2010年10月16日

《花香區》香氣加工廠—留住花香

作者/吳淳美(曾任職食品工業所)

花兒不僅吸引傳粉動物靠近,其香氣也擄獲了人類的芳心;人類將花香應用在各種產品,但究竟人類是用哪些方法,在有限的花期裡挽留這大自然的香氣呢?

世界上的物質成分可分為兩類:一為揮發性成分包括水、氣體及香氣成分等,另一為非揮發性成分,即揮發性成分以外之任何成分,如蛋白質、碳水化合物及礦物質等。一般上述二者是混在一起的,香氣成分含量非常低。

我們感覺到花卉、香草、水果、及咖啡等宜人的香氣,很想萃取及保留它,但是會碰到很多的困難,因為香氣成分可能是溶解於汁液中、被包裹的或有其他的萃取障礙,因此所得到的香氣萃取物回收率可能很低或有些變味;此外,由於香氣成分會散失、起化學反應使香氣變化,導致保留性也可能不佳。雖然在花香的萃取及保留上有不少困難,但花香還是人類的最愛,所以人類想盡辦法要萃取花中的香氣成分,加以濃縮並妥善保存,以應用於各式產品或任何季節。

雖然目前花香的萃取方法不是那麼地完美,但也許將來會更精進。現今從天然物把香氣成分分離出來的方法主要有二種類型——蒸餾及溶劑萃取法。本文將介紹這些花香萃取法與萃取物的應用。

蒸餾法

原理
所謂蒸餾是對含香氣成分的植物汁液加熱,其揮發性成分受熱後蒸發,把其蒸發氣體導入冷凝管,揮發性成分因為遇冷會從氣體又變為液體,得到蒸餾液。蒸餾液中大部分是水,稱為蒸餾水,也含有香氣成分的凝結液,這層油狀的液體即為「精油」。

一般精油的比重比水輕,所以浮在水液之上,但也有比水重的情況。精油是香氣成分的混合液,其外觀像食用油,如黃豆油,但成分完全不同,黃豆油是不揮發的,而精油是揮發油。

玫瑰花精油是最有名的花精油,玫瑰花素有「花后」之稱,受到很多人喜愛。全世界最有名的是保加利亞的玫瑰花精油,因受地理環境、技術及經驗的影響,所生產的玫瑰花精油最受人類喜愛,售價也很高昂。

香氣成分並不全是油溶性的,水相部分也可能含有香氣成分,它也是一種商品叫玫瑰水;有很多花卉不含精油,因為所含揮發性成分含量太低,不足以形成精油層,假若其香氣成分與香氣力價有相當的強度,可以再用下文介紹的溶劑萃取法加以萃取。但有些植物體香氣力價較低,假如再經溶劑萃取、過濾及溶劑回收等步驟,得到的產物可能香氣成分含量不高,即喪失其商品價值。在這狀況下,其蒸餾液可直接加以應用,有人叫它「醇露」,這是較美化的名詞。
左圖為精油的實驗型萃取裝置,這是精油比水輕的形式:把花卉材料及水放在蒸餾瓶A中加熱,加熱後所產生的揮發性氣體到達上端的冷凝管B ,受冷由氣體冷卻成液體,因重力的關係水滴會往下滴;下面的玻璃導管向右傾斜,所以蒸餾凝結液持續進入凝結液儲存槽C中。

一次蒸餾至少需2小時,因此有充裕的時間使水與精油分層,一般精油比水輕,所以精油浮在上層。由於蒸餾凝結液持續進入凝結液儲存槽,所以C槽下端有回流管,可讓水液流回蒸餾瓶;若在精油比水重的狀況下,則水回流管即開在上端,而有刻度的精油儲放部位即放在下端。

玫瑰花精油的主要成分為香葉醇、香茅醇等共6~8種,這些成分不管是天然或人工等級香料單體都可買得到,價格也比玫瑰花精油便宜很多,那為什麼還需要從玫瑰花萃取精油呢?因為玫瑰花精油除了含有這些主成分外,還包含100~200種微量成分;由主要成分所調配出的玫瑰花香是低價玫瑰花產品,而由玫瑰花精油所調配成的玫瑰花香是高價玫瑰花產品,這顯示出這些微量成分的貢獻。所以天然物有其價值,並非人工合成品都能完全取代。【更詳細的內容,請參閱第490期科學月刊】

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