專利名稱：煙提取物的制備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于食品調(diào)味和著色的煙提取物的制備。
背景技術(shù)：
對(duì)食品進(jìn)行煙熏用于保存以及食品的調(diào)味是非常古老和眾所周知的實(shí)踐，其中使食品經(jīng)受來(lái)自于木材燃燒的煙，在該過(guò)程中由于缺少足夠的氧氣或由于燃燒過(guò)程中的溫度，木材中釋放的氣體是不完全燃燒的。因此，該煙包含大量為食品提供所需特征的物質(zhì)。
對(duì)許多食品而言，優(yōu)選的是不使產(chǎn)品經(jīng)歷傳統(tǒng)的煙熏過(guò)程而得到煙熏調(diào)味，并且為此目的，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了多種類型的煙提取物。
US 3,106,473中公開(kāi)了一種制備液體煙提取物的方法，其中使水與木材煙逆流穿過(guò)來(lái)提取煙的水溶性部分以用作木材煙調(diào)味水溶液。在相同文獻(xiàn)中，還討論了木材蒸餾產(chǎn)物或來(lái)自于木材部分燃燒的冷凝煙的產(chǎn)物的水溶性級(jí)分作為液體煙提取物的應(yīng)用。
在對(duì)于完全燃燒來(lái)說(shuō)沒(méi)有氧氣存在或者存在氧氣量不足的情況下加熱時(shí)，例如，蒸餾或熱解，木材產(chǎn)生含有水、水溶性組分和水不溶性組分的氣體，其中所述的水不溶性組分就是木焦油。過(guò)程中的剩余物是灰和炭，其主要含有碳和一些重焦油組分。然而，通過(guò)煙的冷凝而得到的被稱為木焦油的產(chǎn)物除了不溶性組分以外，還可以包含一些水溶性組分。
水溶性組分構(gòu)成木材熱解過(guò)程產(chǎn)物的僅僅一小部分，并且已經(jīng)嘗試從熱解過(guò)程的其它產(chǎn)物中提取用于制備食品的適宜的液體煙產(chǎn)品。
WO 02/00040中，對(duì)木材進(jìn)行熱解過(guò)程，利用超臨界狀態(tài)的提取溶劑使所產(chǎn)生的木炭經(jīng)歷提取過(guò)程。超臨界溶劑具有很好的滲入到炭及其提取組分中的特性，所述炭及其提取組分通過(guò)降低超臨界溶劑的壓力而重新獲得。
木炭構(gòu)成木材熱解過(guò)程產(chǎn)物的最大部分，但是由于其包含大量的致癌化合物，尤其是多核芳烴(PAH)比如苯并(a)芘和苯并(a)蒽(benzo(a)athracenc)，因此通常認(rèn)為是不適用于食品的。
已經(jīng)嘗試從焦油中得到適宜的液體煙，US 5,681,603中公開(kāi)了一種，其中將木焦油溶解在和非離子、芳烴基樹(shù)脂接觸的堿性水溶液中，以去除多核芳族化合物。然而，該方法需要處理或再生樹(shù)脂，因此是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，還需要仔細(xì)控制和監(jiān)督所產(chǎn)生的液體煙的質(zhì)量，因?yàn)橐阎静暮退a(chǎn)生的木焦油的內(nèi)容物具有很大的自然變化。
US 4,154,866中公開(kāi)了另一種方法，其中將木焦油和丙二醇混合，加熱到約140℃，并且通過(guò)減壓到約100mmHg進(jìn)行蒸餾，由此使丙二醇和部分木焦油蒸發(fā)。蒸氣凝結(jié)后，需要利用粉末狀活性碳對(duì)凝結(jié)物進(jìn)行處理，以得到丙二醇和木焦油級(jí)分的混合物，所述混合物含有“不可檢測(cè)量的3，4-苯并芘”。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于食品調(diào)味和著色的煙提取物的生產(chǎn)方法，所述的煙提取物沒(méi)有上述的缺點(diǎn)，并且所述方法可用于生產(chǎn)工業(yè)量的安全、低PAH水平的煙提取物。
由于高含量的PAH和會(huì)引起苦味或燒焦味道的組分，木焦油通常被認(rèn)為是不適用于食品的，但是本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，與WO 02/00040中公開(kāi)的方法相似的超臨界提取方法實(shí)際上可以用在木焦油上而不是用在炭上，并且生產(chǎn)出高質(zhì)量的煙提取物，所述煙提取物的PAH低并可以大量生產(chǎn)而不將化學(xué)品引入到過(guò)程中，這會(huì)引起煙提取物處理食品的消費(fèi)者的新的安全性關(guān)注。
