超临界流体萃取在食品工业中的应用

■食品I程 矗-案 刁 摘 要 本文简要介绍了超临界=氧化碳萃取技术， 概括了近十年来它在食品I业中的应用和最新研究动 态，并对超临界：氧化碳萃取技术作 了展望 关键词 超临界流体 萃取 食品工业 弓I - — 。 — — — — — — — — ’ ’ 一 — — ’ — — — — ～ 一 f I J Abstract This pap reviews supemritlcal carbon dioxide extraelion briefly Its use in food industry for the previous ten years and the cunertt Irends wfls summarized． Keywords Supercritical fluid Extraction Fcod in- dustry 1． 超临界流体萃取技术概述 超临界流体(Supercritical F1uid)是指处于超过物质 本身的临界温度和临界压力状态的流体。这种状态下 的流体具有与气体相当的高渗透能力和低粘度，叉兼 有与液体相近的密度和对物质优良的溶解能力 超临界流体萃取技术 (Superer~lieal FJuid Extraction 简称SFE)是以超临界状态下的流体作为溶剂，利用设 状态下流体所具有的高渗透能力和高溶解能力苹取分 离混台物的过程。超临界流体的溶解能力随体系参数 (温度和压力)而发生连续性变化，因而通过改变操作 条件 (稍微提高温度或降低压力)便可方便地调节组分 的溶解度和苹取的选择性。 超临界溶剂包括 C 、N 、s 、 ．低髓烃等．而 C 是最常用的超临界萃取介质，这是因为它的临界 温度 (31．1℃)接近室温，临界压力(7 38mPa)较低，苹 取可以在接近室温下进行，对热敏性食品原料、生理活 性物质、酶及蛋白质等无破坏作用，同时又安全、无毒、 无臭，因而广泛应用于食品、医药、化妆品等领域中。 2． 超临界流体萃取技术在食品工业中的应用 随着科学技术的进步，生活水平的改善和检测能 力的提高，人们对新型、先进、天然 高质照的食品要求 越来越高，传统的溶剂萃取法和燕馏法已不能满足要 求；超临界二氧化碳萃取技术现正成为食品工业中一 门新兴的高技术产业广泛用于食品中，现将近十年的 有关报道摘要介绍，如 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf l。(见下页) 除表上的应用外，近年有关学者还进行了超临界 流体技术的新研究： 高压脉冲一超临界萃取 此法应用于萃取植物组 织中的精油，可大大提高萃取速率，这是因为溶剂萃取 植物组织精油的效率本质上取决于萃取溶剂与植物细 胞膜磷脂及细胞脂质体的接触、互溶速率及精油通过 溶剂体系扩散透过细胞壁的传质速率。若有连续的水 相体系的阻隔．溶剂对精油成分的萃取效率极低。而 任何导致膜损伤的因素均能显著地改善精油的萃取效 率。在高压脉冲电场中，这种导通可使膜上蓄积的能 量以瞬问高强度方式释放而击穿细胞膜系统，摧毁各 种亚细胞结构+使细胞膜等崩溃。因此，在细胞中有连 续完整的水分子层时，高压脉冲电场可显著改善萃取 溶剂与脂膜等精油成分的互溶速率及通过胞壁物质的 传质能力，从而提高萃取速率。宁正样等f《食品科学》 1998 1．9～11)研究荔枝种仁精油的提取发现，当荔枝 种子含水量在 6％ ～12％时，其水分主要是以连续的 单分子水膜形式存在，萃取效果极低，利用高压脉冲一 超临界萃取 ，萃取率大大提高。 高压脉冲电场一超临界 C 萃取工艺-旒程 超临界流体革取一生物降解联合处理技术 从固 体中除去有害物质对环境来说是非常重要的．但经济 成本高。传统的分离方法总存在某一方面的缺点：例 如燃烧是一种最常见的处理方法，但它对无害物质一 同处理，浪费能源 超临界流体革取能有效地分离和 富集有害物质，而生物降解利用微生物能有效地分解 有害物，~'laeeler等((Chem Engng Sci．}53：2．189～201) 首先进行了超临界流体辈取一生物降解联合处理系统 除去固相组分中有害成分的研究。Wheeler将饲料中的 酚有害物质用超临界流体苹取分离井富集．然后利用 假单胞杆菌在生物反直器中进行梯度降解，研究表明， 通过研究两者阃的动力学关系，适 当调节压力，便能达 到理想的分离一消除效果，从而成为一种颇具潜力的 固体有害物成分的处理方法。 超临界二氧化碳下的酶法酯交换反应 用超临界 二氧化碳作为酶反应的中间介质是近几年生物工程薪 开拓的领域。