專利名稱：從植物材料中回收揮發(fā)性香氣化合物的方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及從植物材料中回收揮發(fā)性香氣化合物(volatile aroma compounds)的方法。特別涉及從茶葉中回收揮發(fā)性香氣化合物的方法。
背景技術(shù)：
在植物材料加工過程中回收揮發(fā)性香氣化合物是已知的。JP2005087122A2(SH0WA NOUGEI KK，2005年公開)公開了ー種咖啡香料的生產(chǎn)方法，包括將烤制的咖啡豆與水蒸氣接觸以在水蒸汽中提取咖啡豆的香料成分的エ序；通過冷卻使所述水蒸氣冷凝得到包含所述香料組分的冷凝物的エ序；和采用甘油的脂肪酸酷，優(yōu)選三醋精(三醋酸甘油酷)對所述得到的冷凝液再提取的エ序。這種方法需要干燥植物材料的単獨后續(xù)步驟，導致額外的能源消耗和エ藝的復雜化。甚至當植物材料進ー步干燥
US3615665A(WHITEffILLIAMV, 1971年公開)也公開了ー種從烤制咖啡豆中汽提和回收揮發(fā)性化合物的方法，其中咖啡豆與蒸汽接觸。US2007/003683A1 (INOUE TAKASHI等，2007年公開)公開了ー種將食物材料與蒸氣接觸并通過冷卻回收釋放的揮發(fā)性化合物，從食物如茶、咖啡中提取揮發(fā)性化合物的方法將在植物材料干燥過程中得到的帶香氣的空氣(aroma-laden air)與水或其它香氣溶解液(aroma dissolution liquid)接觸是已知的。JP2005021040A2 (RIKENPERFUMERYKK，2005年公開)公開了ー種生產(chǎn)茶提取物的方法，包括將通過產(chǎn)生的烘焙香氣導向氣密密封的加熱容器外部，捕集香氣入水中以有效地收集香氣，使用所述香氣溶液作為提取溶劑的總量或一部分，或?qū)⑺鋈芤杭尤胗盟謩e地提取的提取液中以得到富含烘焙香氣的茶提取物。US4335150A(H0SAKAHIDEKAI等，1982年公開)公開了ー種使用干燥氣體，如空氣或氮氣干燥食物的方法。該所用的氣體可進ー步用于如用作與吸附水接觸的凈化氣體的エ藝。沒有公開將所述凈化氣體與水蒸汽或蒸汽接觸。US5214998A(NAGA0KAPERFUMERYC0LTD, 1993 年公開)公開了ー種エ藝，其中加熱氣密容納于加熱裝置中的食物材料，生成的香氣成分通過載氣供應裝置與負載氣體一起經(jīng)連接管道輸送至包含儲存香氣溶解液的氣密密封容器的香氣成分清潔和捕集裝置。在這種エ藝中，每單位質(zhì)量干燥材料的香氣回收量(recovery)相對較低。此外,溶解液中獲得的香氣化合物的濃度也相對較低。W02007/039018(聯(lián)合利華)公開了ー種茶葉產(chǎn)品的制造エ藝，包括從茶葉中回收香氣接著干燥茶葉的步驟，其特征在于在低對流干燥機中至少部分干燥鮮茶葉的同時回收香氣。這種エ藝需要特殊的設備并且不能在傳統(tǒng)干燥エ藝中使用。本發(fā)明的ー個目的是克服或改善現(xiàn)有技術(shù)的至少ー個缺點，或提供有用的替代方案。本發(fā)明的另ー個目的是提供在不損害干燥植物材料的質(zhì)量情況下，從植物材料中回收揮發(fā)性香氣化合物的方法。而本發(fā)明的另ー個目的是提供從植物材料中回收揮發(fā)性香氣化合物的方法，其提供每單位質(zhì)量折干計的植物材料相對較高的揮發(fā)性香氣化合物的回收量。而本發(fā)明的另ー個目的是提供從植物材料中回收揮發(fā)性香氣化合物的方法，其中揮發(fā)性香氣化合物在冷凝物中的濃度相對較高。而本發(fā)明的另ー個目的是提供能量 消耗相對較低的從植物材料中回收揮發(fā)性香氣化合物的方法。本發(fā)明人驚訝地發(fā)現(xiàn)，在冷凝前將蒸汽注入到來自植物干燥機的干燥機排出氣體中提供了相對較高的香氣回收量。發(fā)明概述根據(jù)本發(fā)明提供從植物材料中回收揮發(fā)性香氣化合物的方法，該方法包括以下步驟a.將植物材料在干燥機中與氣體接觸，其中進入干燥機的所述氣體中的水分量為小于15g/kg干燥氣體；b.