学文网摘要:压榨法也是从芳香植物原料提取精油的方法之一,主要用于制造柑橘类精油。如甜橙、柠檬、香柠檬以及白柠檬等的果皮提油均采用此法。压榨法在加工过程中不受热,因此又称为冷榨法。
Abstract:Compression method is a method of extraction from essential oil. It is mainly used in citrus fruit essential oil such as orange, lemon, bergamot and limette oil. The method is unheated during processing which is also called cold compression.
关键词:压榨法;精油提取;海绵法;锉榨法
Key words:Compression;Extraction;Sponge Method;Cold Compression
中***分类号:TQ65 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)01-0051-02
1压榨法的概述
据国内最新资料表明,利用压榨法生产的香精油,色泽为淡黄色液体,出油率较低,为1.0%～1.6%,但有较佳的气味,其香气更接近于天然鲜橘果香,压榨后的残渣仍可用水蒸气蒸馏法提取得到部分橘油,压榨法适合于工业大规模连续生产柑橘香精油。
压榨法提取柑橘油,有手工法和机械法之分,然而根据加工的柑橘果是整果还是散皮,还有整果采油法和散皮采油法两种。采取压榨法提取柑橘油有以下几个步骤:
(1)整果和散皮的清洗和清水浸泡,做好原料准备。
(2)压榨锉磨。根据方法不同,或者压榨、或者锉磨。
(3)油水分离。利用高速离心机,分离经过沉淀、过滤的油水混合液,从而获得粗制柑橘油。
(4)精制。离心分离而得的粗制油,经适当冷冻,再经离心分离、过滤、混合、调配、检验符合一定标准后正式成为产品精制柑橘油。
2常见的几种压榨提油方法
2.1 海绵法
目前柠檬油和甜橙油的生产仍有采用此法的。其法是先将整果切成两半,用锐利的刮匙将果肉刮去。再将半圆型果皮于水中浸泡一段时间,使之膨胀变软之后,从水中取出,并将其翻转,使桔皮表面朝里与吸油的海绵相接触,对着海绵用手从外面压榨,这样使油囊破裂,精油放出吸附在海绵上,当海绵如此操作精油吸附饱和时,将精油挤出流到下面的陶瓷罐中。陶瓷罐盛满油液后,静止澄清使圆形细胞碎屑沉淀。精油浮于上层,下层为植物中之水分,最后将上层精油倾斜滤出。此法手续烦琐,产率低,消耗人工较多,据说只能回收50%-70%果皮中的精油。
2.2 锉榨法
这一方法又叫优扣累(Ecuelle)法,起源于法国南部尼斯(Nice)。虽然在欧洲这一方法已经不再使用,但在意大利起先采用的机械生产柑橘油的原理,都是根据这一方法发展起来的。该法是利用具有突出针刺的铜制漏斗状锉榨器。将柑橘的整果在锉榨器的尖刺上旋转锉榨,使油囊破裂精油渗流出来。并通过锉榨器下端的手柄内管,流到盛油和水的受器内,盛油和水的瓷罐放在冷室中,静置分出精油。
这一方法的出油率低需要较多劳动力。生产出的精油质量不如海绵法好,意大利南部加拉勃利亚地带分析了锉榨器的结构特点,研制出香柠檬的压榨机,从而成为机械法提取柑橘油的先例。
2.3 机械压榨法
海绵法与锉榨法都是手工操作,前者是将整果切成一半后加工,后者是用整果在锉榨器上锉磨。但是机械压榨法通过人们的研究,无论整果还是散皮都能进行。目前国内柑橘油的的生产都已采用机械法。食品厂与香料厂采用磨皮机进行冷磨提油,冷磨法适合广柑一类的圆果的提油。而杭州香料厂用散皮提油,所用的设备是螺旋压榨法。
3压榨提取柑橘油的原理
由于柑橘油的化学成分,如甜橙油除含大量的易于变化的萜烯类成分外,其主成分的醛类(柠檬醛、十炭醛)受热也容易氧化变质,所以柑橘油适用于冷榨和冷磨法。