該目的通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的方法實(shí)現(xiàn)，其中通過(guò)超臨界提取木焦油級(jí)分生產(chǎn)煙提取物。提取溶劑比如二氧化碳，具有很好的輸送和溶解所需木焦油級(jí)分的特性，并且在回收過(guò)程中分離所溶解的組分是相對(duì)簡(jiǎn)單的，因?yàn)樵诓煌某R界和亞臨界狀態(tài)下不同組分具有不同的溶解性。因此，可以得到含有少于10ppb(十億分之一)的苯并(a)芘和少于20ppb的苯并(a)蒽的煙提取物。
在特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，在超臨界提取之前使木焦油經(jīng)歷分離過(guò)程以去除絕大部分的所不希望的組分，由此用于超臨界提取過(guò)程的木焦油的粘度可以大大降低并且木焦油將更加不粘，這提供了超臨界提取過(guò)程中的更易傳導(dǎo)性。而且，超臨界提取過(guò)程可以在對(duì)所回收級(jí)分質(zhì)量進(jìn)行更少的監(jiān)督的情況下進(jìn)行，所述所回收級(jí)分的質(zhì)量與PAH和可能的其它所不希望的組分比如重金屬的含量有關(guān)。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)本發(fā)明及其優(yōu)選實(shí)施方案的方法的這些和其它優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)本發(fā)明的下列描述變得更加明顯。
因此，本發(fā)明涉及一種制備用于食品調(diào)味的煙提取物的方法，包括涉及以下步驟的提取過(guò)程用基本上是超臨界狀態(tài)的提取溶劑提取木焦油的一種或多種級(jí)分，和回收所提取的木焦油的一種或多種級(jí)分中的至少一些，由此得到煙提取物。
術(shù)語(yǔ)木焦油理解為從木材中得到并且主要包含基本上不溶于水的組分的焦油，但是也可以存在小部分的水溶性組分。
提取溶劑優(yōu)選選自二氧化碳、甲烷、乙烷、丙烷、乙烯、丙烯、氨、甲醇、水和這些溶劑中一種或多種的混合物。然而，可以在本發(fā)明的范圍內(nèi)應(yīng)用其它提取溶劑，優(yōu)選地，可以采用臨界溫度和壓力分別為1-400℃和20-500巴的那些溶劑作為提取溶劑。
得到焦油的木材可以優(yōu)選選自橡樹(shù)、云杉、松樹(shù)、山毛櫸樹(shù)、櫻桃樹(shù)、桃花心木、岑樹(shù)、楓樹(shù)、榿木、榆樹(shù)、樺樹(shù)、山胡桃樹(shù)和白楊。原則上，所有種類的木材根據(jù)本發(fā)明都是可以適用的，并且不同木材之間的選擇僅僅是操縱所制備的煙提取物的味道的問(wèn)題?？蓛?yōu)選得到木焦油的木材的具體實(shí)例是楓樹(shù)(Acer negundo L.)、白樺(Betula pendula Roth-包括亞種B.alba L.和B.verrucosa Ehrh)、歐洲樺(Betula pubescensEhrh)、角樹(shù)(Carpinus betulus L.)、山胡桃樹(shù)(Carya ovata(Mill.)Koch(C.alba(L.).Nutt.))、栗樹(shù)(Castanea sativa Mill.)、桉樹(shù)(Eucalyptus sp.)、山毛櫸樹(shù)(Fagus grandifolia Ehrh.和Fagus sylvatica L.)、普通岑樹(shù)(Fraxinus excelsior L)、胡桃樹(shù)(Junglans regia L.)、蘋(píng)果(Malus pumilaMill.)、豆科灌木(Prosopis juliflora DC.)、櫻桃樹(shù)(Prunus avium L.)、白橡樹(shù)(Quercus alba L.)、常綠橡樹(shù)(Querqus ilex L.)、普通紅橡樹(shù)(Quercusrobur L.)、歐鼠李(Rhamnus frangula L.)、刺槐(Robinia pseudoacacia)、赤榆(sweet elm)(Ulmus fulva Michx)和榆樹(shù)(Ulmus rubra Mühlenb.)