天然产物答案
1天然产物化学是以各类生物为研究对象,以有机化学为基础,以化学和物理方法为手段,研究生物二次代谢产物的提取、分离、结构、功能、生物合成、化学合成与修饰及其用途的一门科学,是生物资源开发利用的基础研究。目的是希望从中获得医治严重危害人类健康疾病的防治药物、医用及农用抗菌素、开发高效低毒农药以及植物生长激素和其他具有经济价值的物质, 研制开发新药扩大药源。天然产物是包括了存在于陆生动植物、海洋生物和微生物体内各类物质成分,甚至还可以包括人与动物体内许多内源性成分(包括天然药物、天然树脂、天然精油、天然高分子、天然香精、天然色素等等),是由各种化学成分所组成的复杂体系。研究天然产物化学的意义 研究天然产物化学有助于人类从分子层面全面了解和认识天然产物,从而通过人工培养或人工合成的方式定向获得大批量的目标产物并造福人类。这些目标产物可能是药物,用于帮助人类与疾病作斗争,保障人类的健康,提高人类的生存质量;也可能是有特种功能的物质,对人类生活提供方便;也为我们更好地认识自然和利用自然,提供了一个渠道。21世纪的今天,人们已经充分认识到天然产物及其改性产物所具有的独特性质与功效是人类社会可持续发展的根本保证。 2两相溶剂萃取法是利用混合物中各成分在两种互不相溶的溶剂中分配系数的不同而达到分离的方法。混合物中各成分在两相溶剂中分配系数相差越大,则分离效率越高。如果在水提液中的有效成分是亲脂性物质,一般多采用亲脂性有机溶剂,如苯、氯仿乙醚进行萃取;如果有效成分是偏于亲水性的物质,在亲脂性溶剂中难溶解,就需要改用与水不相混溶而具有一定程度亲水性的有机溶剂,如乙酸乙酯、丁醇等萃取。超临界流体萃取是指用超临界流体为溶剂, 从固体或液体中萃取可溶组分的传质分离操作;沉淀法常见于已经从植物中分理处有效成分后,分离各组分的过程,它是利用植物成分与一些试剂反应生成沉淀的特性得到目标组分或除去杂质的方法。最常用的是铅盐法,可以用于除去杂质,也可以用于沉淀有效成分。铅盐法是利用中性醋酸铅或碱式醋酸铅在水或稀醇溶液中能与许多物质生成难溶的铅盐或络盐沉淀,而用于分离植物成分。盐析法是在植物水提液中,加入无机盐至一定浓度,或达饱和状态,可使某些成分在水中溶解度降低,从而与水溶性大的杂质分离。结晶法利用两种或多种可溶性固体在同一种溶剂里溶解度的不同,而采用结晶或重结晶进一步分离精制的操作方法; 透析法是利用小分子物质在溶液中可通过半透膜,而大分子物质不能通过半透膜的性质,达到分离的方法;分馏法利用沸点不同进行分馏,然后精制纯化的方法;对于完全能够互溶的液体系统,可利用各成分沸点的不同而采用分馏法。植物化学成分的研究工作中,挥发油及一些液体生物碱的分离即常用分馏法。一般说来,液体混合物沸点相差在100℃以上,可将溶液重复蒸馏多次即可达到分离的目的,如沸点相差在25℃以下,则需采用分馏柱,沸点相差越小,则需要的分馏装置越精细。溶剂法亦称共沉淀法。将药物与载体材料共同溶解于有机溶剂中,蒸去有机溶剂后使药物与载体材料同时析出,即可得到药物与载体材料混合而成的共沉淀物,经干燥即得;水蒸气蒸馏法是指将含有挥发性成分的药材与水共蒸馏,使挥发性成分随水蒸气一并馏出,经冷凝分取挥发性成分的浸提方法;升华法是固体化合物在加热时可以从固态直接变成气态而达到分离的过程,凡具有升华性的物质均可用此法分离精制。