一种生姜精油的提取方法.pdf

本发明公开了一种农产品的深加工方法，特别公开了一种生姜精油的提取方法。该生姜精油的提取方法，包括(1)新鲜生姜窖藏发酵；(2)制备干燥生姜薄片；(3)制备生姜粉末；(4)喷淋软化作业；(5)蒸馏生姜粉末，得生姜粉末蒸馏液；(6)将蒸馏后的生姜粉末加压浸泡，制备提取液；(7)分离生姜精油。该生姜精油的提取方法，窖藏发酵使生姜中的干物质及生姜精油的含量趋于稳定，并且使生姜中的营养成分发酵，浓缩合成出新的重要化学成分；生姜粉末经过喷淋作业重新吸收水分，使精油在蒸馏时容易被水蒸气传质带走；蒸馏后的生姜粉末进行进一步浸取营养成分，最大程度的保留了生姜精油的成分。

1.  一种生姜精油的提取方法，其特征是：包括如下步骤：
(1)新鲜生姜窖藏发酵：
将采摘的新鲜生姜在温度为2～6℃、湿度为80～90％、二氧化碳含量为4～6％、氧气含量为2～5％的地窖中储藏45～60天，得窖藏发酵的生姜；
(2)制备干燥生姜薄片：
将步骤(1)窖藏发酵后的生姜筛选、脱皮、洗净、晾干后，切成厚度为0.2～0.4mm的生姜薄片，送至真空冷冻干燥机，进行干燥；
(3)制备生姜粉末：
将步骤(2)制得的干燥生姜薄片送入粉碎机中粉碎至粒径为50～60目，得生姜粉末；
(4)喷淋软化作业：
将步骤(3)制得的生姜粉末送入搅拌机搅拌，在搅拌的过程中，打开设置于搅拌机内喷淋设备的喷头，使用饮用水对生姜粉末进行喷淋，至生姜粉末的含水量为60～70％，然后将喷淋后的生姜粉末恒温软化5～10分钟；
(5)蒸馏生姜粉末，得生姜粉末蒸馏液：
将步骤(4)制得的喷淋软化后的生姜粉末一层层的均匀铺洒在铺设有蒸布的蒸锅中的篦子上，直至篦子上生姜粉末的厚度为1～2cm，然后从蒸锅顶部的进气口通入水蒸汽，将生姜粉末蒸馏2～3小时；在蒸馏过程中，生姜粉末中的生姜精油随着水蒸汽从蒸锅底部的出气口排出进入与蒸锅出气口相连通的冷凝器，收集得生姜粉末蒸馏液；
(6)将蒸馏后的生姜粉末加压浸泡，制备提取液：
将步骤(5)蒸馏完毕后得到的生姜粉末冷却至常温后，放入250～300目 的滤袋中，再将盛放有蒸馏完毕的生姜粉末的滤袋浸泡在水中，使用石板加压的条件下，在常温下浸泡3～5小时，得生姜粉末提取液；
(7)分离生姜精油：
将步骤(5)制得的生姜粉末蒸馏液以及步骤(6)制得的生姜粉末提取液输送至油水分离器，进行油水分离，即得生姜精油。

2.  根据权利要求1所述的生姜精油的提取方法，其特征是：所述步骤(2)中生姜薄片在真空干燥机中的具体干燥方法为：
将生姜薄片放入真空冷冻干燥机内，按照10～15kg/m²的厚度铺料，先在3～4小时内将真空冷冻干燥机的冷阱温度降至-35～-40℃，并在-35～-40℃下保持0.5～1小时，然后在15～20小时内将生姜薄片升温至10～15℃，使生姜薄片干燥至含水率为8～12％。

3.  根据权利要求1所述的生姜精油的提取方法，其特征是：步骤(6)中所述蒸锅，包括一锅体，在锅体的顶部和底部分别设有一进气口和一出气口，在锅体的内侧上部设有若干层蒸具，在蒸具下方的锅体内设有一蒸汽导向机构。

4.  根据权利要求3所述的生姜精油的提取方法，其特征是：所述每层蒸具包括一篦子，篦子的边缘搭接于对称设在锅体内壁上的四个挡块顶部，在篦子相对的两侧边缘分别设有一与锅体挡块相配合的安装槽。

