茶及植物類芳香水是近年來(lái)市場(chǎng)出現(xiàn)的一類以茶及其他植物的葉、花、果等具有特征性香氣部位為原料，經(jīng)香氣萃取后，開發(fā)成香型逼真、香氣濃郁、澄清透明的芳香水劑類產(chǎn)品。起初，人們發(fā)現(xiàn)花卉或草本類精油在蒸餾萃取過(guò)程中留下來(lái)的水溶液具有與精油類似的特征性香氣，將這些水溶液稱之為“純露”或“花香水”?！凹兟丁焙幸恍┠芘c水以氫鍵的形式結(jié)合的微量極性成分以及部分具有一定揮發(fā)性的水溶性次生代謝物，因此具有特征性香氣，常作為精油的副產(chǎn)物被收集和利用。隨著水溶性香氣提取物研究的深入和銷售市場(chǎng)進(jìn)一步拓展，人們不再局限于收集精油的水溶性副產(chǎn)物，更加關(guān)注初加工及精深加工中任何可能產(chǎn)生芳香水的工藝步驟，開始以“水溶性好、香氣逼真”為目標(biāo)，選用專業(yè)設(shè)備生產(chǎn)這類富含香氣的透明提取物，因此產(chǎn)品類型大大增多。
現(xiàn)有文獻(xiàn)中對(duì)植物精油類、植物提取物類的相關(guān)報(bào)道較多，對(duì)植物類芳香水類的總結(jié)較少，文章從植物類芳香水的提取方式及工藝、工藝效果比較、生物活性及用途等方面對(duì)近年來(lái)相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行梳理，并對(duì)該類產(chǎn)品現(xiàn)存問(wèn)題及發(fā)展趨勢(shì)做總結(jié)和展望，以期進(jìn)一步挖掘植物類芳香水的商業(yè)價(jià)值。
01
制備工藝
1、水蒸汽蒸餾法
水蒸汽蒸餾法是目前生產(chǎn)植物類芳香水運(yùn)用最早且最為廣泛的方式之一，其原理是以具有一定溫度的水蒸氣為媒介充分浸潤(rùn)植物后，以熱蒸汽的形式攜帶植物中的芳香成分上逸，經(jīng)過(guò)冷凝、靜置后，冷凝液可逐步分離為上層油狀物和下層水溶液，油狀物經(jīng)過(guò)進(jìn)一步精制成為精油，而下層水溶液經(jīng)進(jìn)一步純化得到植物芳香水。水蒸氣蒸餾法分為水完全浸沒(méi)原料的“水中蒸餾”方式和水蒸氣蒸餾篩板上原料的“水上蒸餾(水氣蒸餾)”方式。
黎貴卿等發(fā)現(xiàn)通過(guò)減壓蒸餾方式，可以降低蒸餾溫度和蒸餾時(shí)間，顯著提升香氣保留率，且具有工藝簡(jiǎn)單、節(jié)能降本等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于香氣物質(zhì)含量較低的茶樹花原料而言，張峰等發(fā)現(xiàn)將水蒸汽蒸餾法與反滲透膜過(guò)濾相結(jié)合，可以有效富集香氣濃度且香型與新鮮茶樹花香氣相似。雷高明等發(fā)現(xiàn)采用復(fù)合鹽溶液對(duì)鮮花進(jìn)行浸泡處理，較傳統(tǒng)腌漬處理能顯著促進(jìn)極性較小的揮發(fā)性香氣成分成分從花瓣組織內(nèi)部析出至周圍的水相體系，經(jīng)由水蒸餾處理后可高效獲得精油以及綜合性能優(yōu)異的鮮花芳香水。
2、干燥蒸餾
干燥蒸餾與水蒸氣蒸餾的區(qū)別在于，干燥蒸餾的原料必須來(lái)自于富含一定水分的鮮花或鮮果。
以花卉芳香水為例，在不額外添加水等任何介質(zhì)的前提下，利用熱源(如真空低溫微波加熱的方式)烘干鮮花，鮮花自身水分和香氣化合物會(huì)受熱蒸發(fā)逸散為芳香蒸氣，經(jīng)冷凝、油水分離、過(guò)濾后收集獲得花卉芳香水。
3、超臨界CO2萃取
超臨界CO2萃取原理是以CO2為媒介，通過(guò)控制壓力和溫度來(lái)調(diào)節(jié)CO2在超臨界狀態(tài)下的溶解能力，充分溶解植物原料中的芳香物質(zhì)并攜帶至分離釜中，CO2重新汽化為氣體狀態(tài)被分離，而芳香物質(zhì)以精油或純露的形式凝結(jié)被收集。