色谱分离法是一种利用混合物中诸组分在两相间的分配原理以获得分离的方法,它尤其对植物化学中结构相类似的成分,一般结晶、沉淀、液-液萃取等方法难以得到较好的分离,采用层析法往往可获得满意的结果。色谱法的基本原理是利用混合物中各成分对固定相和移动相亲和作用的差别而达到相互分离的。利用吸附剂对混合物中各成分吸附能力差别进行分离的称为吸附色谱;利用混合物中各成分在固定相(液体)和运动相中分配系数差别而进行分离的称为分配色谱;利用离子交换剂作为固定相的称为离子交换色谱;利用化合物与固定相形成氢键吸附的聚酰胺色谱;起分子筛作用的为凝胶色谱。层析在柱上、薄层上、纸上进行的则分别称为柱层析、薄层层析、纸层析。此外,移动相为气体的称为气相色谱;移动相为液体的称为液相色谱。
3. 树脂存在于植物界,尤其是种子植物中, 一般认为,树脂是由植物体内的挥发油成分如萜类经过复杂的化学变化如氧化、聚合、缩合等作用而形成的一类化学组成较复杂的混合物。采取:割取、砍取、提取。分类:单树脂类, 胶树脂类, 油胶树脂, 油树脂, 香树脂。
4.( 1)、松脂熔解工序。 松脂用螺旋输送机由贮脂池打入进料斗,经螺旋给料器进入连续熔解器,松脂熔解时通入开口蒸汽,温度控制在90~95℃,熔解过程中蒸发出来的松节油和水蒸气由熔解器上部的冷凝器回收。熔解脂液经熔解器内的过滤装置除去粗大的杂质后进入连续澄清槽。(2)、熔解脂液净制工序 熔解脂液在澄清槽进行澄清,澄清槽的容积较大,一般能使脂液在其中停留6~8小时,使脂液和水自行分层,澄清后的净制脂液送往蒸馏工序。(3)、净制脂液的蒸馏工序 蒸馏工序是在连续蒸馏塔中进行。澄清的
脂液由过渡罐经转子流量计测定流量后进入加热器预热至140℃左右,送入蒸馏塔。塔分二段,上塔段塔顶蒸出优级松节油,优级松节油再经盐滤器去除微量水分后送入油库即为成品。下塔段塔顶蒸出重油,塔底放出松香。重油经泠凝器、油水分离器分离水分后送往油库。松香放出后送至包装场装桶。
5. 间歇蒸馏与连续蒸馏无论在生产设备、操作方法、能耗、以及在劳动强度和产品质量上都有很大差别。首先是生产设备不同,连续蒸馏法系在蒸馏塔中进行,设备较复杂,投资大;而间歇蒸馏法是在蒸馏锅中进行,设备较简单,投资少。其次是操作方法不同,连续蒸馏是被蒸馏的松脂连续不断地送入蒸馏塔,沿溢流管往下流动,易挥发的松节油不断地受热汽化上升,可以在塔的不同位置引出沸点不同的优油、中油和重油,难挥发的松香则连续不断地自塔底放出。间歇蒸馏是将松脂分批加入蒸馏锅,使易挥发的松节油受热后,逐步汽化,根据液相或汽相温度的变化,收集沸点不同的优油、中油和重油;难挥发的松香则定期地从蒸馏锅放出。再次是连续蒸馏效率高,可节约蒸汽能源。连续蒸馏比间歇蒸馏节省开口蒸汽将近60%。
