Ekstrakcja zapachu

Miedziany destylator z XIX-XX wieku Grasse , Francja do destylacji z parą wodną

Ekstrakcja zapachowa odnosi się do procesu oddzielania związków aromatycznych od surowców, przy użyciu metod takich jak destylacja , ekstrakcja rozpuszczalnikiem , ekspresja , przesiewanie lub enfleurage . Wynikiem ekstraktów są albo olejki eteryczne , absoluty , konkrety , albo masła , w zależności od ilości wosków w ekstrahowanym produkcie.

Do pewnego stopnia wszystkie te techniki mają tendencję do wytwarzania ekstraktu o aromacie różniącym się od aromatu surowców. Ciepło, rozpuszczalniki chemiczne lub ekspozycja na tlen w procesie ekstrakcji może denaturować niektóre związki aromatyczne, zmieniając ich charakter zapachowy lub pozbawiając je zapachu, a proporcja każdego ekstrahowanego składnika aromatycznego może się różnić. [ potrzebne źródło ]

Maceracja/ekstrakcja rozpuszczalnikiem

Niektóre surowce roślinne zawierają zbyt mało olejków eterycznych, aby mogły ulec ekspresji, lub ich składniki chemiczne są zbyt delikatne i łatwo ulegają denaturacji pod wpływem wysokiej temperatury stosowanej podczas destylacji z parą wodną. Zamiast tego oleje są ekstrahowane przy użyciu ich właściwości rozpuszczalnika.

Ekstrakcja rozpuszczalnikiem organicznym

Ekstrakcja rozpuszczalnikami organicznymi jest najpowszechniejszą i najbardziej ekonomicznie ważną techniką ekstrakcji aromatów we współczesnym przemyśle perfumeryjnym. Surowce są zanurzane i mieszane w rozpuszczalniku, który może rozpuścić pożądane aromatyczne . Powszechnie stosowane rozpuszczalniki do maceracji/ekstrakcji rozpuszczalnikowej obejmują heksan i eter dimetylowy .

otrzymuje się również związki aromatyczne oraz inne hydrofobowe substancje rozpuszczalne, takie jak wosk i pigmenty . Ekstrakt poddawany jest obróbce próżniowej, która usuwa rozpuszczalnik do ponownego użycia. Proces może trwać od godzin do miesięcy. W tej materii często uzyskuje się związki zapachowe dla drzewiastych i włóknistych materiałów roślinnych, podobnie jak wszystkie aromaty pochodzenia zwierzęcego. Technikę tę można również wykorzystać do ekstrakcji substancji zapachowych, które są zbyt lotne do destylacji lub łatwo ulegają denaturacji pod wpływem ciepła. Pozostała masa woskowa jest znana jako beton , który jest mieszaniną olejków eterycznych, wosków, żywic i innych lipofilowych (rozpuszczalnych w olejach) materiałów roślinnych, ponieważ te rozpuszczalniki skutecznie usuwają wszystkie związki hydrofobowe w surowcu. Rozpuszczalnik jest następnie usuwany w procesie destylacji w niższej temperaturze i odzyskiwany do ponownego użycia.

Chociaż betony są bardzo pachnące, są zbyt lepkie – a nawet twarde – w temperaturze pokojowej, aby były użyteczne. Wynika to z obecności wosków i żywic o dużej masie cząsteczkowej, które nie mają zapachu. Do ekstrakcji pachnącego olejku z betonu należy użyć innego rozpuszczalnika, często alkoholu etylowego , który rozpuszcza tylko pachnące związki o niskiej masie cząsteczkowej. Alkohol usuwa się w drugiej destylacji, pozostawiając absolut . Te ekstrakty z roślin takich jak jaśmin i róża nazywane są absolutami.

Ze względu na niskie temperatury w tym procesie, absolut może być bardziej wierny oryginalnemu zapachowi surowca, który poddawany jest działaniu wysokiej temperatury podczas procesu destylacji.