例如林麗靜等采用改造后的超臨界CO2提取設(shè)備同時(shí)提取高良姜精油和高良姜純露，在精油分離釜中通過(guò)降低萃取壓力，精油和汽化的CO2分離，提取出高良姜精油;隨后CO2攜帶精油分離釜中未分離的成分以氣體狀態(tài)進(jìn)入純露分離釜中，芳香類物質(zhì)在CO2氣體的協(xié)同作用下溶解于水中并形成飽和水溶液，即得高良姜純露。
4、旋轉(zhuǎn)錐蒸餾技術(shù)提取
旋轉(zhuǎn)錐蒸餾技術(shù)(Spinning Cone Column， SCC)的主體分離柱核心部件是由固定在柱體內(nèi)壁的一組圓錐體碟片和固定在高速旋轉(zhuǎn)中心軸線上的另一組圓錐體碟片交錯(cuò)排列構(gòu)成。當(dāng)料液從頂部加入，隨著旋轉(zhuǎn)錐的旋轉(zhuǎn)運(yùn)作，料液在離心力和重力的雙重作用下，被拉成薄薄的液層，自上而下地依次交替流經(jīng)兩組碟片中的每一個(gè)碟片，直至柱體底部。在這一過(guò)程中，蒸汽由柱底部向上涌動(dòng)，通過(guò)控制真空度和溫度，料液中的芳香氣體極易從稀薄的液面中揮發(fā)出來(lái)融入蒸汽，并沿著液層向上移動(dòng)和聚集，最終在柱體的頂部被分離，得到精油或芳香水。此外，SCC不僅可以富集目標(biāo)香氣，還可用于去除由原料引入的異味，如葡萄果汁及葡萄酒類的煙味。
5、膜處理
不同孔徑和不同材質(zhì)的膜相組合，可對(duì)植物浸提物進(jìn)行有選擇地過(guò)濾與吸附，大量的水分子和一部分分子量較小的香氣物質(zhì)可以透過(guò)膜而被濾出，而分子量大于孔徑的有色物質(zhì)及滋味物質(zhì)等則被截留和富集在膜的另一側(cè)，由此達(dá)到濾出液澄清透明且?guī)в兄参锾卣餍韵銡獾哪康摹?/p>
劉曉輝等通過(guò)調(diào)節(jié)膜的過(guò)濾孔徑，可以在脫除茶湯中有色大分子物質(zhì)的同時(shí)，有效控制香味物質(zhì)和特征性滋味成分(例如茶多酚、咖啡堿和氨基酸等小分子)的保留程度，最后得到的濾出液是含有一定香氣物質(zhì)及滋味物質(zhì)的無(wú)色茶香提取物。
此外，膜處理技術(shù)還可以從植物濃縮廢棄液中富集香氣提取物，如龐登紅等利用滲透汽化膜技術(shù)處理藏紅花濃縮廢液，通過(guò)香氣組分在膜上下游的化學(xué)勢(shì)差為驅(qū)動(dòng)力實(shí)現(xiàn)傳質(zhì)的方式，以及膜對(duì)廢液中不同香氣組分的親和力和傳質(zhì)阻力實(shí)現(xiàn)差異化富集的方式，收集藏紅花濃縮廢液中的藏紅花醛、二氫-β-紫羅蘭酮、異佛爾酮等特征性的芳香物質(zhì)并反補(bǔ)到藏紅花提取物中，能夠得到香氣純正、特征香明顯且在卷煙中應(yīng)用效果較好的藏紅花提取物。
膜過(guò)濾方案屬于無(wú)熱加工，可以有效保護(hù)芳香物質(zhì)中的熱敏性物質(zhì)，且能夠保留一定的呈味物質(zhì)及功能性成分。
6、濃縮及烘烤干燥等其他工藝
除了上述途徑以外，植物類芳香水還可以來(lái)自浸提液濃縮工藝及原料烘烤干燥等其他工藝。例如植物浸提液在真空熱蒸發(fā)濃縮過(guò)程中，含香氣的熱蒸氣被冷凝收集，而在經(jīng)由反滲透膜濃縮時(shí)，水分子攜帶著微量的香氣物質(zhì)被濾出而收集。
鄧紅等收集蘋果原汁在濃縮過(guò)程中的蒸發(fā)冷凝水，進(jìn)一步開發(fā)為富含蘋果香氣的營(yíng)養(yǎng)水飲品。
煙葉烘烤工藝是產(chǎn)生煙葉芳香水的另一經(jīng)典案例。在烘烤工藝中，鮮煙葉的含水率由80%以上降至5%以內(nèi)，任杰等收集并檢測(cè)煙葉在閉式循環(huán)烘烤工藝的冷凝水，最終發(fā)現(xiàn)24種呈香物質(zhì)，其中苯甲醇、苯乙醇、2，3-二聯(lián)吡啶、3-羥基-2-丁酮等富含煙葉特征性香氣的呈香物質(zhì)含量與其在煙葉中的含量屬于相同數(shù)量級(jí)。在廣州橫州市，冷凝回收茉莉花茶經(jīng)過(guò)低溫抽濕干燥時(shí)產(chǎn)生的液態(tài)水制得茉莉花純露，已有成熟的產(chǎn)業(yè)化案例。