6. 下降采脂法是割面的位置从树干高处开始,每年采脂的新割面位于旧割面之下,割面从上往下延伸,一般割到距离地面上20厘米为止。在割面上,第一对侧沟开在割面的顶部,第二对侧沟开在第一对侧沟的下方,从上往下开沟,这种采脂的作业方法称为下降采脂法。下降采脂法的工艺过程如下:1准备作业 2.选定割面 3刮皮 4.开中沟和第一对侧沟、安装受脂器 5.经常采割 6.收脂 7. 采脂结束工作 什么叫上升采脂法?其工艺过程怎样?上升采脂法割面及侧沟的配置,恰与下降采脂法相反。第一年割面下缘距离地面20厘米处开始配置,下一年的新割面在上一年度的旧割面的正上方,割面由下而上,一个个向树干上部延伸,直至2米以上。在割面上,第一对侧沟开在割面的下部,以后开割的侧沟都在前一对侧沟的上方,从下往上开沟,这种采脂的作业方法称为上升采脂法。 上升采脂法的工艺过程与下降采脂法基本相同,在采脂季节到来之前,也必须做好采脂规划,技术培训,采脂工具及受脂用具的准备,开好采脂林道等准备工作。在正式开割之前,也应选好割面及刮去松树鳞片状外皮,选择割面及刮皮的方法与下降法相同,所不同的只是不开中沟,每对侧沟的夹角即割面角较小,一般为60度,以便松脂的下流。 7. 脂松香 木松香 蜉蝣松香
8. 树脂酸 脂肪酸 中性物
9. 松香的化学性质主要取决于树脂酸,树脂酸分子结构主要有双键和羧基两个化学反应活性中心。双键中歧化反应很重要,歧化松香是一种改性松香, 主要成分是去氢枞酸, 性能稳定,在催化剂存在下, 借无机酸和热的作用, 使松香的第一部分被氧化, 另一部分被还原, 即发生了歧化反应的产物。歧化松香是脱氢松香酸、二氢松香和四氢松香酸。
10. 具有防腐 绝缘 黏合 软化等许多优良性能,广泛用于肥皂 造纸 涂料 电绝缘材料 油墨 电绝缘材料 化工等部门。
11. 高压溶剂法 高温高压法 高温常压法
12. 以氢化松香和甘油为原料、ZnO 为催化剂进行酯化反应的研究。探索了原料配比、催化剂用量、反应温度、反应时间以及甘油加入方式对酯化反应的影响, 找出了最佳反应参数为:原料松香与甘油的摩尔比2.0∶
1、催化剂用量(质量分数)0.2%、反应温度270℃、反应时间3h 、甘油的加入方式为一次性全部加入。13. 较高的抗氧化性 在空气和光照下不被氧化和变色,无结晶趋势,脆性校内,黏结性强,能长期保持弹性和颜色浅且无特殊气味等。主要用于胶粘剂、涂料、油墨、电子工业助焊剂、食用酯胶原料等。
14. 结构性能稳定,改善合成橡胶的物理性能,增加耐热强度,撕裂强度,耐磨强度 用于制造歧化松香酸皂,作为丁苯橡胶,氯丁橡胶,丁腈胶及其乳胶,ABS 等高分子聚合的乳化剂,还可用作橡胶增塑剂,粘结剂、口香糖,高级造纸胶料,印刷油墨等。
15. 是寄生在植物上的紫胶虫所分泌的一种物质。用于木具,医药,食品,水果涂料你,化妆品,印刷油墨等。
16. 紫胶树脂在碱性环境下水解——紫胶酮酸、壳脑酸等——再用乙醚处理分离出软树脂和硬树脂。
17. 热滤法、溶剂法。
18. 在溶剂法制作片胶时增加一个脱蜡工序,常见工艺为萃取法。
19. 具有耐腐、耐磨、耐酸、耐溶剂、耐热、隔水和绝缘性好、富有光泽等待性,它可以用作军工、化工、纺织、轻工、造船、机电以及工艺制品等方面的重要涂料。
20. 单宁、非单宁、不溶物21. 单宁与皮蛋白作用、单宁与金属离子作用、单宁与甲醛作用、单宁的水解和缩合、氧化。