。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中，提取過(guò)程循環(huán)包括步驟a)將部分木焦油供應(yīng)到反應(yīng)容器中，b)將部分提取溶劑供應(yīng)到反應(yīng)容器中，c)使超臨界狀態(tài)下的提取溶劑以給定的接觸時(shí)間作用于木焦油，以提取木焦油的一種或多種級(jí)分，d)將提取溶劑和所提取的木焦油組分從反應(yīng)容器中引到第二室中，而木焦油的未提取部分保留在反應(yīng)容器中，和e)降低第二室中的壓力以從提取溶劑中凝結(jié)所提取的焦油級(jí)分的至少一種，由此回收形成所述煙提取物的組分。
可以控制所述過(guò)程中反應(yīng)容器內(nèi)的溫度和/或壓力，以使提取溶劑在給定的接觸時(shí)間內(nèi)保持基本上超臨界的狀態(tài)，從而提取木焦油的一種或多種級(jí)分。
上述的提取過(guò)程可以以分批過(guò)程進(jìn)行，其中提取溶劑以給定的接觸時(shí)間在反應(yīng)容器內(nèi)保持基本上超臨界的狀態(tài)，以提取木焦油的一種或多種級(jí)分。反應(yīng)容器應(yīng)當(dāng)適合于維持超臨界提取溶劑的高壓，比如250巴。
在分批過(guò)程中，將提取溶劑提供到反應(yīng)容器中，直到容器內(nèi)壓力增大到超臨界壓力，使超臨界狀態(tài)的溶劑和木焦油反應(yīng)，持續(xù)預(yù)定的接觸時(shí)間，然后從反應(yīng)容器中移除，反應(yīng)容器中的壓力通常降至低于此溶劑的超臨界水平。提取循環(huán)的步驟b)-e)可重復(fù)一次或多次來(lái)提取木焦油的多種級(jí)分，直到基本上所有可用于預(yù)定目的的級(jí)分都被提取出來(lái)，并且提取溶劑可以在將所提取的焦油級(jí)分從中移除時(shí)進(jìn)行再循環(huán)。
為了在接觸時(shí)間內(nèi)控制反應(yīng)容器內(nèi)容物的溫度，反應(yīng)容器可配備冷卻和/或加熱裝置。
加入到反應(yīng)容器內(nèi)的木焦油部分應(yīng)當(dāng)優(yōu)選占反應(yīng)容器內(nèi)部體積的優(yōu)選40％或更少、更優(yōu)選30％或更少、最優(yōu)選20％或更少，以保證木焦油和溶劑之間足以進(jìn)行有效提取的接觸面積。
作為替代方案，提取可以以連續(xù)過(guò)程進(jìn)行。具體而言，這種連續(xù)的提取過(guò)程循環(huán)包括步驟a)將部分木焦油供應(yīng)到反應(yīng)容器中，b)提供基本上超臨界狀態(tài)下的提取溶劑的連續(xù)流通過(guò)反應(yīng)容器，以促進(jìn)提取溶劑和木焦油之間的接觸，從而提取木焦油的一種或多種級(jí)分，c)將包含所提取的木焦油級(jí)分的提取溶劑流從反應(yīng)容器中連續(xù)引到第二室中，而木焦油的未提取部分保留在反應(yīng)容器中，d)降低第二室中的壓力以從提取溶劑中凝結(jié)所提取的焦油級(jí)分的至少一種，由此回收形成所述煙提取物的組分，和e)使提取溶劑流通過(guò)反應(yīng)容器并維持足夠的時(shí)間，以提取木焦油的可測(cè)級(jí)分。
木焦油可以分批供應(yīng)到反應(yīng)容器中，以使一定量的木焦油位于反應(yīng)容器中，并且維持超臨界狀態(tài)的提取溶劑連續(xù)流，直到所有的或者基本上所有的可用于本目的的焦油級(jí)分被提取出來(lái)，之后剩余的木焦油被新的一定量替代，或者反應(yīng)容器內(nèi)的木焦油可以連續(xù)供應(yīng)到容器中，并且焦油的剩余部分也可以被連續(xù)移除。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中，所提取的木焦油級(jí)分通過(guò)逐步降低所述第二室中的壓力進(jìn)行回收，所述第二室在這種情況下可以由形成級(jí)聯(lián)的多個(gè)室組成，在此提取溶劑從反應(yīng)容器中供應(yīng)到一個(gè)室中，并從中供應(yīng)到隨后的室等等，其中對(duì)每一個(gè)隨后的室而言壓力降低。在壓力降低的每一步凝結(jié)一部分所提取的木焦油，例如2、3或4個(gè)步驟。
