生产,如薰衣草精油、橙花精油、蜡梅花精油、牡丹花精油、茶花精油等。
分子蒸馏技术是指在高真空的条件下,液体分子受热从液面逸出,利用不同分子平均自由程差导致其表面蒸发速率不同而达到分离的方法。具有温度低、防止物料氧化、受热时间短、分离程度高、无毒无害纯净安全、多级分子蒸馏产率较高等优点。有研究者采用亚临界萃取工艺制取玫瑰浸膏,再用分子蒸馏技术进行纯化分离,最终得到了香气纯正接近天然花香的玫瑰精油。薰衣草精油具有抗惊厥、镇静作用,其香味能增进食欲增强身体健康,并有抗氧化功效,但已有的水蒸气蒸馏法、有机溶剂萃取法或超临界CO2萃取法都存在各自的缺点,有的提炼纯度不够,有的成本太高。为此,有研究者用水蒸气蒸馏法从薰衣草正在开放的花序中提取粗精油,再采用分子蒸馏技术精制得到薰衣草精油。再如高端精油橙花油,具有缓解敏感、扩张血管、催情、安抚心灵等作用,同时,孕妇也可以使用橙花精油按摩腹部,用以预防和治疗妊娠纹。但目前国内较为常见的蒸馏法和溶剂萃取法具有破坏热敏性香气成分和提取效率低、杂质成分较多等缺点,大约每1000公斤鲜花才能提炼出1公斤橙花精油,故有研究者采用超临界CO2萃取结合分子蒸馏提纯技术对橙花精油制取工艺进行了研究,结果精油得率达到12.73%,含有近50余种化学成分,且具有精油香气更接近天然,无溶剂残留等优点。
膜分离技术是以选择透过性膜作为分离介质,通过膜两侧施加某种推动力使得原料侧组分有选择性地透过膜,从而达到分离、提纯和浓缩的目的。具有分离条件温和、无相态变化、无化学变化、选择性好、适应性强和能耗低等优点。常应用于酒类加工、果胶的提纯浓缩、果蔬汁的澄清及浓缩、豆制品的加工等。结合膜分离技术的消毒杀菌作用,将其运用到鲜花饮的生产制作中,可以防止加热灭菌引起的营养成分破坏,最大限度地保证产品口感和营养。例如,向日葵提取物具有消炎抑菌和修复作用,能缓解及修复因过敏炎症导致的机体损伤,提高机体的免疫力,传统浓缩技术难以保证功效成分的活性不被破坏。利用膜分离技术对向日葵初提液进行分离浓缩,可显著提高提取物功效成分的浓度并保证活性。
随着科学技术的不断发展和人民生活水平的提高,人们逐渐意识到合成色素、合成香精香料中一些品种含有对人体有害的成分,而天然色素、天然香精香料安全性更高,且很多天然色素还含有人体必需的营养物质,加上我国地域辽阔,花卉资源十分丰富,自然界中花卉色素、香精香料种类多,数量大。由此可见花卉天然色素、天然香精香料的开发具有很大潜力。所以利用高新分离技术提取花卉中的天然色素、天然香精香料将成为花卉开发的另一重要途径。