22. 皮革中的应用、除垢防垢的应用、泥浆处理剂中的应用、金属采矿中的应用、渔业中的渔业人造板中的应用、合成氨、木材表面涂饰剂、农牧业抑制剂,刺激剂。
23. 筛选、风选、水选、磁选
24. 立木采集、伐木采集
25. 冷杉树脂(溶解)—(洗涤)—干燥—过滤—浓缩—蒸馏—冷杉胶
26. 用于岩石打磨和生物切片的粘接剂
27. 用于涂饰竹木制品、精密切割、皮革、绝缘和印刷等民用行业。
28氧化过程:桦皮脑氧化为桦皮酸,降解:硝酸与木素反应得到硝基木素
29精油是从植物的花、叶、茎、根或果实中,通过水蒸气蒸馏法、挤压法、冷浸法或溶剂提取法提炼萃取的挥发性芳香物质。
30脂松节油,硫酸盐松节油,木松节油,松轻油
31:连续法分离技术;间歇法分离技术;倍半萜烯的分离
32:松节油——一级精馏(分离出a 蒎烯)——釜液——二级精馏(分离出b 蒎烯)——釜残液:
33:衍生物法;气相色谱法;气质联用法
34; 冷磨柠檬油;蒸馏柠檬油35:柠檬-选果-浸泡-清洗-冷磨-混合液-过滤-离心及蒸馏-粗油-澄清-过滤-冷磨柠檬油-检验分装
36:压榨法;冷磨法;水蒸气蒸馏
37高温氧化聚合而变质而压榨法可在室温下进行确保质量香气纯度
38; 薄荷叶-水上蒸馏-加热蒸馏-回流-冷凝-油水分离-薄荷原油-冷冻结晶(薄荷素油)-粗薄荷脑-重结晶-薄荷脑
39装料,加热,蒸馏速度,蒸馏终点,冷凝,油水分离,粗油精制
40水蒸汽蒸馏法,分馏法
41用挥发性有机溶剂将植物中某些成分萃取出来,当接触时溶剂分子向组织内部渗透同时溶解某些成分,当内部浓度大时产生推动力,由高到低不断将溶解物传到外部即可提取
42沸点低易回收;不溶于水;化学性质稳定;无色无味
43固定萃取工艺;搅拌萃取工艺;转动萃取工艺;逆流萃取工艺
44装料;物料溶剂比;萃取温度;萃取时间;浸液浓缩
45原料溶剂-浸提器装料-浸提-浸出液-澄清分离-有机浸液-过滤-常压蒸馏-回收溶剂-搅拌减压蒸馏-粗膏-粘稠浸液-搅拌溶解-搅拌减压蒸馏-桂花浸膏
46桂油为微黄或黄棕色的明净油液,具有浓郁的芳香,主要成分为肉桂醛(含量率达70~90%)及少量的桂酸。广泛应用于食品香料和医药,也是制作香皂和化妆品的重要原料
47水上、水中、水汽
48色谱定量分析:检测器温度200,FID ,柱温80-180,分流比1:100;色谱质谱定性分析:柱温70恒温5分钟,分流比1:10进样口温度230等
49主要有水化;加氢;热裂解;异构化等四种
50一般将松节油在酸,乳化剂的存在下直接合成水合萜二醇,离心分离在酸性条件下加热脱水生成松油醇
51二步法:水合,脱水,精制;一步法:有机酸催化法,固体酸-相转移催化法;二步法产率低能耗大设备腐蚀严重,一步法工艺简单生产成本低
52用碱进行皂化分离提纯精制,一般在氢氧化钠水溶液或醇溶液中发生,生成异龙脑,通常在具有搅拌的间歇反应釜中,加压可加快。
53a 蒎烯-氢化-蒎烷-氧化-氢过氧化蒎烷-加氢-蒎醇-加氢-芳樟醇
54 a蒎烯在偏钛酸作用下异构为莰烯,再和愈创木酚在白土催化下加热生成萜酚化合物,高压氢化即可:缩合反应,蒸馏,高压氢化,成品蒸馏