5.  根据权利要求3所述的生姜精油的提取方法，其特征是：所述蒸汽导向机构包括一边缘固设于锅体内壁的支撑板，在支撑板上均匀安装有若干个排气件，所述每个排气件包括一竖直穿设于支撑板中的外筒，所述外筒的上下两端开口设置，在外筒的内侧通过若干个支撑杆固定有一上端开口设置的内筒，所述外筒的顶部与内筒的顶部之间设有一导气口，在内筒的内侧设有一封堵导气 口的封堵块，所述封堵块的底部通过一弹簧与内筒的内侧底部相连。

一种生姜精油的提取方法
(一)技术领域
本发明涉及一种农产品的深加工方法，特别涉及一种生姜精油的提取方法。
(二)背景技术
生姜为姜科多年生草本植物，在我国作为一种传统的药食两用作物，具有健胃、活血、解毒、止呕、发汗、杀菌、抗癌等功效。生姜的化学成分复杂，可分为挥发油、姜辣素和二苯基庚烷三大类，另外还含有多种氨基酸、维生素及铁、铜、锰、锌、铬、镍、钴、锗等多种微量元素及多种功能性成分。生姜精油是从生姜中提取出来的浓缩物质，是目前生姜的主要深加工产品。生姜精油具有消散瘀血、治创伤、调理油性肤质、去肠胃胀气，以及改善体内湿气，如化痰、退烧、轻泻、使身体温暖的功效。目前，从生姜中提取生姜精油的传统方法主要有水蒸汽蒸馏法、溶剂浸提法和超临界CO₂萃取法。溶剂浸提法获得的姜油所含化学成与所选用的溶剂有很大关系，并且溶剂法提取的生姜精油易受残留溶剂的污染且会沉淀变色，因此溶剂法的应用受到一定限制。超临界CO₂萃取法虽然无溶剂残留，但是因成本太高，在工业生产中的应用也较少。而现有的普通水蒸汽蒸馏法获得的主要是生姜中挥发性较大的精油，而某些挥发性较小的成分，因其独特的分子结构，难以随水蒸汽蒸出，而且这种普通蒸馏方法中蒸馏过程的高温，会使姜油的成分、气味、风味发生变化。因此，研究一种工艺简单、可操作性强、提取率高，适用于工业化生产以及提取的生姜精油产品质量高的生姜精油的提取方法具有良好的应用前景。
(三)发明内容
本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种操作简单、提取率高、设备 成本低的生姜精油的提取方法。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种生姜精油的提取方法，采用如下步骤：
(1)新鲜生姜窖藏发酵：
将采摘的新鲜生姜在温度为2～6℃、湿度为80～90％、二氧化碳含量为4～6％、氧气含量为2～5％的地窖中储藏45～60天，得窖藏发酵的生姜；
(2)制备干燥生姜薄片：
将步骤(1)窖藏发酵后的生姜筛选、脱皮、洗净、晾干后，切成厚度为0.2～0.4mm的生姜薄片，送至真空冷冻干燥机，进行干燥；
(3)制备生姜粉末：
将步骤(2)制得的干燥生姜薄片送入粉碎机中粉碎至粒径为50～60目，得生姜粉末；
(4)喷淋软化作业：
将步骤(3)制得的生姜粉末送入搅拌机搅拌，在搅拌的过程中，打开设置于搅拌机内喷淋设备的喷头，使用饮用水对生姜粉末进行喷淋，至生姜粉末的含水量为60～70％，然后将喷淋后的生姜粉末恒温软化5～10分钟；
(5)蒸馏生姜粉末，得生姜粉末蒸馏液：
将步骤(4)制得的喷淋软化后的生姜粉末一层层的均匀铺洒在铺设有蒸布的蒸锅中的篦子上，直至篦子上生姜粉末的厚度为1～2cm，然后从蒸锅顶部的进气口通入水蒸汽，将生姜粉末蒸馏2～3小时；在蒸馏过程中，生姜粉末中的生姜精油随着水蒸汽从蒸锅底部的出气口排出进入与蒸锅出气口相连通的冷凝器，收集得生姜粉末蒸馏液；