綜上，水蒸氣蒸餾與干燥蒸餾生產(chǎn)植物類芳香水的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備一次性投入成本較低，工作原理較為簡(jiǎn)單，目前應(yīng)用較廣泛，但不足之處是加工過(guò)程較粗放，缺乏精細(xì)化調(diào)控，產(chǎn)品品質(zhì)易受原料波動(dòng)而波動(dòng);而超臨界CO2萃取、旋轉(zhuǎn)錐蒸餾技術(shù)提取優(yōu)勢(shì)在于可以利用多種工藝參數(shù)對(duì)產(chǎn)品風(fēng)味進(jìn)行調(diào)控，但設(shè)備一次性投入成本和后續(xù)維護(hù)成本較為高昂;膜處理優(yōu)勢(shì)在于用“非熱加工”方式獲得芳香水，但同樣設(shè)備投入較高;而濃縮、烘烤干燥工藝較上述方式而言目前產(chǎn)業(yè)化程度較低。
02
工藝對(duì)芳香水成分的影響
同種原料經(jīng)不同的加工工藝或加工參數(shù)所得芳香水的內(nèi)含成分種類和提取率也會(huì)不同。
劉曉輝等分析比較膜過(guò)濾、減壓蒸餾兩種方式制備無(wú)色茉莉花茶香風(fēng)味水飲料發(fā)現(xiàn)，選用一定孔徑的膜處理(分子截留量>300)可以使提取液含有茶多酚、咖啡因、氨基酸等滋味物質(zhì)，這些在蒸餾處理收集的餾出液中未發(fā)現(xiàn)。
林麗靜等在超臨界CO2提取和水蒸氣提取兩種方式同步提取高良姜精油和純露時(shí)發(fā)現(xiàn)，超臨界提取的精油和純露提取率均高于水蒸氣技術(shù)，從提取純露的香氣組分看，超臨界CO2提取種類(20種)和水蒸氣提取(19種)相當(dāng)，但超臨界CO2提取純露中的檸檬烯含量最高(相對(duì)含量68.50%)，水蒸氣提取則是1，8-桉葉素最高(相對(duì)含量31.83%)。
歐澤潔等利用超臨界萃取和SCC兩種方式萃取啤酒花提取物，從香型上看，超臨界CO2萃取的浸膏草藥香、木香突出，而SCC提取物橘香、果香明顯;從關(guān)鍵香氣化合物上看，除了芳樟醇、β-月桂烯、順-3-己烯-1-醇3種共有香氣成分之外，超臨界CO2萃取擅長(zhǎng)提取萜烯化合物，其萃取物特有關(guān)鍵香氣化合物是鄰傘花烴、辛酸甲酯、2-壬酮;而SCC對(duì)醇類、酯類、萜烯醇類化合物的富集率較高，其中2-甲基丁醇、卞醇和壬醛為SCC提取物的特征香氣物質(zhì)。
崔帥等利用水蒸汽蒸餾法和SCC兩種方式制備咖啡香氣提取物，GC-MS分析結(jié)果表明，SCC提取獲得的揮發(fā)性香氣成分種類有52種，是水蒸汽蒸餾所得揮發(fā)性成分總數(shù)(24種)的2倍多，此外SCC提取出的揮發(fā)性成分含有更多的吡嗪、吡咯、吡啶和酯類等影響咖啡風(fēng)味的關(guān)鍵物質(zhì)。
同種工藝在不同的收集時(shí)間所得芳香水的香氣組分因沸點(diǎn)不同，其種類和提取率也不盡相同。
何金明等發(fā)現(xiàn)控制蒸餾時(shí)間可能成為用于調(diào)控迷迭香純露的香氣種類及抗氧化能力的手段之一，隨著0~120 min的蒸餾時(shí)間延長(zhǎng)，純露成分種類減少，主成分1，8-桉葉油素(17.04%~41.01%)的相對(duì)含量呈降低趨勢(shì)，γ-松油醇(0.02%~20.81%)和松香芹酮(0.58%~13.31%)的相對(duì)含量呈增加趨勢(shì);3個(gè)蒸餾時(shí)段迷迭香純露的DPPH自由基清除能力由高到低順序分別為80~120 min>40~80 min>0~40 min。