55异龙脑的二甲苯溶液用蒸汽压入脱氢釜,二甲苯与水经冷凝器冷凝于二甲苯接收器中分离,回流入釜,加热40度脱水尽,加入石灰糊升温到150加催化剂,真空吸入二甲苯8h 后再加催化剂控制温度在180-200度脱氢。
56临床上可作为局部抗炎和止痒涂剂。功效除湿杀虫,温散止痛,开窍辟秽。主治疥癣瘙痒、跌打伤痛、牙痛
57是自然界或矿物中由生化作用或光合作用而形成高分子化合物。存在于动物、植物或矿物内。例如纤维素、淀粉、蛋白质、木质素等。常含有其他高分子物质或矿物杂质。可用物理和化学方法净化、加工或改性。广泛用于工业、农业、和人民生活中。参见高分子化合物。天然高分子化合物都是混合物。
58预糊化淀粉,氧化淀粉,交联淀粉,酸变性淀粉,酯化淀粉,醚化淀粉,接枝淀粉
59酸水解,酶水解,酸酶法水解。
60酸性介质氧化物:硝酸,铬酸,过氧化氢,高锰酸钾;碱性介质氧化物:碱性次氯酸盐,碱性高锰酸盐,碱性过氧化氢,碱性过硫酸盐;中性介质氧化物:溴,碘
61性质: 颗粒 粘度 抗剪切性 淀粉颗粒的膨胀度 薄膜性能 耐氯化锌稳定性 可消化性,可吸收性 应用:在食品工业中,用作增稠剂和稳定剂。可做色拉汁的增稠剂。 酸变性淀粉经交联后是冰激凌的主要原料。经滚筒干燥后的交联淀粉可增加糕点体积,使糕点酥脆、柔软和耐贮存。 在医药工业上,用作橡胶制品的防粘剂和润滑剂。 在造纸工业中,由于交联淀粉在常压下受热,颗粒膨胀当不破裂,被湿纸页吸着量多,故用于造纸打浆机施胶效果好。交联淀粉抗机械剪切稳定性高,为瓦楞纸和纸箱纸的好胶黏剂。 在纺织工业,用交联淀粉浆纱,易于附着在纤维表面上增加耐磨性和耐热稳定性。
62(1)物理变性:预糊化(α-化) 淀粉、γ射线、超高频辐射处理淀粉、机械研磨处理淀粉、湿热处理淀粉等。 (2)化学变性:用各种化学试剂处理得到的变性淀粉。其中有两大类:一类是使淀粉分子量下降,如酸解淀粉、氧化淀粉、焙烤糊精等;另一类是使淀粉分子量增加,如交联淀粉、酯化淀粉、醚化淀粉、接
枝淀粉等。 (3)酶法变性(生物改性) :各种酶处理淀粉。如α、β、γ-环状糊精、麦芽糊精、直链淀粉等。
(4)复合变性:采用两种以上处理方法得到的变性淀粉。如氧化交联淀粉、交联酯化淀粉等
63干法是在“干”的状态下完成变性反应的,所以称为干法。
所说的“干”的状态并不是没有水,因为没有水或有机溶剂)存在,变性反应是无法进行的。干法用了很少量的水,通常在 20%左右,含水 20%以下的淀粉,几乎看不出有水分存在。也正因为反应系统中含水量很少,所以干法生产中一个最大的困难是淀粉与化学试剂的均匀混合问题,工业上除采用专门的混合设备以外,还采用在湿的状态下混合,干的状态下反应,分二步完成变性淀粉的生产。 采用干法生产的变性淀粉的类别比较少,其中产量最大、应用最普遍的是白糊精、黄糊精及其它酸降解的变性淀粉。由于干法生产的黄、白糊精及酸解淀粉等产量大,应用范围广,加之干法生产产品收率高,无污染等原因,所以干法是一种很有前途的方法。
64改变天然淀粉糊化和蒸煮特性,减轻淀粉的凝沉和胶凝倾向,降低淀粉的胶化温度,通过引入其他基团赋予疏水等特性