將所述干燥機排出氣流與水蒸汽或蒸汽接觸以得到氣態(tài)混合物，和；c.冷凝所述氣態(tài)混合物以回收包含揮發(fā)性香氣化合物的冷凝物。本發(fā)明的詳細說明棺物材料此處使用的術(shù)語植物材料是指從植物中獲得的材料。植物材料可從植物的根，莖，葉，種子，花或任何其他部分得到。優(yōu)選所述植物材料包括揮發(fā)性香氣化合物。植物材料優(yōu)選得自包括藥用植物，香料，園藝作物包括水果和蔬菜，花卉作物，種植作物，香料作物，根、塊莖和球莖作物的植物的組。優(yōu)選香辛料植物(spice plant)包括高良姜(Alpimia galangal),香豆蘧(Amomumsublatum),辣椒(Capsicum annum),車月大椒(Capsicum fruitenscens),肉桂(Cinnamomumaromaticum)，柴桂(Cinnamomum tamala)，1 ニ 肉桂(Cinnamomum zeyiancium)，姜黃(Curcuma 丄onga)，H 蓮(Elettaria cardamomum)，滕黃果(Garcinia cambogia), Bp藤黃(Garcinia indica),麻紋葉(Murraya koenigi),肉11 (Myristica fragrans),多香果(Pimenta diocia),胡椒(Piper nigrum), 丁香(Sysygium aromaticum),羅望子(Tamarindus indica),扁葉香果蘭(Vanilla planfolia),香莢蘭(Vanilla fragrans),生姜 uinziber officinalisノ，元受(Coraindrum sativum)，孜然(Cuminum cyminum),孜然(Cuminium odorum)，茴香(Foenciulum vulgare)，印度藏茴香(Carum copticum)，蒔蘿(Anetheum graveolens),葫蘆巴(Tigonella foenum-graecum),黑枯茗(Nigellasativa),茴芳(Pimipnella anisum),和旱芳:(Apium graveolens)。特別優(yōu)選的香料包括辣椒，朝天椒，肉桂，柴桂，錫蘭肉桂，姜黃，豆蓮，香莢蘭，生姜，芫荽，孜然。優(yōu)選的水果包括野草莓(Fragariavesca),芒果(Mangifera indica),番木瓜(Carica papaya),葡萄(Vitis vinifera),石槽(Punica gargantum),番石槽(Psidium guajava),梓樣(Citrus limon),柑橘(Citrus),萊樣(aurantifolia),酸澄(Citrus latifolia)人心果(Mnilakara zapota),山攬果(Achras sapota),,鱷梨(Persea Americana),西番蓮(Passiflora edulis),蒸枝(Litchi chinensis),牛番蒸枝(Annona reticulate)，菠蘿蜜(Artocarpus heterophyllus)，潰剌麥(Ziziphusmauritiana)，印度硬稱猴桃(Emblica officinalis)，余甘子(Phyllanthus emblica)，無花果(Ficus carica),刺黃果(Carissa carandas)，木橘(Aegle marmelos)，面包樹(Artocarpus incise)，陽桃(Averrhoa carambola)，甜樓桃(Prunus avium),海麥(Phoneix dactylifera)，肯氏蒲桃(Syzygium cuminiim)，批杷(Eriobotrya japonica)，Vassila latifolia，山竹(Garcinia mangostana)，酸樓桃(Grewia subinequalis)，紅毛丹(Nephelium Iappaceeum)，鳳梨(Ananas comosus ノ ，蒲相匕(Syzigium jambos ノ ，木蘋果(Feronia limonia;, (Malus domesticaノ ，西# 5 (Pyrus communis)，相匕(Prunuspersica), (Prunus amygdalus), ill^ (Prunus armeniaca;, (Juglans regia)猴桃(Actinidia chinensi)。