首先根据橘果的形态选择加工工艺和设备,国内罐头厂所用的磨果机适用于圆形整果,如广柑、柠檬一类。对于散皮则适用螺旋压榨机。无论冷榨和冷磨,其取油的原理相仿,兹将其原理归纳如下:
3.1 油囊位于表层便于提取
含油的细胞位于桔皮外层,桔黄层的表面,而且油囊直径一般可达0.4-0.6毫米,又是无管腺,周围无包壁。是由退化的细胞堆积包围而成,据Donovan的看法,这种油囊无论常压还是减压蒸馏都不易破碎,精油不易蒸出,相反,在蒸馏中主香成分容易氧化聚合变质。但是根据实验经验,将桔皮用手向反面挤压,会有一股桔油射出。根据这一原理。无论采用Pepkin氏辊式压榨机,刺皮机FMC磨皮机和BOE桔油冷磨机(Brown Oil Extractor)还是手工操作的锉榨法和海绵法,都是利用尖刺的突起物刺伤桔皮外层的桔黄,使其中的油囊破裂,精油被释放出来,然后用喷淋的水将精油带出。分出的油水混合物经澄清、分离、过滤,最后经高速离心机将精油分出。
3.2 影响冷榨冷磨提取油的几个因素
3.2.1位于桔皮中层下面的海绵体阻碍精油分离
桔皮在中果皮层(Mesocarp)的内面是比较厚的,由纤维素为主内含有果胶的海绵层,而外果皮层油囊分布较多。在水果成熟过程中,中果皮组织内,纤维结构伸长分枝形成错综复杂内有细胞间隙的网状结构,称为海绵体。通常这一海绵体层较厚,而每个桔果果皮中所含精油为数不多,如以柠檬为例,每只柠檬平均重量大约100-120克,桔皮重量约占一半,其中所含精油约0.5-0.7克,这样数量较少的精油当油囊破裂时,无疑为海绵体所吸收。在压榨提油过程中,海绵体成为精油从桔皮组织分离的障碍。这一现象无论整果还是散果皮提油都存在。为了避免这一现象的发生和减少它的阻碍,在手工海绵法提油时,将剥下来的新鲜半果果皮,浸泡在清水中,使海绵体部分吸收大量水分,为水分饱和的海绵体吸附精油的现象可大大减少,这对精油的分离极为有利。对散皮来说清水浸泡同样重要。
3.2.2桔皮压榨前进行清水浸泡的必要性
桔皮的外果皮层当清水浸泡时,油囊的周围细胞中的蛋白胶体物质和盐类构成高渗溶液有吸水作用,使大量水分最后渗透到油囊和油囊的周围,这样油囊的内压增加,当油囊受压破裂时就会使油液有利的射出,这对出油有利。清水浸泡的另一个作用,就是中果皮吸水较外果皮大,吸水后的中果皮海绵体当精油进出时,就不再吸收精油,使出油率增高。我们知道新鲜采集下来的柑橘或者不是很成熟的柑橘压榨时出油率高,如采摘下来多时或者树上过熟的柑橘,其皮富有弹性,坚韧不易破伤,压榨或磨锉比较困难,这样果皮如经适当的清水浸泡使之适度变软,则有利压榨和冷磨出油。
3.2.3果胶和果皮碎屑影响油水分离
柑橘果种类的不同果皮的厚薄各异,而且油囊在外果皮中的分布有深有浅,油囊也有大有小。这样在磨果机的设计上就要求有不同大小的尖刺或具有不同的转速,或者在冷压时要求施以不同的压力,磨果与压榨时橘果受伤过多,或者因压力过大,或者清水浸泡橘皮过软,则都会导致产生过多橘皮碎片进入油液中。这样将导致果胶成分溶解在油液,将发生油水分离困难。
在散皮采取螺旋压榨提油时,在清水浸泡适度后,再用2%-3%浓度的石灰水浸泡,使果白中的果胶酸转化为果胶酸钙,这样中果皮层的海绵体凝缩变得软硬适度。这是因为果胶酸钙不溶于水的缘故。如果浸泡不透,果胶酸未能充分转化为果胶酸钙,则橘皮过软,压榨时不但要打滑,而且会产生糊状物的混合液,造成过滤和出油困难。但浸泡过度,橘皮变得过硬而脆,在压榨时出来的残渣变成粉状物,它将吸附一部分油分,不利出油。
总之,无论磨皮,压榨的手工和机械提油,如何减少过高的压力和过多的磨伤以及导致果皮的过硬和压软,清水(石灰水)的浸泡是重要一环。
4螺旋压榨法提取橘油实例
螺旋压榨法是上海轻工设计院与杭州香料厂,经过不断努力改进,70年代开始生产中采用螺旋压榨柑橘散碎果皮,提取冷榨柑橘油的方法。其工艺如下:
4.1 原料的要求