SCCO 被加热或压缩至高于其临界点的 状态时，它作为酶反应的中问介质显示出较大的溶解 能力和较高的传递特性，从而大大降低酶反应过程的 传质阻力，提高酶反应速率；反应底物的溶解性对超临 界的操作条件(如温度、压力)特别敏感 ，通过简单改变 操作条件或附彻其它设备就可达到反应产物和底物、 39· 羼 襄 一 一 麒 口 彭 一 一 煮 ～ 维普资讯 http://www.cqvip.com 暑-量 ■食品工程 表1 超临界流体萃取技术的应用 荤取对象 9CF 工艺条件 应用范围及意义 结果与讨论 萃 取 在 3OMPa． 食品、化妆品、保 SCCOz萃取油色泽垒黄连明，无不良气味，油的酸价较高， 玉米胚芽油 CO2 对残渣中蛋白质无有害影响，利于深加工。与溶刑提取和 42 ．粒度0 8nma 蹙药品 压榨法相比 ，工艺简单，操作安全、能耗低、萃取率高。 萃取在35 Mpa，水 面粉厂的副产品 分含量20．5％．分 与溶剂提取和压榨法相比，无需加热蒸馏，油脂不易氧化、 麦胚芽油 CO 2 加I ．富舍 vF和 酸败 ，无溶 残留，工艺简单，产品得率高，质量好。 离在l1MPa，4Sqc， 亚油酸 60~13． 可可脂与 萃 取 ， 40 ． 与己烷萃取法相比，SCCO 萃取工艺简单，操作安全，产品 可可色素 co! 香料工业 30MPa．150rt6n 质量好，低能耗，高萃取率。 萃取在15—25MPa、 蕃茄昔厂副产品 蕃茹虹素 CO2 加I．琦能性无 所得的蕃茄虹素无异味，无溶刑残留，质量好，纯度高，可 达9o％。 20kg／1，1～2h 熊色素 萃 取 在 25NPa． 食品、医药品、化 最椒色素 CO 2 所得产品不台辣素 产品色价高，无残留，操作简便。 50 ． 2一C：~／h 妆 品 萃 取 在 3OMPa， 饮料、冰滇淋、糖 含脂和舍油两种产品的产率取决于第一分高嚣的压力，压 茴香油 CO2 40 ．两个 联分 果、焙烤制品、调味 力升高，舍脂产品产率下降，舍油产品产率增加。与水蒸 汽蒸馏击相比，产率高35％，与正己烷相同。超临界CO 提 级分离器 内制品的加香 取的茴香油更具无然茴香的芳香味。 萃取在10—30MPa， 35 55qc，舟 离在 提取前先粉碎 ， 胡椒精油在低温低压下萃取，胡椒碱在高 胡椒风味成身 CO 2 6～7MPa． 20～ 香井、调味品 温高压下萃取 。 50 ， 细度60～80 目 萃取在10～15MPa． 与一般蒸馏法得到的洋葱油相比，有更好的品质，更好的 洋葱油 CO2 调味、杀茵、医药 色泽和气味，萃取率为80％～9o％ 得率为0．∞％一 35 ．2—6h 0 ．045％．是普通蒸馏击0．01％一0 015qo的3倍。 4785心 ． 35t ， 饮料、啤酒、糖果、 sFE法所提取的甜橙油优于水蒸汽蒸馏法、压榨击。澄清， 甜橙皮精油 CO 2 60~nin 糕点、日用品、香精 下部微有白色固体，香味班郁，具有甜橙香。 副产物分离的目的；另外，SCCO~无毒、不可燃、化学惰 性佳 、易与反应底物分离 、价格便宜等特点，使其在工 业上，尤其在食品与发酵行业上的应用具有广阔的发 展前景。 超临界流体挤压加工技术 现代工艺中挤压的产 品是通过永迅速转化成蒸汽而膨化，传统的直接膨化 产品常常在低湿度、高剪切条件下生产。然而，现代的 挤压技术常令维生素和氨基酸大量损失，且成本高。由 于高压操作共性促成超临界流体与挤压加工相结合 (SCFX)，这种工艺结构是由一个中间规模的超临界流 体加工单元偶合到同步旋转的双螺旋挤压机单元来实 现。S．J．Mulvaney指出 ，ScFx产品比商业产品和蒸汽 膨化产品具有惊人的光滑表面。与实验室制造的蒸汽 膨化产品相比，SCFX产品具有较厚的细胞壁、较小的 细胞，并且是最稠密的。并能实现对细胞结构的精确控 制，产生比现代膨化工艺细胞分布更均匀的谷物气泡。 3． 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf 与展望 超临界二氧化碳萃取技术应用在食品工业领域 中，存在着许多传统提取方法无法相比的优点，但对大 规模的工业化应用还需深人研究，尚需研制高效率的 耐压装置以降低成本，推动超临界流体萃取技术由实 验研究转化为工业化生产。此外 ，SCC02用于酶反应的 介质具有很大优点 ，它能保留生理活性物质，没有溶剂 残留，但有关相平衡、反应动力学、传质阻力方面是未 来研究方向之一。目前，食品高压处理的研究正方兴末 艾，超临界技术应用到食品的高压赴理中，可望提高效 率，降低成本，获得高质量产品。脉冲、静电场、超声波 等与超临界萃取技术的结台可能会带来惊人的效果。 随着我国食品行业对高新技术的日益重视及科技 的不断发展，必将解决目前超临界流体萃取技术存在 的问题，并使其得到更完善的规模化应用。 参考文献{略)回 维普资讯 http://www.cqvip.com