所提取的木焦油中的一些在每一個(gè)壓力降低步驟中凝結(jié)，并且在每一個(gè)壓力降低步驟中凝結(jié)的木焦油可以分別收集，以得到所提取木焦油的一種或多種級(jí)分。其后使用所得級(jí)分的不同組合可以提供具有不同煙味道、風(fēng)味和顏色的芳香物質(zhì)。具體的趨勢(shì)是，以這種方式可以減少所不希望的致癌化合物，尤其是所得的煙提取物中的在特定的壓力步驟中凝結(jié)的PAH及其內(nèi)容物。
從提取溶劑中回收形成煙提取物的組分的步驟是技術(shù)人員所熟知的，例如WO 02/00040中給出了適宜的實(shí)例。
在與提取溶劑接觸之前，使木焦油達(dá)到與所用的提取溶劑的溫度接近的溫度，優(yōu)選在所述溫度的30℃以內(nèi)，最優(yōu)選在所述溫度的20℃以內(nèi)，使得提取溶劑的溫度在與木焦油接觸時(shí)不會(huì)降低到超臨界相以下。
在提取過(guò)程之前可以有利地使木焦油在溶劑或懸浮劑中稀釋或懸浮。使木焦油與溶劑或懸浮劑混合的不同目的如下保護(hù)設(shè)備，提取木焦油中較大部分的高分子量組分，和當(dāng)應(yīng)用逆流提取方法時(shí)，調(diào)整運(yùn)送時(shí)間。任選地，還可以加入無(wú)機(jī)酸或堿組分。一方面，稀釋或懸浮木焦油的目的是保護(hù)設(shè)備以免粘附木焦油。否則，木焦油中的低水含量會(huì)導(dǎo)致焦油粘附和粘著到設(shè)備上。為了避免該問(wèn)題，優(yōu)選稀釋或懸浮木焦油到平均木焦油濃度為10-95wt％、優(yōu)選20-80wt％、更優(yōu)選40-80wt％、最優(yōu)選50-75wt％。第二方面，稀釋或懸浮木焦油的目的是在逆流方法中進(jìn)行提取時(shí)，調(diào)整木焦油的運(yùn)送時(shí)間。通過(guò)添加較大量的溶劑或懸浮劑來(lái)縮短運(yùn)送時(shí)間。
一般而言，溶劑或懸浮劑應(yīng)該對(duì)人類無(wú)毒，因?yàn)橐恍┤軇┗驊腋┛梢酝ㄟ^(guò)提取溶劑提取，并因此將存在于最終產(chǎn)品中。適合于上述兩個(gè)目的的溶劑或懸浮劑可以優(yōu)選選自植物油、動(dòng)物油、乙醇、水或其混合物。
第三方面，溶劑或懸浮劑是從木焦油中提取級(jí)分的增強(qiáng)劑。在本文中，增強(qiáng)劑定義為一種組分，其改善超臨界溶劑從木焦油中提取高分子量組分的能力。根據(jù)本發(fā)明的增強(qiáng)劑優(yōu)選選自甲醇、乙醇、水或其混合物。增強(qiáng)劑或在提取過(guò)程之前加入，或分別注入發(fā)生提取的反應(yīng)容器中。增強(qiáng)劑的用量?jī)?yōu)選為木焦油的至少0.1％v/v，更優(yōu)選至少1％v/v。一般而言，不存在上限，因?yàn)楫?dāng)加入的增強(qiáng)劑的量超過(guò)木焦油的約5％v/v以上時(shí)，效果將不再增加。
此外或作為替代方案，在將木焦油供應(yīng)到反應(yīng)容器之前或之后，可以使木焦油和載體在提取過(guò)程之前混合。載體的使用可以縮短提取中所需的接觸時(shí)間。載體優(yōu)選基本上不溶于超臨界狀態(tài)的提取溶劑。載體優(yōu)選選自硅藻土、C鹽(celite)、膨潤(rùn)土、珍珠巖或其混合物。然而，原則上，任何類型的載體都可以使用。木焦油和載體的體積比有利地在1∶0.1-1∶10范圍內(nèi)，優(yōu)選1∶0.5-1∶2。
在優(yōu)選實(shí)施方案中，提取溶劑包含二氧化碳的量是至少85wt％，優(yōu)選至少90wt％，更優(yōu)選至少95wt％。提取溶劑的剩余部分可以是水，或者二氧化碳可以基本上構(gòu)成以提取溶劑重量計(jì)的約100％。
在提取過(guò)程中，提取溶劑的溫度優(yōu)選維持在20-100℃范圍內(nèi)，優(yōu)選30-70℃，更優(yōu)選40-60℃。在特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，在提取過(guò)程中，提取溶劑的溫度基本上維持在約50℃。反應(yīng)容器中的壓力維持在75-500巴范圍內(nèi)，優(yōu)選100-250巴，更優(yōu)選120-180巴，例如約150巴。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)所提取的煙提取物的組成主要取決于提取過(guò)程中的壓力，因此，所提取產(chǎn)品的味道和質(zhì)量可以通過(guò)改變提取過(guò)程的壓力條件進(jìn)行調(diào)整。