65预糊化淀粉具有冷水溶解性,在冷水中稳定性好,保水性强,使用方便。广泛应用与医药、食品、化妆品、饲料、石油钻井、金属铸造、纺织、造纸等很多行业。生产工艺:淀粉→淀粉乳→糊化→干燥→粉碎→包装,三种方法:滚筒法,喷雾法,挤压法
66麦芽糊精,环糊精,热解糊精
67包括羟烷基淀粉、羧甲基淀粉、阳离子淀粉,羧甲基淀粉(CMS)是阴离子型的天然产物的变性体,是能溶于冷水的天然高分子聚电解质醚。目前cMS 己广泛应刚于食品、医药、石油、日用化工、纺织以及造纸粘合剂、涂料工业。羟烷基淀粉应用于食品工业:可用作黏合剂, 增稠剂, 悬浮剂, 增加稳定性可作建筑材料的粘合剂,日用化工和羟丙基淀粉在化妆品或涂料中用粘合剂、悬浮剂和增稠剂。 68氧化淀粉使淀粉糊化温度降低,热糊粘度变小而热稳定性增加,产品颜色洁白,糊透明,成膜性好,抗冻融性好,是低粘度高浓度的增稠剂,广泛应用于纺织、造纸、食品及精细化工行业,纺织行业中作为经纱上浆剂,在造纸工业中,用作表面施胶剂、涂布胶粘剂、湿部添加剂、瓦楞纸板粘合剂,食品添加剂
69α-纤维素β-纤维素γ-纤维素;纤维素酯,纤维素醚
70由天然纤维素经化学处理生成的纤维素酯、纤维素醚为主要成膜物质的涂料,此类漆干燥快,漆膜硬度高,耐磨、耐候、耐久性好。广泛用于金属表面、汽车、飞机、皮革等的涂饰。由于该类漆的固体分低,从底漆、中涂层到面漆需涂装多次,费工费,
71主要介绍了糖和苷、苯丙素类、醌类化合物、黄酮类化合物、萜类和挥发油、三萜及其苷类、甾体及其苷类、生物碱、海洋天然产物、天然药物的研究开发等知识
72 1、挥发性成分-水蒸气蒸馏法(迷迭香油)2、酸性成分-碱水提取法(酚类、黄酮)3、碱性成分-酸水提取法4、极性成分-水提取5、弱极性成分-80%以上乙醇提取低极性有机溶剂提取(石油醚、环己烷等)6、中等极性成分-水提取法
73为了提高药物疗效,降低毒副作用,适合制剂要求方便使用。
74香豆素类药物的作用是抑制凝血因子在肝脏的合成。用作抗凝血剂。化学性质:内酯性质和碱水解反应;酸的反应(环合反应,烯醇醚键开裂,双键加水反应)
75. 木脂素由双分子苯丙素缩合成各种碳架后,侧链γ碳原子上的含氧官能团如烃基,羰基,羧基等相互脱水缩合,在形成半缩醛,内酯,四氢吡喃等环状结构。76. 苯酚类,萘醌类,菲醌类,蒽醌类,
77. ⑴有机溶剂提取法⑵碱提-酸沉法⑶水蒸气蒸馏法
78. 蒽醌苷类因其分子中含有糖,故极性极大,水溶性较强,分离和纯化都比较困难,一般主要应用层析法,在层析之前,需采用溶剂法或铅盐法处理粗提物,出去大部分杂志,制得较纯的总苷后在进行层析分离。
79. 醌类化合物的甲基化和乙酰化
80. 黄酮类化合物的颜色反应多与分子中的酚羟基及γ-吡喃酮环有关
81. 溶剂法,离子交换树脂法,沉淀法
82. 紫外光谱可反映生物碱的基本骨架或生色团的结构特点红外光谱主要用于功能基的定性和与已知对照鉴定
83. 将黄油加工成无水奶油,然后充氮密封包装,这样的处理大大提高了产品的货架寿命,并降低了产品变质的发生率。
84. 皮革的鞣制,涂料,药物用途,润滑油,肥皂,沙虫喷雾剂,金属表面防护剂
85非生物裂解和生物裂解 在非生物裂解中又分为催化裂解和非催化裂解