曾明鳴等依次收集金銀花餾過(guò)程中7段蒸餾液發(fā)現(xiàn)，金銀花露在不同蒸餾段的揮發(fā)性成分含量及主體香氣差異明顯。蒸餾液中的揮發(fā)性成分總量由214.49 μg/g(第一段)逐漸下降到12.21 μg/g(第七段)，第一蒸餾段中揮發(fā)性成分總量約是其他蒸餾段的4~17倍，OAV>1的化合物有34種，其中香茅醇、芳樟醇、香葉基丙酮、正己醛、正辛醇等主要呈香化合物含量比其他段蒸餾液均高出了一個(gè)量級(jí)，使得花香及果香尤為突出，因此在聚類分析中獨(dú)成一類;而其他段中OAV>1的化合物在21~25種之間，香氣輪廓較為相似，略有差別。
此外，醇、醛、萜、酮、酯類在不同時(shí)間蒸餾段的比例也有所不同，其中醇類隨蒸餾進(jìn)程占比由38.78%逐漸下降至25%左右，而醛類占比32.60%逐漸上升至45%左右，說(shuō)明醇類比醛類更易蒸出。
03
生物活性及用途
植物類芳香水與植物精油、植物水浸出物是同根同源，與后兩者相比，植物類芳香水在保持特征性風(fēng)味的同時(shí)，對(duì)人體刺激性較小，在伊朗及土耳其等地中海周邊國(guó)家被視為一種功能性的傳統(tǒng)飲料或餐飲佐料來(lái)消費(fèi)。
目前主流的添加方式可分為香氣回填以及外源添加兩種方式。
香氣回填技術(shù)在食品、軟飲料、酒類加工中運(yùn)用最為廣泛，是通過(guò)收集來(lái)自加工過(guò)程中原料逸散的香氣，再通過(guò)后道調(diào)配工序按需回填至產(chǎn)品中增強(qiáng)產(chǎn)品風(fēng)味，例如在葡萄酒發(fā)酵過(guò)程中，利用冷凝收集結(jié)合滲透汽化膜分離的方式富集葡萄酒逸散香氣及酒精用于后期的風(fēng)味調(diào)配和成品品控。
外源添加方式則更為靈活，植物類芳香水常以原輔料的形式添加至食品飲料、化妝品、飼料、藥物中，用于產(chǎn)品賦香、保鮮、抗菌等，其應(yīng)用場(chǎng)景可分為以下幾個(gè)領(lǐng)域。
1、食品飲料及煙酒類相關(guān)
如表1所示，在食品飲料及酒類等領(lǐng)域的應(yīng)用目的大體可分為保香賦香、保鮮、抗菌三種。在應(yīng)用原理上，賦香主要是依賴于芳香提取液自身的特征性香型及香氣濃度，而保鮮和抗菌則依賴于水溶性的活性成分。
2、日用品及化妝品
植物類芳香水中的花類純露在日化領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛，常以天然植物來(lái)源、對(duì)皮膚刺激性更小、水基質(zhì)更加親肌作為產(chǎn)品賣點(diǎn)活躍在日化產(chǎn)品的配料表中。應(yīng)用案例如表2所示。
3、藥用
金銀花露、薄荷露、藿香露等屬于傳統(tǒng)的中藥露劑(又稱“藥露”)，是利用水蒸氣蒸餾法蒸餾含揮發(fā)性成分的藥材而制成的芳香水劑，在我國(guó)醫(yī)案、方劑記載中由來(lái)已久。傳統(tǒng)的及現(xiàn)代開發(fā)的藥露種類及應(yīng)用原理如表3所示：
4、畜牧業(yè)及種植業(yè)
目前，已有外源添加芳香水至日常飼料及飲用水中，以提升禽畜的肉蛋品質(zhì)的報(bào)道。如將互葉白千層純露添加至蛋雞的飲用水中，能夠改善蛋雞所產(chǎn)雞蛋的哈氏單位、蛋黃顏色、蛋清重等指標(biāo)。在飼糧中合理添加薰衣草純露能夠提高新疆褐牛的免疫能力，改善肌肉嫩度、系水能力、牛肉風(fēng)味。在經(jīng)濟(jì)作物的病蟲害防治方面，由于薄荷純露含有香芹酚和胡椒酮氧化物，被施加在柑橘類果樹的根部能有效控制蚜蟲侵害。
04
亟待解決的問(wèn)題與展望