特別的水果包括梓檬，柑橘，萊檬，酸橙，草莓，鳳梨。優(yōu)選的蔬菜包括瓜類，十字花科蔬菜和溫帯蔬菜，豆類和葉菜類蔬菜。優(yōu)選的瓜類包括苦瓜，南瓜，西葫蘆，瓤瓜，甜瓜，西瓜，冬瓜，黃瓜，厚皮甜瓜，紅瓜，ノV棱絲瓜，絲瓜，空心瓜，瓜葉括樓(Trichosanthes cucurmerina)，Cucurmis melovar.momordica，馬泡瓜。優(yōu)選的十字花科蔬菜和溫帯蔬菜植物包括甘藍，花椰菜，青花菜，紫苤藍，胡蘿卜，甜菜，蘿卜，羽衣甘藍，萵苣，印度菠菜，歐芹，番茄，茄子，秋葵，和菠菜。特別優(yōu)選的十字花科蔬菜和溫帯蔬菜植物包括甘藍，花椰菜，苤藍，青花菜，和胡蘿卜。優(yōu)選的豆類和葉菜類蔬菜包括油豆角，豇豆，扁豆，豌豆，瓜爾豆，辣木，大花田菁，和荷蘭芹。特別優(yōu)先的葉菜類蔬菜是荷蘭芹。優(yōu)選的塊莖和球莖作物包括馬鈴薯，木薯，甘薯，參薯，甘薯，圓形薯蕷(Dioscorearotundata)，疣柄魔芋，豆薯，洋蔥，大蒜，和竹芋。特別優(yōu)選的塊莖和球莖作物包括洋蔥和大蒜。優(yōu)選的花作物包括晚香玉，香石竹，翠菊，和石斛蘭。優(yōu)選的種植作物包括椰子，檳榔，可可，腰果，普洱荼，小果咖啡，羅布斯塔咖啡，橡膠，棕櫚，菊苣，和糖棕。特別優(yōu)選的種植作物包括椰子，普洱荼，小果咖啡和羅布斯塔咖啡。最優(yōu)選的種植作物是普洱茶。優(yōu)選的芳香作物包括檸檬香茅，玫瑰草，留蘭香，香葉天竺葵，蜘蛛香，印嵩，香茅，薄荷，廣藿香，香根草。優(yōu)選的藥用植物包括S粟(Papaver sominferum)，硬葉吊蘭(ChlorophytumboriviIianum),多花著于責(Dioscoria floribunda， Digitalis lanata， Glauciumf lavum)，毛花洋地黃(Digitalis lanata)，海S粟(Glaucium flavum)，甘草(Glycyrrhizaglabra)，蛇根木(Rauvolfia serpentine),澳洲煎(Solanum Iaciantum)，熱帶剌カロ (Solanum viarum)，萎 ロ十(Piper betieノ，大イ山子(Hyoscyamus muticus)，黃奏(Ahelmoschus moschatus)，菖蒲(Acorus calamus)，錫蘭甲鳥嘴花(Adhatoda zeylanica),庫拉索蘆薈:(Aloe barbadensis)，距花山姜(Alpinia calcarata)，印棟(Azardichtaindica)，刃て木(Caesaipinia sappan)，狹ロ十番海(Cassia angustifoliaノ，(Curcumazerumoet)，長春花(Catharanthus roseus)，巴顯(Croton riglium)，狹葉姜德(Curcuma angustifolia)，孟加拉格(Ficus benghalensis)，菩提樹(Ficus religiosa)，嘉蘭(Gioriosa superba)，木藍(Indigofera tinctoria) ，ノfe、狀土木香、丄nula racemosa)，評木瘋樹(Jatropha curcas)，山奈(Kemfaria galangal)，指甲花(Lawsonia inermis)，獨行米(Lepidium sativum),羅勒(Ocimum basilicum)，圣羅勒(Ocimum sanctum)，小 7d 黑(Ocimum tenuif Iorum),蓽發(fā)(Piper longum),洋車前子(Plantago ovata),毛喉鞘蕊花(Plechtranthus barbatus), 7jC 黃皮(Pongamia pinata), 7jC も飼(Sylibum marianum),霍霍巴(simmondsia chinensis)，細葉糖果療(Trachyspermum ammi)，黃荊(Vitexnegundo),睡爺(ffithania somnifera)和大率(Zizyphus jujube)。