冷榨橘油的质量在很大程度上取决于柑橘皮的新鲜程度,以及是否有霉烂变质现象。霉烂变质的柑橘皮,不仅影响精油的质量,而且浸泡时不易使果胶钙化,给压榨过滤等操作带来困难,使得率降低。新鲜柑橘皮的保藏,要用箩筐分装,严防堆放发热,避免雨淋日晒,有条件的能放置在0-4℃冷风库中则更为理想。
在保藏中,要注意防止橘皮受压导致油囊破裂,在库的原料应力求先进先出,有秩序的投产。而且要进行比较严格的选料,霉烂皮、杂皮、脏皮要从原料中筛除。筛除的原料除了严重变质外,可采用蒸馏法提油。
4.2 加工前处理――浸泡
浸泡是冷榨柑橘油生产过程中比较重要的一环,处理适当与否直接影响得油率的高低。故应予以充分重视。浸泡是指用1%-2%的石灰浆液浸泡,通过浸泡使柑橘皮所含的果胶酸转化为果胶酸钙,因果胶酸钙不溶于水,以便油水混合液的过滤及离心分离。浸泡时的浸泡液,PH值应控制在12左右。根据果皮的品种不同浸泡液的浓度,浸泡时间略有不同。早橘、本地橘以及新鲜橘皮,采用液比为4:1,浸泡液浓度为1%-1.5%的石灰水,浸泡时间为6-8小时,鲜广柑皮液比为4:1,鲜柚子皮液比为6:1,而浸泡液浓度为2%,浸泡时间因皮厚薄,分别为8-10小时。
浸泡时为了保证橘子完全淹没在石灰水中,可在最上一层表面果皮上压一顶竹片以防止果皮漂浮,浸泡液的浓度与时间的长短、气温高低、柑橘皮本身干湿度和橘皮品种,在不同条件下都会相互影响引起变化。一般根据具体条件,通过实验,选择应用。
浸泡分为静止浸泡和循环浸泡,后者可缩短浸泡时间,并能使橘皮上下一致得到均匀浸泡。浸泡液可反复使用2-3次,但每次使用前要重新测定PH值,适当补充石灰。
橘皮浸泡要适当,皮子呈黄色、无白芯、稍硬、具有弹性、油的喷射性强。在压榨时不打滑,残渣为颗粒状,渣中含水含油量要低。在过滤时较顺利,不易糊筛,粘稠度不太高。如浸泡不透,皮子有白芯白点,弹性差,油的喷射力不强。在压榨时易打滑,残渣成块状,渣中含水,含油量较高,过滤时困难,易糊筛粘稠度高,如浸泡过度,皮子呈深黄或焦黄色,硬而脆易折断,无喷射力。压榨时残渣成粉末状态,易阻塞机器,渣中含油分高,含水分少,过滤容易,粘稠度低,后两种情况影响得油率。
干柑橘皮的浸泡:干柑橘皮压榨之前都先用清水浸泡,待橘皮稍有软化后,再浸入石灰液中。干皮浸泡的液比为1:8,经清水浸泡2-4小时后,捞出再浸入2%-3%的石灰液中,浸泡6-8小时。
削下散皮的浸泡:蜜饯厂削下的柑橘表皮,俗称云皮,可直接压榨,无须浸泡,压榨可进行两次,如数量少常保藏在5%-8%的盐水中浸泡。
4.3 过洗
经过石灰浆浸泡的柑橘皮,经捞出后,将粘附在表面的石灰浆冲洗干净,并减低橘皮的碱性以利过滤和分离。洗净的橘皮用箩筐分装,以备压榨加料之用。
4.4 压榨
经过清洗后的橘皮进行加料,在加料时应注意调节出渣口的闷头,使排榨均匀而畅通,同时注意适当开放喷淋水。喷淋水有两条,一条是在加料斗的上方,随原料进入榨螺时一起带入,另一条是装在多孔榨笼外壳的上方,将压榨时由榨笼喷出的油分用水冲洗下来然后进入接料斗。喷淋水的数量榨笼外壳上的流量应大于加料斗出的流量。其量应与橘皮加料量和分离机分离量相适应。
喷淋水是循环使用的,第一次配制时,可用清水400-500公斤,按水量计加入硫酸钠0.2%-0.3%,充分搅和,以提高油水分离效果。循环的喷淋液在循环使用时,时常因橘皮中石灰液未洗净PH值会逐渐增高。为了有利于有水分离PH值应调整在7-8之间。喷淋水循环使用一定时间之后,水质中会含有多量果胶或沉淀物,从而变得浑浊粘稠,这对油水分离极为不利。喷淋水应放弃一部分,补充新水。放弃的喷淋水放到蒸馏锅中回收其精油。
4.5 沉淀过滤
经过压榨后的榨汁,往往会有细微的渣滓和粘稠的糊状物,故必须经过沉淀过滤,以减轻橘油分离机的负荷。过滤后的残渣含有大量的橘油,需将油水液及时挤干。残渣可通过蒸馏回收精油。
4.6 离心分离
沉淀过滤的油水混合液,采用高速橘油分离机6000转/分将油水分离,分离后而得粗制柑橘油。
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