(6)将蒸馏后的生姜粉末加压浸泡，制备提取液：
将步骤(5)蒸馏完毕后得到的生姜粉末冷却至常温后，放入250～300目的滤袋中，再将盛放有蒸馏完毕的生姜粉末的滤袋浸泡在水中，使用石板加压的条件下，在常温下浸泡3～5小时，得生姜粉末提取液；
(7)分离生姜精油：
将步骤(5)制得的生姜粉末蒸馏液以及步骤(6)制得的生姜粉末提取液输送至油水分离器，进行油水分离，即得生姜精油。
所述步骤(2)中生姜薄片在真空干燥机中的具体干燥方法为：
将生姜薄片放入真空冷冻干燥机内，按照10～15kg/m²的厚度铺料，先在3～4小时内将真空冷冻干燥机的冷阱温度降至-35～-40℃，并在-35～-40℃下保持0.5～1小时，然后在15～20小时内将生姜薄片升温至10～15℃，使生姜薄片干燥至含水率为8～12％。
步骤(6)中所述蒸锅，包括一锅体，在锅体的顶部和底部分别设有一进气口和一出气口，在锅体的内侧上部设有若干层蒸具，在蒸具下方的锅体内设有一蒸汽导向机构。
所述每层蒸具包括一篦子，篦子的边缘搭接于对称设在锅体内壁上的四个挡块顶部，在篦子相对的两侧边缘分别设有一与锅体挡块相配合的安装槽。
所述蒸汽导向机构包括一边缘固设于锅体内壁的支撑板，在支撑板上均匀安装有若干个排气件，所述每个排气件包括一竖直穿设于支撑板中的外筒，所述外筒的上下两端开口设置，在外筒的内侧通过若干个支撑杆固定有一上端开口设置的内筒，所述外筒的顶部与内筒的顶部之间设有一导气口，在内筒的内侧设有一封堵导气口的封堵块，所述封堵块的底部通过一弹簧与内筒的内侧底部相连。
本发明生姜精油的提取方法，窖藏发酵使生姜中的干物质及生姜精油的含 量趋于稳定，并且使生姜中的营养成分发酵，浓缩合成出新的重要化学成分；冷冻干燥减少了生姜中精油的挥发；生姜粉末粉碎到合适的粒径后，破坏了生姜的细胞壁，使其颗粒细化，精油更加容易提取出来，并且不会造成生姜精油在粉碎过程中大量损失；生姜粉末经过喷淋作业重新吸收水分，使精油在蒸馏时容易被水蒸气传质带走；蒸馏时蒸汽从蒸锅顶部通入、底部排出，蒸汽由上向下逐渐向生姜粉末料层中扩散渗透，水散和传质出来的精油，无需全部汽化，当蒸锅中蒸汽的压力达到临界值时，蒸汽压力将压开支撑板上外筒与内筒之间的封堵块，从导气口进入外筒排出，避免精油长时间高温蒸馏造成分解或者聚合破坏，最大程度的保留生姜的活性成分；蒸馏后的生姜粉末进行进一步浸取营养成分，最大程度的保留了生姜精油的成分。
(四)附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明蒸锅的结构示意图；
图2为图1的A-A向剖视结构示意图；
图3为图1中排气件部分的放大结构示意图。
图中，1锅体，2进气口，3出气口，4篦子，5挡块，6安装槽，7支撑板，8外筒，9支撑杆，10内筒，11导气口，12封堵块，13弹簧。
(五)具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于此，实施例中的制备方法均为常规制备方法，不再详述。
实施例1：
一种生姜精油的提取方法，采用如下步骤：
(1)新鲜生姜窖藏发酵：
将采摘的新鲜生姜在温度为2～6℃、湿度为80～90％、二氧化碳含量为4～6％、氧气含量为2～5％的地窖中储藏50天，得窖藏发酵的生姜；窖藏发酵使生姜中的干物质及生姜精油的含量趋于稳定，并且使生姜中的营养成分发酵，浓缩合成出新的重要化学成分；