特別優(yōu)選的藥用植物包括羅勒，圣羅勒，和小冠薫。特別更優(yōu)選所述植物材料源自由茶(茶樹(Camellia sinensis)),羅勒(羅勒(Ocimum basilicum),圣羅勒(Ocimum sanctum),小冠薰(Ocimum tenuif Iorum)),歐芳:(荷蘭療(Petroselinum crispum)),辣椒(capsicum)和番椒(chillies)(柿子椒(Capsicumannum),朝天椒(Capsicum fruitenscens)),胡蘿卜(甘荀(Daucus carota)),蘆笑(長刺天門冬(Asparagus Racemosus)),花椰菜(西蘭花(Brassica oleraceavar. Italica)),肉桂(肉桂(Cinnamomum aromaticum)，柴桂(Cinnamomum tamala)，錫蘭肉桂(Cinnamomumzeylancium))，姜黃素(Curcumin)(姜黃(Curcuma IongaJ)，豆蘧(Cardamomd)(小豆M (Elettaria cardamomum)),香草(香莢蘭(Vanilla fragrans)),姜(生姜)，香菜(Coriander)(芫荽(Coraindrum sativum))，草莓(野草莓(Fragariavesca))，洋蔥(Allium cepa)(圓蔥),蒜(Allium sativum)(大蒜)和孜然(Cuminum cyminum)組成的組。可使用粉碎或未粉碎的植物材料。優(yōu)選粉碎的植物材料。根據(jù)本發(fā)明的ー個方面，植物材料優(yōu)選來自茶樹。來自茶樹的植物材料可能是新鮮的茶葉，緑茶，紅茶，烏龍茶。可以使用任意發(fā)酵或未經(jīng)發(fā)酵或部分發(fā)酵茶材料。然而，特別優(yōu)選的茶材料是至少部分發(fā)酵的茶葉。每kg干重的植物材料含有約0. I-IOkg,更優(yōu)選0. 5_5kg,最優(yōu)選l_4kg的水分。此處使用的術(shù)語“揮發(fā)性香氣化合物”是指常壓下植物材料在被加熱到高于30°C的溫度時從所述植物材料中分離的植物材料中的有機化合物。植物材料的總揮發(fā)性有機碳含量是植物材料中的揮發(fā)性香氣化合物的量的通常表示，這種植物材料的總揮發(fā)性有機碳含量可以采用現(xiàn)有技術(shù)中已知的任何合適的方法測定。優(yōu)選，總揮發(fā)性有機碳含量通過將植物材料在小于或等于200毫米汞柱的真空下暴露于90°C的溫度，并冷凝所生成的蒸汽以得到包括揮發(fā)性香氣化合物和水的混合物的冷凝物。隨后分析所述冷凝物的總有機碳含量。優(yōu)選該植物材料的總揮發(fā)性有機碳含量為至少 IOOmg/姆kg的干重植物材料。優(yōu)選植物材料的總揮發(fā)性有機碳含量大于150mg/姆kg干重植物材料，更優(yōu)選大于200mg/每kg干重植物材料。植物材料的總揮發(fā)性有機碳含量優(yōu)選小于IOOOOmg/姆kg干重植物材料。步驟(a)步驟(a)是將植物材料與氣體在干燥機中接觸的步驟。植物材料可以與任意氣體接觸。所述氣體優(yōu)選為空氣或氮氣或ニ氧化碳，或其混合物。優(yōu)選步驟(a)中的氣體溫度大于30°C。所述氣體的溫度優(yōu)選為至少40°C，更優(yōu)選至少75°C，最優(yōu)選至少100°C。所述氣體的溫度優(yōu)選小于300°C，更優(yōu)選小于200°C，最優(yōu)選小于150。。。步驟(a)在優(yōu)選0. 5-5atm,更優(yōu)選0. 