在優(yōu)選實(shí)施方案中，在提取過(guò)程結(jié)束時(shí)的煙提取物包含以加入到反應(yīng)容器中的木焦油重量計(jì)1-60wt％、優(yōu)選5-40wt％、更優(yōu)選5-20wt％的所提取木焦油的級(jí)分。在該水平終止提取過(guò)程的原因是避免煙提取物中具有過(guò)高濃度的致癌和/或苦味組分。
根據(jù)本發(fā)明，應(yīng)當(dāng)優(yōu)選避免從加入到該過(guò)程中的木焦油中提取60wt％以上。理想的提取水平取決于該過(guò)程中形成的煙提取物中所不希望的致癌和/或苦味組分的濃度。一般地，超過(guò)提取水平太多會(huì)導(dǎo)致提取產(chǎn)物中所不希望的組分的濃度超出可接受水平以上。
木焦油和提取溶劑之間的接觸時(shí)間優(yōu)選范圍為5-120min，優(yōu)選15-90min，最優(yōu)選20-60min。接觸時(shí)間是獲得優(yōu)質(zhì)提取產(chǎn)品的重要影響因素。通過(guò)保持最佳的接觸時(shí)間來(lái)減少苦味和/或致癌組分，因此改善了所提取的木焦油級(jí)分的味道和健康性。
在優(yōu)選實(shí)施方案中，在進(jìn)行提取其用作食品用煙提取物的一種或多種級(jí)分之前，通過(guò)對(duì)未加工木焦油產(chǎn)品進(jìn)行的分離過(guò)程來(lái)制備木焦油。
對(duì)未加工木焦油產(chǎn)品進(jìn)行的、用以獲得進(jìn)行超臨界提取過(guò)程的木焦油的分離過(guò)程可以用本領(lǐng)域本身已知的許多步驟進(jìn)行，主要目的是生產(chǎn)較低粘度的木焦油，可能的話還有較低含量的所不希望的組分，尤其是PAH和可能的重金屬。未加工木焦油的一種或多種級(jí)分的這種分離過(guò)程可以利用液體溶劑進(jìn)行，利用該液體溶劑，提取未加工焦油的級(jí)分并再次回收，由此得到用于進(jìn)一步提取過(guò)程的木焦油。溶劑可以是油或基本上非極性的溶劑或這些物質(zhì)的混合物。溶劑可以例如包含具有至少兩個(gè)碳原子的醇類、醛類或酮類，具有至少五個(gè)碳原子的烷類、烯類或炔類，醚類，酯類等等，但是優(yōu)選其選自醚、乙醇、丙醇、丁醇、二乙醚、己烷、醋酸甲酯及其任意混合物。
作為替代方案或此外，對(duì)未加工木焦油產(chǎn)品進(jìn)行的用于制備木焦油的分離過(guò)程可以包括通過(guò)機(jī)械分離例如離心來(lái)分離未加工木焦油的一種或多種級(jí)分，以得到用于進(jìn)一步提取過(guò)程的木焦油。
對(duì)未加工木焦油產(chǎn)品進(jìn)行的用于制備木焦油的分離過(guò)程還可以由以下步驟組成或包括以下步驟蒸餾未加工木焦油以從餾出物中得到用于進(jìn)一步提取過(guò)程的木焦油。蒸餾具體而言可以在包含多個(gè)具有不同濃縮溫度和/或壓力的凝結(jié)位置的裝置中進(jìn)行，其中餾出物級(jí)分在每個(gè)凝結(jié)位置處收集，用于進(jìn)一步提取過(guò)程的木焦油包含所述級(jí)分的一種或多種。
作為又一個(gè)替代方案，也可以和任何一個(gè)前述的過(guò)程一起應(yīng)用，對(duì)未加工木焦油產(chǎn)品進(jìn)行的用于制備木焦油的分離過(guò)程可以包括通過(guò)電泳來(lái)分離未加工木焦油的一種或多種級(jí)分，以得到用于進(jìn)一步提取過(guò)程的木焦油。
本發(fā)明實(shí)施方案的實(shí)施例通過(guò)超臨界提取生產(chǎn)用于食品的煙提取物的下列實(shí)施例可以是基于未加工木焦油的，或者基于從對(duì)未加工木焦油產(chǎn)品進(jìn)行的分離過(guò)程中得到的木焦油，比如通過(guò)使用二乙醚的液體提取從未加工木焦油產(chǎn)品中分離的木焦油，隨后通過(guò)回收所提取的級(jí)分來(lái)得到木焦油，該木焦油具有比未加工木焦油產(chǎn)品更低的粘度。