CMC+奶油+糖浆
86. 砂糖粉 ↓
蛋白粉 → 混合 → 调节酸碱性 → 拌匀 →造粒→烘干 → 银杏粉产品
米粉
银杏粉
87. 海洋生物多糖类化合物,藻胆蛋白
88. 应用在许多科学研究中,市场上的冻粉,凉粉 琼脂具有胶凝性和凝胶的稳定性,在食品中工业中常被用作增量剂、增稠剂、乳化剂、胶凝剂、稳定剂、赋形剂、助悬剂、水分保持剂。特点不溶于冷水而溶于热水
植物性天然香料通常包括精油、浸膏、净油、香脂、町剂等,最具有代表性的植物香料是植物精油,其主要成分是具有挥发性和芳香气味的油状物,是植物芳香的精华。
水蒸气蒸馏主要用于植物精油的提取,常用的水蒸气蒸馏工艺有三种:水中蒸馏、水上蒸馏和水汽蒸馏。这三种蒸馏方式各有所长,各有不同的工艺特点,其中水中蒸馏不适于易水解及热分解的原料,加热
方式有直火加热、间接蒸汽和直接蒸汽,通常是在常压、95℃左右的条件下。水上蒸馏不适于易结块及细粉状原料,其加热方式及条件与水中蒸馏相同,所得到的精油质量较好。水汽蒸馏也不适于易结块及细粉状原料,是将水蒸气直接通入加热,其温度和压力均可调,得到的精油质量最好。
水蒸气蒸馏法生产天然精油的加工技术包括三类:简易单釜蒸馏加工技术、串联加压蒸馏加工技术和连续蒸馏蒸馏加工技术,简易单釜蒸馏技术又可分为单釜固定式和单釜倾倒式两种。单釜固定式水蒸气蒸馏设备适用于水中、水上和水汽蒸馏三种方式,并可直接用火或水蒸气两种加热方式, 具有结构简单、制作方便、操作容易、便于移动等特点,应用广泛。单釜倾倒式水蒸气蒸馏釜结构形式与固定式相似,仅于蒸馏釜中部增添有旋转轴,使釜旋转180而使釜口向下,将蒸馏釜残渣倒出,从而减轻劳动强度,提高设备利用率,单釜倾倒式水蒸气蒸馏釜适用于水上蒸馏法加工薄荷、香茅草、薰衣草等各类香料植物。串联加压蒸馏加工技术特别适用于半干薄荷、香根、树兰枝等含高沸点成分而在高温和加压情况下不易变质的香料植物。最后一种是连续蒸馏加工技术,连续蒸馏生产天然精油采用直接水蒸气蒸馏,并连续出料,这种加工技术具有生产效率高、成本低的特点。
1.2压榨法
压榨法主要用于柑橘类精油的生产,其工艺可分为两类:一种是传统工艺,如整果剉榨工艺和果皮海绵吸收工艺,最早起源于法国和意大利,属于手工业小规模生产方法;另一种是近代生产工艺,被我国天然香料加工产广泛采用,主要包括整果冷磨工艺和果皮压榨工艺。整果冷磨工艺是使用平板式磨橘机,如图1所示,这种磨橘机属柑橘类整果加工生产天然香料的定型设备。装入磨橘机中虽然是柑橘类整果,但实际上磨破的仍然是皮上的油囊细胞,油囊细胞被磨破后精油渗出,并被水喷淋下来,经分离得到精油。压榨法的最大特点是生产过程可以在室温下进行,这样可以确保柑橘油中的萜烯类化合物不发生化学反应,从而确保精油质量,使其精油香气纯正,但其产率低,工艺较复杂。
1.3浸取法
浸取法也称为萃取法、浸提法,是用挥发性有机溶剂将天然植物原料中某些成分浸取出来。当溶剂分子与被浸取物接触时,溶剂分子由其表面向植物的组织内部渗透,同时对组织内部的某些成分进行溶解。当植物组织内部的溶液浓度高于溶剂浓度时,由于浓度差而产生扩散推动力,这些组分由高浓度向低浓度方向扩散,将溶解下来的物质不断地传递到外部溶剂中去。这种传递过程一直进行到两者的浓度差逐渐趋于零为止,此时达到动态平衡。