9_3atm,最優(yōu)選0. 95-1. 2atm的絕對壓力下進行。步驟(a)在優(yōu)選0. 051-0. 51兆帕，更有選0. 091-0. 31兆帕，并最優(yōu)選0. 096-0. 12兆帕的絕對壓力下進行。特別優(yōu)選為接近大氣壓(約0. I兆帕)的壓力。所述干燥機可以是具有用于氣體與植物材料接觸的腔室和干燥機排出氣體出口的任意設備。優(yōu)選干燥機具有使氣體進入干燥機的入口?？墒褂萌我夂线m的干燥設備。優(yōu)選干燥機包括空氣干燥裝置，如盤式干燥機和流化床干燥機。干燥機可以是分批干燥機或連續(xù)干燥機。進入干燥機的氣體的溫度優(yōu)選為30°C-30(TC，更優(yōu)選為40° _250°C，并最優(yōu)選IOO0C -160。。。進入干燥機的氣體的水分量小于15g/kg干燥氣體，更優(yōu)選小于10g/kg干燥氣體， 最優(yōu)選小于5g/kg干燥氣體。進入干燥機的氣體的水分含量優(yōu)選超過0. 01g/kg干燥氣體。優(yōu)選步驟(a)中與植物材料接觸的氣體量為10-1200，更優(yōu)選25-800，最優(yōu)選40-500kg/kg干重植物材料。步驟(b)步驟(b)是將干燥機排出氣流與水蒸汽或蒸汽接觸以得到氣態(tài)混合物的步驟。此處使用的術(shù)語“蒸汽或水蒸汽”是指以質(zhì)量計包括至少50%的蒸發(fā)水(evaporated water)的氣態(tài)物質(zhì),更優(yōu)選以質(zhì)量計至少90 %的蒸發(fā)水,并最優(yōu)選以質(zhì)量計至少95%的蒸發(fā)水。特別優(yōu)選所述“水蒸汽或蒸汽”是相當多地(substantially)包括蒸發(fā)水的氣態(tài)物質(zhì)。步驟(b)優(yōu)選在干燥機外部進行。水蒸汽或蒸汽的溫度優(yōu)選為70 °C -170 °C,更優(yōu)選80°C _150°C，最優(yōu)選95°C -120°C。水蒸氣或蒸汽的絕對壓力優(yōu)選為0. 3-7個大氣壓,更優(yōu)選為0. 5-2個大氣壓,最優(yōu)選為0. 8-1個大氣壓。水蒸汽或蒸汽的絕對壓力優(yōu)選為0. 0304兆帕-0. 71兆帕，更優(yōu)選為0. 051兆帕-0. 202兆帕，并最優(yōu)選為0. 081兆帕-0. 101兆帕。每kg氣態(tài)混合物中水蒸汽或蒸汽的添加量優(yōu)選為lg_500g,更優(yōu)選5_200g,最優(yōu)選 IO-IOOgo步驟(C) 步驟(c)是冷凝所述氣態(tài)混合物以回收包含揮發(fā)性香氣化合物的冷凝物的步驟。步驟(C)可使用任何冷凝器進行。可使用的合適的冷凝器包括例如，殼管式，盤管式(coiledtype)，列管式，螺旋式和翅片管式冷凝器。冷卻水的溫度優(yōu)選為低于40°C，更優(yōu)選低于10°C，最優(yōu)選低于_5°C。所述冷凝可以是單級或多級的。然而，優(yōu)選單級冷凝。不希望被理論限定，我們認為單級冷凝中的香氣揮發(fā)物回收量高于在多級冷凝中獲得的香氣揮發(fā)物回收量。冷凝物包括回收的揮發(fā)性香氣化合物和水。揮發(fā)性香氣化合物的量通常為0. 02-5g/每kg干重的植物材料。然而，這取決于植物材料的選擇和去除的水分量。冷凝物中的揮發(fā)性香氣化合物的濃度優(yōu)選為l_500ppm的水(fromlto500ppmofwater),更優(yōu)選 5_400ppm 的水，最優(yōu)選 12_200ppm 的水。
冷凝物可能會進一步采用本領域技術(shù)人員所熟知的各種方法濃縮，以增加揮發(fā)性香氣冷凝物的濃度。進一步濃縮香氣冷凝物的優(yōu)選方法包括蒸餾，相分離，吸附，解析和膜分離。上述方法獲得的香氣冷凝物可通過添加至任意產(chǎn)品中直接使用或以濃縮形式或包囊形式(encapsulated form)使用以賦予/增強香味和香氣。干燥植物材料此處使用的術(shù)語干燥植物材料是指步驟(C)結(jié)束時剩余的植物材料。所述干燥植物材料的含水量小于步驟(a)中的植物材料。所述干燥植物材料含有小于3kg水分/每kg干重植物材料，更優(yōu)選小于2kg水分/每kg干重植物材料，最優(yōu)選小于Ikg水分/每kg干重植物材料。