根據(jù)本發(fā)明的分批過(guò)程通過(guò)以下步驟來(lái)進(jìn)行使部分木焦油與相似體積的硅藻土混合，以及將該混合物置于適宜的反應(yīng)容器內(nèi)，其中混合物占據(jù)容器內(nèi)部體積的約40％。將容器加熱到50℃，并且維持該溫度達(dá)15min，以保證其中的混合物達(dá)到大致相同的溫度。然后，通過(guò)高壓泵將二氧化碳從存儲(chǔ)器中供應(yīng)到容器中。隨著二氧化碳的供應(yīng)，容器內(nèi)的壓力增大，并且在填充步驟的開(kāi)始，容器的溫度通過(guò)加熱裝置調(diào)節(jié)并保持在約50℃，但是在填充步驟的最后部分，二氧化碳的壓縮導(dǎo)致溫度增加，容器配備有冷卻裝置用于調(diào)節(jié)填充步驟結(jié)束時(shí)的溫度，當(dāng)容器內(nèi)的壓力達(dá)到150巴，溫度約50℃時(shí)結(jié)束。在這些條件下，采用30min的接觸時(shí)間，之后使二氧化碳和木焦油的提取部分流入第二室中，所述第二室由串聯(lián)連接的3個(gè)容器組成。所述流首先直接到達(dá)這些容器的第一個(gè)，其中壓力降到約100巴，并使溫度降到約40℃。這導(dǎo)致提取部分的第一次凝結(jié)，并從容器中收集。然后將二氧化碳和木焦油提取部分的剩余部分引到第二室的第二和第三容器，其中壓力分別降到80巴和55巴，但是溫度通過(guò)加熱裝置保持在約40℃，從相應(yīng)容器中收集第二和第三凝結(jié)物。然后二氧化碳再循環(huán)到存儲(chǔ)器中。對(duì)于給定部分的木焦油，提取循環(huán)共重復(fù)3次，然后和硅藻土一起從反應(yīng)容器中去除并用新的木焦油和硅藻土混合物代替，并且可以重復(fù)整個(gè)過(guò)程。在為了用作煙提取物而釋放之前，可以檢測(cè)在第二室的第一和第三容器中凝結(jié)的級(jí)分的PAH含量，但是第二容器中的凝結(jié)物最可能具有非常低含量的PAH。
在連續(xù)的提取過(guò)程中，將木焦油和硅藻土的混合物置于拉長(zhǎng)的柱狀反應(yīng)器即反應(yīng)容器中，整個(gè)提取過(guò)程中，該反應(yīng)容器維持低于150巴的壓力。在反應(yīng)器的一個(gè)末端入口供應(yīng)二氧化碳，流過(guò)反應(yīng)器，使得與木焦油和硅藻土的混合物的接觸時(shí)間在20-40min，并通過(guò)反應(yīng)器的另一個(gè)末端出口流出，由此流到上述分批過(guò)程中提到的包含容器級(jí)聯(lián)的第二室。在提取過(guò)程中，可以分批供應(yīng)和去除二氧化碳，容器中提取溶劑的狀態(tài)連續(xù)保持在超臨界狀態(tài)，或者可以提供二氧化碳的恒定流。
在又一個(gè)連續(xù)的提取過(guò)程中，木焦油和硅藻土的混合物用以木焦油體積計(jì)4％的乙醇進(jìn)行稀釋，并將該混合物通過(guò)高壓泵加入到柱狀反應(yīng)器中，以二氧化碳的連續(xù)流的逆向流或橫向流流過(guò)反應(yīng)器，和超臨界狀態(tài)的二氧化碳流接觸約90min后，將混合物的剩余部分從柱狀反應(yīng)器中除去。所提取的木焦油級(jí)分如上所述進(jìn)行回收。
權(quán)利要求
1.一種制備用于食品調(diào)味的煙提取物的方法，包括涉及以下步驟的提取過(guò)程用基本上是超臨界狀態(tài)的提取溶劑提取木焦油的一種或多種級(jí)分，和回收所提取的木焦油的一種或多種級(jí)分中的至少一些，由此得到煙提取物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中提取溶劑選自二氧化碳、甲烷、乙烷、丙烷、乙烯、丙烯、氨、甲醇、水和這些溶劑中一種或多種的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中得到焦油的木材選自橡樹(shù)、云杉、松樹(shù)、山毛櫸樹(shù)、櫻桃樹(shù)、桃花心木、岑樹(shù)、楓樹(shù)、榿木、榆樹(shù)、樺樹(shù)、山胡桃樹(shù)和白楊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)的方法，其中提取過(guò)程循環(huán)包括步驟a)將部分木焦油供應(yīng)到反應(yīng)容器中，b)將部分提取溶劑供應(yīng)到反應(yīng)容器中，c)使超臨界狀態(tài)下的提取溶劑以給定的接觸時(shí)間作用于木焦油，以提取木焦油的一種或多種級(jí)分，d)將提取溶劑和所提取的木焦油組分從反應(yīng)容器中引到第二室中，而木焦油的未提取部分保留在反應(yīng)容器中，和e)降低第二室中的壓力以從提取溶劑中凝結(jié)所提取的焦油級(jí)分的至少一種，由此回收形成所述煙提取物的組分。