Ekstrakcja płynem nadkrytycznym

Ekstrakcja płynem w stanie nadkrytycznym jest stosunkowo nową techniką ekstrakcji związków zapachowych z surowca, która często wykorzystuje CO2 w stanie nadkrytycznym jako rozpuszczalnik ekstrakcyjny. Kiedy dwutlenek węgla jest poddawany działaniu wysokiego ciśnienia w temperaturze nieco wyższej od temperatury pokojowej, tworzy się płyn nadkrytyczny (pod normalnym ciśnieniem CO2 przechodzi bezpośrednio ze stanu stałego w gazowy w procesie znanym jako sublimacja ). Ponieważ CO2 w związku niepolarnym ma niskie napięcie powierzchniowe i łatwo się zwilża, może być stosowany do ekstrakcji typowo hydrofobowych aromatów z materiału roślinnego. Proces ten jest identyczny z jedną z technik przygotowywania kawy bezkofeinowej .

W ekstrakcji cieczą nadkrytyczną jako rozpuszczalnik stosuje się dwutlenek węgla pod wysokim ciśnieniem (do 100 atm.). Ze względu na niskie ciepło procesu i stosunkowo niereaktywny rozpuszczalnik użyty do ekstrakcji, otrzymane związki zapachowe często bardzo przypominają oryginalny zapach surowca. Podobnie jak ekstrakcja rozpuszczalnikiem, ekstrakcja CO 2 odbywa się w niskiej temperaturze, ekstrahuje szeroką gamę związków i pozostawia aromaty niezmienione przez ciepło, dzięki czemu esencja jest bardziej wierna oryginałowi. Ponieważ CO 2 jest gazem przy normalnym ciśnieniu atmosferycznym , nie pozostawia po sobie śladu w produkcie końcowym, co pozwala uzyskać absolut bezpośrednio, bez konieczności zajmowania się betonem. Jest to proces niskotemperaturowy, a rozpuszczalniki są łatwo usuwane. Ekstrakty wytwarzane w tym procesie są znane jako ekstrakty CO 2 .

Ekstrakcja etanolem

Ekstrakcja etanolem to rodzaj ekstrakcji rozpuszczalnikowej stosowanej do ekstrakcji związków zapachowych bezpośrednio z suchych surowców, a także zanieczyszczonych olejów lub betonu powstałych w wyniku ekstrakcji rozpuszczalnikami organicznymi, ekspresji lub enfleurage. Ekstrakty etanolowe z materiałów suchych nazywane są nalewkami , a myjki etanolowe do oczyszczania olejów i betonów nazywane są absolutami .

Zanieczyszczone substancje lub oleje są mieszane z etanolem, który jest mniej hydrofobowy niż rozpuszczalniki stosowane do ekstrakcji organicznej, rozpuszcza więcej utlenionych składników aromatycznych ( alkoholi , aldehydów itp.), pozostawiając wosk, tłuszcze i inne ogólnie substancje hydrofobowe. Alkohol odparowuje się pod niskim ciśnieniem, pozostawiając absolutną . Absolut może być dalej przetwarzany w celu usunięcia wszelkich zanieczyszczeń, które są nadal obecne w ekstrakcji rozpuszczalnikowej.

Ekstrakcja etanolem nie jest zwykle stosowana do ekstrakcji zapachu ze świeżych materiałów roślinnych; zawierają one duże ilości wody, która zostanie wyekstrahowana do etanolu, chociaż czasami nie stanowi to problemu.

Destylacja

Destylacja jest powszechną techniką uzyskiwania związków aromatycznych z roślin , takich jak kwiaty pomarańczy i róże . Surowiec jest podgrzewany, a związki zapachowe są ponownie zbierane poprzez kondensację destylowanej pary. Produkty destylowane, czy to poprzez destylację parową, czy suchą, znane są jako olejki eteryczne lub otto .

Obecnie najpopularniejsze olejki eteryczne, takie jak lawendowy, miętowy i eukaliptusowy, są destylowane. Surowiec roślinny składający się z kwiatów , liści , drewna , kory , korzeni , nasion lub skórki umieszcza się w alembiku (aparacie destylacyjnym) nad wodą .

Destylacja z parą wodną

Para z wrzącej wody przepuszczana jest przez surowiec przez 60–105 minut, co wypiera większość lotnych związków zapachowych. Kondensat z destylacji, który zawiera zarówno wodę, jak i aromaty, umieszcza się w kolbie florenckiej . Pozwala to na łatwe oddzielenie pachnących olejków od wody, ponieważ olej unosi się na wierzchu destylatu, gdzie jest usuwany, pozostawiając wodnisty destylat. Woda zebrana z kondensatu, która zatrzymuje niektóre związki zapachowe i oleje z surowca, nazywana jest hydrozolem i jest czasami sprzedawana do użytku konsumenckiego i komercyjnego. Ta metoda jest najczęściej stosowana w przypadku świeżych materiałów roślinnych, takich jak kwiaty , liście i łodygi . Popularne hydrolaty to woda różana, woda lawendowa i woda z kwiatu pomarańczy. Wiele hydrolatów roślinnych ma nieprzyjemny zapach i dlatego nie są sprzedawane.