實施例 現(xiàn)在使用實施例證實本發(fā)明。所述實施例只用于說明并且不以任何方式限制本發(fā)明的范圍。注入蒸汽的影響通過將180g紅茶茶葉(源自肯尼亞)作為植物材料與空氣接觸進行實驗。進入干燥機的空氣溫度為110°c，水分含量為llg/kg干燥空氣。所述植物材料含有2. 33kg的水分/每kg干重植物材料。進入干燥機的空氣的流速為3. 2kg/hr。接觸的總空氣量為40kg/每kg干重植物材料。干燥機排氣由攜帶香氣揮發(fā)物的空氣流和在干燥過程中從植物材料釋放的水分組成。將100°C溫度下和96g/hr速度下的蒸汽注入到干燥機排出氣流中產(chǎn)生氣態(tài)混合物。蒸汽的添加量為30g/每kg氣態(tài)混合物。該氣態(tài)混合物送入供有2°C下冷卻水的螺旋式冷凝器中。40分鐘后停止空氣流和蒸汽注入。使用TOC測量儀(Shimadzu 5000A型)分析該冷凝物以獲得TOC值，取該值作為揮發(fā)性香氣化合物的量。由此，計算該香氣量(表示為mg/kg干重植物材料)以及冷凝物中揮發(fā)性香氣化合物的濃度(ppm水)。所述干燥植物材料含有0. 72kg的水分/每kg干重植物材料。采用除沒有蒸汽注入外與上述的方法相同的方法進行另外的實驗。實驗結(jié)果報告如下表Ia :灃入蒸汽的影響(荼)
權(quán)利要求
1.用于從植物材料中回收揮發(fā)性香氣化合物的方法，該方法包括以下步驟 a.將該植物材料與氣體在干燥機中接觸，其中進入該干燥機的所述氣體中的水分量為小于15/kg干燥氣體； b.將該干燥機排出氣流與水蒸汽或蒸汽接觸以得到氣態(tài)混合物，和； c.冷凝所述氣態(tài)混合物以回收包含揮發(fā)性香氣化合物的冷凝物。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其中步驟(a)中所述氣體的溫度為大于30°C。
3.如權(quán)利要求I或2所述的方法，其中所述步驟(a)的絕對壓カ為O.051-0. 51兆帕。
4.前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中步驟(c)為單級冷凝。
5.前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述植物材料選自由茶(茶樹)，羅勒(羅勒，圣羅勒，小冠薫)，歐芹(荷蘭芹)，辣椒和番椒(柿子椒，朝天椒)，胡蘿卜(甘荀)，蘆筍(長刺天門冬)，花椰菜(西蘭花)，肉桂(肉桂，柴桂，錫蘭肉桂)，姜黃素(姜黃)，豆蓮(小豆蓮)，香草(香莢蘭)，姜(生姜)，香菜(芫荽)，草莓(野草莓)，洋蔥(圓蔥)，蒜(大蒜)和孜然組成的組。
6.前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中步驟(a)中氣體的溫度小于300°C。
7.前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述水蒸汽或蒸汽的添加量為Ig-約500g/kg氣態(tài)混合物。
全文摘要
用于從植物材料中回收揮發(fā)性香氣化合物的方法，包括以下步驟a.將植物材料與氣體在干燥機中接觸，其中進入干燥機的所述氣體中的水分量為小于15g/kg干燥氣體；b.將干燥機排出氣流與水蒸氣或蒸汽接觸以得到氣態(tài)混合物，和；c.冷凝所述體態(tài)混合物以回收包含揮發(fā)性香氣化合物的冷凝物。
文檔編號A23L1/221GK102711503SQ201080055782
公開日2012年10月3日 申請日期2010年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月7日
發(fā)明者A·古普塔, G·辛格, R·卡克 申請人:荷蘭聯(lián)合利華有限公司