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中提取以分批過(guò)程進(jìn)行，并且提取溶劑以給定的接觸時(shí)間在反應(yīng)容器內(nèi)保持基本上超臨界的狀態(tài)，以提取木焦油的一種或多種級(jí)分。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中提取循環(huán)中步驟b)到e)重復(fù)至少一次來(lái)提取木焦油的多種級(jí)分。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中每個(gè)提取循環(huán)后的提取溶劑在提取過(guò)程中重復(fù)利用。
8.根據(jù)權(quán)利要求4-7任一項(xiàng)的方法，其中供應(yīng)到反應(yīng)容器中的部分木焦油占據(jù)反應(yīng)容器內(nèi)部體積的優(yōu)選40％或更少、更優(yōu)選30％或更少、最優(yōu)選20％或更少。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)的方法，其中提取以連續(xù)過(guò)程進(jìn)行。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中連續(xù)的提取過(guò)程循環(huán)包括步驟a)將部分木焦油供應(yīng)到反應(yīng)容器中，b)提供基本上超臨界狀態(tài)下的提取溶劑的連續(xù)流通過(guò)反應(yīng)容器，以促進(jìn)提取溶劑和木焦油之間的接觸，從而提取木焦油的一種或多種級(jí)分，c)將包含所提取的木焦油級(jí)分的提取溶劑流從反應(yīng)容器中連續(xù)引到第二室中，而木焦油的未提取部分保留在反應(yīng)容器中，d)降低第二室中的壓力以從提取溶劑中凝結(jié)所提取的焦油級(jí)分的至少一種，由此回收形成所述煙提取物的組分，和e)使提取溶劑流通過(guò)反應(yīng)容器并維持足夠的時(shí)間，以提取木焦油的可測(cè)級(jí)分。
11.根據(jù)權(quán)利要求4-10任一項(xiàng)的方法，其中所提取的木焦油級(jí)分通過(guò)逐步降低所述第二室中的壓力進(jìn)行回收，其中在壓力降低的每一步凝結(jié)部分所提取的木焦油。
12.根據(jù)權(quán)利要求4-11任一項(xiàng)的方法，其中在與提取溶劑接觸之前，使木焦油達(dá)到與所用的提取溶劑的溫度接近的溫度，優(yōu)選在所述溫度的30℃以內(nèi)，最優(yōu)選在所述溫度的20℃以內(nèi)。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其中在提取過(guò)程之前使木焦油在溶劑或懸浮劑中稀釋或懸浮。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其中在提取過(guò)程之前使木焦油和載體混合。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其中載體基本上不溶于超臨界狀態(tài)下的提取溶劑。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15的方法，其中載體選自硅藻土、C鹽、膨潤(rùn)土、珍珠巖或其混合物。
17.根據(jù)權(quán)利要求14-16任一項(xiàng)的方法，其中木焦油和載體的體積比范圍是1∶0.1-1∶10，優(yōu)選1∶0.5-1∶2。
18.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其中提取溶劑包含至少85wt％、優(yōu)選至少90wt％、更優(yōu)選至少95wt％的二氧化碳。
19.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其中在提取過(guò)程中，提取溶劑的溫度維持在20-100℃、優(yōu)選30-70℃、更優(yōu)選40-60℃的范圍內(nèi)。