Większość olejów jest destylowana w jednym procesie. Jedynym wyjątkiem jest Ylang-ylang ( Cananga odorata ), którego destylacja trwa 22 godziny. Jest destylowany frakcyjnie , dając kilka stopni (Ylang-Ylang „extra”, I, II, III i „complete”, w których destylacja przebiega od początku do końca bez przerwy).

Destylacja sucha/niszcząca

Znany również jako rektyfikacja , surowce są bezpośrednio podgrzewane w aparacie destylacyjnym bez nośnika rozpuszczalnika, takiego jak woda. Związki zapachowe, które są uwalniane z surowca pod wpływem wysokiej temperatury, często ulegają bezwodnej pirolizie , w wyniku czego powstają różne związki zapachowe, a tym samym różne nuty zapachowe. Metodę tę stosuje się do otrzymywania aromatycznych związków z kopalnego bursztynu i pachnących lasów (takich jak smoła brzozowa ), gdzie pożądany jest zamierzony zapach „spalenizny” lub „prażony”.

Destylacja frakcjonowana

Dzięki zastosowaniu kolumny frakcjonującej można selektywnie wykluczyć różne frakcje destylowane z materiału, aby manipulować zapachem produktu końcowego. Chociaż produkt jest droższy, jest to czasami wykonywane w celu usunięcia nieprzyjemnych lub niepożądanych zapachów materiału i daje perfumiarzowi większą kontrolę nad procesem ich komponowania. Jest to często wykonywane jako drugi krok na materiale, który został już wydobyty, a nie na surowcu.

Wyrażenie

Ekspresja jako metoda ekstrakcji zapachu, w której surowce są tłoczone, wyciskane lub prasowane, a olejki eteryczne są zbierane. W dzisiejszych czasach jedynymi pachnącymi olejkami otrzymywanymi tą metodą są skórki owoców z rodziny cytrusowych. Wynika to z dużej ilości oleju zawartego w skórkach tych owoców, co sprawia, że ​​ta metoda ekstrakcji jest ekonomicznie wykonalna. Olejki ze skórki cytrusów tłoczone są mechanicznie lub tłoczone na zimno . Ze względu na duże ilości olejku w skórce cytrusów oraz stosunkowo niski koszt uprawy i zbioru surowców, olejki z owoców cytrusowych są tańsze niż większość innych olejków eterycznych do tego stopnia, że ​​oczyszczony limonen ekstrahowany z tych owoców jest dostępny w przystępnej cenie naturalnie -pochodny rozpuszczalnik . Olejki cytrynowe lub ze słodkich pomarańczy, które są otrzymywane jako produkt uboczny komercyjnego przemysłu cytrusowego, należą do najtańszych olejków cytrusowych.

Ekspresję stosowano głównie przed odkryciem destylacji i nadal tak jest w kulturach takich jak Egipt . Tradycyjna praktyka egipska polega na tłoczeniu materiału roślinnego, a następnie zakopywaniu go w nieszkliwionych ceramicznych naczyniach na pustyni na okres miesięcy w celu wypędzenia wody. Woda ma mniejszy rozmiar cząsteczek, więc dyfunduje przez naczynia ceramiczne, podczas gdy większe olejki eteryczne nie. W ten sposób wyciśnięto olejek lotosowy z grobowca Tutenchamona , który zachował swój zapach po 3000 latach zapieczętowany w alabastrowych naczyniach.

Enfleurage

Enfleurage to proces, w którym zapach materiałów aromatycznych jest wchłaniany przez wosk lub tłuszcz, który jest następnie często ekstrahowany alkoholem . Ekstrakcja metodą enfleurage była powszechnie stosowana, gdy destylacja nie była możliwa, ponieważ niektóre związki zapachowe ulegają denaturacji pod wpływem wysokiej temperatury. Ta technika nie jest powszechnie stosowana we współczesnym przemyśle, zarówno ze względu na jej zaporowy koszt, jak i istnienie bardziej wydajnych i skutecznych metod ekstrakcji.

Zobacz też