通过浸取所得到的浸取液中含有芳香成分及芳香成分和少量色素、脂肪、植物蜡、淀粉、纤维、糖类等非芳香成分。将浸取液蒸发浓缩回收溶剂,得到膏状的物质通常称为浸膏。将浸膏用乙醇溶解,冷却后,过滤除去非醇溶性固体杂质,减压蒸馏回收乙醇后,得到净油。如果用乙醇萃取芳香物质,则所得到的这种产品通常称为酊剂。
浸取工艺有四种浸取方式,包括固定浸取、搅拌浸取、转动浸取和逆流浸取。固定浸取工艺是将原料浸泡在有机溶剂中静止不动,溶剂可以静止,也可以回流循环,其主要设备包括固定萃取釜、冷凝器、除水器、干燥器、过滤器、溶剂回收装置等。搅拌浸取工艺是将原料浸泡在有机溶剂中,采用刮板式搅拌器,使原料和溶剂缓慢转动,主要设备为刮板式浸取机,该工艺浸取效率相对固定浸取要有所提高,特别适用于玫瑰、桂花等鲜花加工。转动浸取工艺是使原料和溶剂在转鼓中作相对运动,其主要设备是转鼓式浸取机和溶剂回收装置等。逆流连续浸取分为平转式连续浸取和泳浸桨叶式连续浸取两种工艺,后一种工艺的特点是可大批量连续生产,溶剂损耗低,浸膏质量好,逆流连续浸取适于产量大的多种原料,其生产效率要比前三种工艺更高。
1.4其他工艺方法
吸收法生产效率比较低,工艺操作复杂,只是用于一些芳香化学成分容易分离的名贵花朵,主要包括挥发性溶剂吸收法和固体溶剂吸收法两种形式。超临界流体萃取法是一种非常新型的萃取方法,它是一超临界流体作为溶剂,从液体或固体中萃取或提纯目标组分的过程,这种方法一般只用于少数名贵植物香料的萃取。
松节油是具有挥发性的无色或淡黄色透明液体,具有独特香气,主要是萜烯的混合物,其主要成分为α0
-蒎烯和β-蒎烯等。
由于松节油是单萜和倍半萜类的混合物,所以不能作为纯度比较高的单体化合物用作化工原料或香料的原料。因此,必须将松节油进行分离,从中制得高纯度的单组分化合物,才能使其成为精细化工及香料工业的基本原料。松节油的分离技术主要有连续法和间歇法两种,
天然樟脑在自然界主要存在于樟科植物中,但世界樟脑年产量是2500t 到3000t ,而全球约需樟脑量达12000t 到15000t 之多,单靠天然樟脑远远难以满足市场的需要。
合成樟脑是松节油利用的最重要产品之一,自20世纪以来,各国都用松节油合成樟脑。工业生产大都采用同分异构法,即以生成莰烯为中间体制备异龙脑,异龙脑脱氢合成樟脑的方法。异龙脑脱氢合成樟脑可以分为两个基本工序:异龙脑脱氢和樟脑的提纯,
薄荷油是萜醇类精油,按产地或品种的不同,主要有亚洲薄荷油、欧洲薄荷油及柠檬薄荷油3种。工业上,常采用水上蒸馏生产方法,得油率0.5%-0.6%,鲜薄荷草晒至半干再进行蒸馏。
桂花浸膏是一种具有桂花香气的黄色或棕黄色膏状物,产于广西、安徽、湖南、湖北、浙江、江苏、福建、台湾等地,是我国的特产香料。桂花浸膏主要成分包含紫罗兰酮、芳樟醇、香叶醇、橙花醇、松油醇等。在工业上,桂花浸膏用石油醚转鼓式浸取鲜桂花工艺生产,得油率0.13%-0.2% 。
桂花浸膏的生产可采用转鼓式浸取或逆流连续浸取工艺,