20.根據(jù)權(quán)利要求4-19任一項(xiàng)的方法，其中反應(yīng)容器中的壓力維持在75-500巴、優(yōu)選100-250巴、更優(yōu)選120-180巴的范圍內(nèi)。
21.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其中在提取過(guò)程結(jié)束時(shí)的煙提取物包含以加入到反應(yīng)容器中的木焦油重量計(jì)1-60wt％、優(yōu)選5-40wt％、更優(yōu)選5-20wt％的所提取木焦油的級(jí)分。
22.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其中木焦油和提取溶劑的接觸時(shí)間為5-120min，優(yōu)選15-90min，最優(yōu)選20-60min。
23.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其中所述木焦油通過(guò)對(duì)未加工木焦油產(chǎn)品進(jìn)行的分離過(guò)程來(lái)制備。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中對(duì)未加工木焦油產(chǎn)品進(jìn)行的用于制備木焦油的分離過(guò)程包括利用液體溶劑提取未加工木焦油的一種或多種級(jí)分，和回收未加工木焦油的提取級(jí)分，由此得到用于進(jìn)一步提取過(guò)程的木焦油。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的方法，其中液體溶劑是基本上非極性的溶劑。
26.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中液體溶劑選自醚、乙醇、丙醇、丁醇、二乙醚、己烷、醋酸甲酯及其任意混合物。
27.根據(jù)權(quán)利要求23-26任一項(xiàng)的方法，其中對(duì)未加工木焦油產(chǎn)品進(jìn)行的用于制備木焦油的分離過(guò)程包括通過(guò)機(jī)械分離來(lái)分離未加工木焦油的一種或多種級(jí)分以得到用于進(jìn)一步提取過(guò)程的木焦油。
28.根據(jù)權(quán)利要求23-27任一項(xiàng)的方法，其中對(duì)未加工木焦油產(chǎn)品進(jìn)行的用于制備木焦油的分離過(guò)程包括蒸餾未加工木焦油以從餾出物中得到用于進(jìn)一步提取過(guò)程的木焦油。
29.根據(jù)權(quán)利要求28的方法，其中蒸餾包括在不同凝結(jié)溫度和/或壓力下的多個(gè)凝結(jié)步驟，其中在每個(gè)凝結(jié)步驟收集餾出物級(jí)分，用于進(jìn)一步提取過(guò)程的木焦油包含所述級(jí)分中的一種或多種。
30.根據(jù)權(quán)利要求23-29任一項(xiàng)的方法，其中對(duì)未加工木焦油產(chǎn)品進(jìn)行的用于制備木焦油的分離過(guò)程包括通過(guò)電泳來(lái)分離未加工木焦油的一種或多種級(jí)分以得到用于進(jìn)一步提取過(guò)程的木焦油。
全文摘要
公開(kāi)了一種用于食品調(diào)味和著色的來(lái)自木焦油的煙提取物的制備方法。使用本方法通過(guò)超臨界提取木焦油的級(jí)分生產(chǎn)煙提取物。提取溶劑比如二氧化碳具有很好的輸送和溶解所需木焦油級(jí)分的特性，并且在回收過(guò)程中分離所溶解的組分是相對(duì)簡(jiǎn)單的，因?yàn)樵诓煌某R界和亞臨界狀態(tài)下不同組分具有不同的溶解性。因此，可以得到含有少于10ppb(十億分之一)的苯并(a)芘和少于20ppb的苯并(a)蒽(benzo(a)athracene)的煙提取物。在一個(gè)實(shí)施方案中，在超臨界提取之前使木焦油經(jīng)歷分離過(guò)程以去除絕大部分的所不希望的組分。
文檔編號(hào)A23L1/221GK1964637SQ200580018196
公開(kāi)日2007年5月16日 申請(qǐng)日期2005年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月4日
發(fā)明者基姆·普拉施克 申請(qǐng)人:基姆·普拉施克