(2)制备干燥生姜薄片：
将步骤(1)窖藏发酵后的生姜筛选、脱皮、洗净、晾干后，切成厚度为0.3～0.4mm的生姜薄片，将生姜薄片放入真空冷冻干燥机内，按照13kg/m²的厚度铺料，先在3.5小时内将真空冷冻干燥机的冷阱温度降至-35℃，并在-35℃下保持1小时，然后在20小时内将生姜薄片升温至15℃，使生姜薄片干燥至含水率为10％；冷冻干燥减少了生姜中精油的挥发；
(3)制备生姜粉末：
将步骤(2)制得的干燥生姜薄片送入粉碎机中粉碎至粒径为55目，得生姜粉末；生姜粉末粉碎后，破坏了生姜的细胞壁，使其颗粒细化，精油更加容易提取出来；但是，生姜粉末太细时，蒸馏不易透气，而且由于生姜中含有大量纤维，粉碎较困难，粉碎过细会产生大量热量，引起姜油的挥发，降低生姜精油的提取率；
(4)喷淋软化作业：
将步骤(3)制得的生姜粉末送入搅拌机搅拌，在搅拌的过程中，打开设置于搅拌机内喷淋设备的喷头，使用饮用水对生姜粉末进行喷淋，至生姜粉末的含水量为65％，然后将喷淋后的生姜粉末恒温软化8分钟；生姜粉末中含水量太低时，在蒸馏时生姜粉末还要重新复水，甚至会由于含水量太低影响生姜精油从生姜粉末中的馏出，而含水量过高时生姜粉末易结块，增大蒸汽通过阻力；
(5)蒸馏生姜粉末，得生姜粉末蒸馏液：
将步骤(4)制得的喷淋软化后的生姜粉末一层层的均匀铺洒在铺设有蒸布的蒸锅中的篦子上，直至篦子上生姜粉末的厚度为1.5cm，然后从蒸锅顶部的进气口通入水蒸汽，将生姜粉末蒸馏3小时；在蒸馏过程中，生姜粉末中的生姜精油随着水蒸汽从蒸锅底部的出气口排出进入与蒸锅出气口相连通的冷凝器，收集得生姜粉末蒸馏液；
蒸馏时蒸汽从蒸锅顶部通入、底部排出，蒸汽由上向下逐渐向生姜粉末料层中扩散渗透，水散和传质出来的精油，无需全部汽化，当蒸锅中蒸汽的压力达到临界值时，蒸汽压力将压开支撑板上外筒与内筒之间的封堵块，从导气口进入外筒排出，避免精油长时间高温蒸馏造成分解或者聚合破坏，最大程度的保留生姜的活性成分；
(6)将蒸馏后的生姜粉末加压浸泡，制备提取液：
将步骤(5)蒸馏完毕后得到的生姜粉末冷却至常温后，放入280目的滤袋中，再将盛放有蒸馏完毕的生姜粉末的滤袋浸泡在水中，使用石板加压的条件下，在常温下浸泡4小时，得生姜粉末提取液；
(7)分离生姜精油：
将步骤(5)制得的生姜粉末蒸馏液以及步骤(6)制得的生姜粉末提取液输送至油水分离器，进行油水分离，即得生姜精油。
如图1-图3中所示，步骤(6)中所述蒸锅，包括一锅体1，在锅体1的顶部和底部分别设有一进气口2和一出气口3，在锅体1的内侧上部设有若干层蒸具，在蒸具下方的锅体内设有一蒸汽导向机构；所述每层蒸具包括一篦子4，篦子4的边缘搭接于对称设在锅体1内壁上的四个挡块5顶部，在篦子4相对的两侧边缘分别设有一与锅体1挡块5相配合的安装槽6；所述蒸汽导向机构包括一边缘固设于锅体1内壁的支撑板7，在支撑板7上均匀安装有若干个排气件， 所述每个排气件包括一竖直穿设于支撑板中的外筒8，所述外筒8的上下两端开口设置，在外筒8的内侧通过若干个支撑杆9固定有一上端开口设置的内筒10，所述外筒8的顶部与内筒10的顶部之间设有一导气口11，在内筒10的内侧设有一封堵导气口11的封堵块12，所述封堵块12的底部通过一弹簧13与内筒10的内侧底部相连。