目前，以茶鮮葉、毛茶、精制成品茶、副茶為原料萃取，含有茶葉特征香氣的芳香水稱為“茶香水或茶純露”。關(guān)于中國(guó)純露類日化消費(fèi)市場(chǎng)的調(diào)研報(bào)告顯示，1039份有效問(wèn)卷中約有56.4%消費(fèi)者對(duì)純露有所了解，但主要認(rèn)知來(lái)自國(guó)外品牌，位列純露類品牌認(rèn)知的前三均來(lái)自法國(guó)和德國(guó)。在茶純露的消費(fèi)意愿方面，大多數(shù)消費(fèi)者傾向于接受20~50元價(jià)格區(qū)間且每瓶容量100~200 mL的純露產(chǎn)品，外觀設(shè)計(jì)需兼顧送禮和自用雙重屬性。
然而，茶及植物類芳香水在生產(chǎn)加工、貯運(yùn)、銷售、法規(guī)等諸多方面還存在著諸多問(wèn)題。例如在加工、貯運(yùn)方面，純露類含有微生物，需要?dú)⒕嘌b保存，殺菌不僅會(huì)帶來(lái)香氣損失，也會(huì)降低抗菌等生物活性。為保持良好香氣濃度和香型，避光隔氧的密封冷藏貯存和運(yùn)輸無(wú)疑會(huì)增加成本。在產(chǎn)品品控方面，香氣品質(zhì)控制受原料、工藝等因素波動(dòng)，香型和香氣濃度不穩(wěn)定，香氣物質(zhì)總量及種類的檢測(cè)依賴于GC-MS高端設(shè)備，實(shí)際生產(chǎn)中缺乏可量化、易檢測(cè)、易控制的質(zhì)控指標(biāo)。就產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化程度而言，目前植物類芳香水在國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)中的俗稱和叫法非常多，如無(wú)色**香氣提取物、揮發(fā)性成分提取物、**香氣濃縮液、**純露、**花水、*香水、**芳香水，缺乏行業(yè)認(rèn)同度較高的專有名稱和定義?，F(xiàn)售茶與植物芳香水產(chǎn)品的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)大多為GB 17325—2015《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品工業(yè)用濃縮液(汁、漿)》或GB/T 31326—2014《植物飲料》，能體現(xiàn)產(chǎn)品特色、優(yōu)勢(shì)及核心競(jìng)爭(zhēng)力的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)少之又少。
茶與植物類芳香水原料來(lái)源較為廣泛，可來(lái)源于茶類、花類、果類、香料類、草本及草藥類等具有特征性香氣的植物。然而，目前仍有大量芳香水類物質(zhì)以廢液的形式被排放，未被收集和有效利用，其工業(yè)化、商品化的發(fā)展一直受上述問(wèn)題制約，需要產(chǎn)品原料供應(yīng)端和應(yīng)用端共同推動(dòng)，打通產(chǎn)品質(zhì)控、生產(chǎn)貯運(yùn)、合法添加使用的鏈路，促進(jìn)植物類芳香水產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展。
作者簡(jiǎn)介：
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龍 丹
茶學(xué)碩士研究生，高級(jí)工程師，現(xiàn)任宏勝飲料集團(tuán)有限公司食品研發(fā)中心茶飲料研發(fā)主任。主要從事茶飲料開發(fā)和風(fēng)味化學(xué)研究工作，包括茶葉原料篩選、茶飲料配方設(shè)計(jì)及浸提工藝優(yōu)化、提升茶飲料貨架期穩(wěn)定性等。已授權(quán)申請(qǐng)發(fā)明專利4項(xiàng)(第一發(fā)明人)，發(fā)表相關(guān)期刊論文12篇。
來(lái)源：中國(guó)茶葉加工
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