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超临界CO2萃取技术在保健植物油中的应用进展

专题综述

超临界萃取技术在保健植物油中的应用进展

王保金周家华刘永孙福强

(广东工业大学轻工化工学院)

【摘要】简要介绍了超临界萃取技术的基本原理及其特点,重点概述了该萃取技术在我国保健植

物油中的应用。

【关键词】超临界萃取;植物油;保健油

中图分类号:文献标识码:

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年,就发现了超临界流体的独特溶解现象,但还未引起人们的注意。直到年,在西德举行的第一届“超临界流体萃取”国际会议以来,作为一种新型分离技术受到了人们的极大关注,在基础理论研究、工艺、设备装置的设计以及工业化等方面都取得了较大发展。在德国、美国、英国、日本和瑞士等发达国家,超临界萃取技术发展很快,各国纷纷推出各具特色的提取装置,已从实验室走向工业化规模阶段。

我国对超临界流体萃取技术的研究始于世纪年代初。自从年第二届“超临界流体萃取”国际会议以来,我国对超临界流体萃取技术的研究日益活跃,特别是超临界萃取技术的研究更是空前活跃,开辟了一个全新的研究领域,成为多学科交叉的研究热点。国内从年开始就相继召开有关超临界流体萃取技术全国性学术会议,促进了超临界流体萃取技术在我国的快速发展。在北京、广州、大连、呼和浩特、太原、石家庄以及乌鲁木齐等地都有我国自行研制的超临界流体生产装置。但是,我国对超临界流体萃取技术的研究应用起步较晚,与世界发达国家相比,尚有一定差距,特别是在保健植物油中的研究应用还处于起步阶段。

因此,本文综述的超临界萃取技术及其在我国保健植物油中的应用,希望能为我国今后在该领域的研究应用提供一些参考。

超临界萃取技术的基本原理

超临界流体是指处于临界温度与压力(称临界点)以上的具有介于气体和液体之间的气液两重性质,因而具有液体较高的溶解性和气体较高的流动性,比普通液体溶剂传质速率高,并且扩散系数介于液体和气体之间,具有较好的渗透性。

超临界流体对溶质的溶解度取决于其密度,在临界点附近,压力和温度发生微小变化时,密度即发生变化,从而会引起溶解度的变化。因此,将温度或压力适当变化,可使溶解度在倍的范围内变化,因而具有较高的溶解性。通常,超临界流体密度越大,其溶解能力就越大。在恒温下随压力升高,溶质的溶解度增大;在恒压下随温度升高,溶质的溶解度减小。利用这一特性可从物质中萃取某些易溶解的成分,而超临界流体的高扩散性和流动性则有助于所溶解的各成分彼此分离,达到萃取分离的目的,并能加速溶解平衡,提高萃取效率。

超临界萃取技术的特点

超临界萃取技术具有以下特点:

①的超临界温度约为,可在接近室温的环境下进行萃取,不会破坏生物活性物质,并能有效地防止热敏性物质的氧化和逸散,所以特别适用于分离、精制低挥发度和热敏性物质。

②蒸馏和萃取合二为一。可同时完成蒸馏和萃取个过程,尤其适用于分离难分离的物质,如有机混合物、同系物的分离精制等。

③具有良好的选择性。可通过改变温度或压力来改变密度,达到提取分离的目的,操作方便,过程调节灵活。

④超临界流体具有极高的扩散系数和较强的溶解能力,有利于快速萃取和分离。

⑤超临界萃取的产品纯度高。选择适当的压力、温度或夹带剂,可提取高纯度的产品,尤其适用于中草药和功能保健品成分的萃取浓缩。

③溶剂和溶质分离方便。只需通过改变温度和压力就可达到溶质和溶剂的分离,操作简便。

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!节省能源。在超临界流体萃取工艺中,一般没有相变的过程,只涉及显热,且溶剂在循环过程中温差小,易于实现热量回收,从而节省能源。

超临界萃取技术在保健植物油中的应用

超临界萃取技术采用的超临界流体作为萃取剂具有无燃性、无化学反应、无毒、无污染、无致癌性、安全性高、操作工艺简单以及省时等优点。从而在保健植物油中的开发研究中越来越受到众多研究人员的重视。下面介绍超临界萃取技术在几种保健植物油中的应用进展。

小麦胚芽油

小麦胚芽油是从小麦胚芽中提取的一种高营养保健油,它含有大量人体所必需的不饱和脂肪酸(油酸、亚油酸和亚麻油酸),并且维生素的含量更是天然食品之首。因此,小麦胚芽油具有促进末梢血液循环、降低血清胆固醇、改善心肌功能、增强免疫力,延缓人体衰老和防止肿瘤等功效,是一种很好的营养保健油。用超临界萃取技术萃取小麦胚芽油具有出油率高、油质好、维生素含量高、无溶剂残留和无需脱色、脱臭等工序的优点。孙爱东等也进行超临界萃取技术萃取小麦胚芽油的试验研究。讨论了预处理条件(水分含量、粉碎方法、粉碎度)、萃取条件(温度、压力)、分离条件(温度、压力)对小麦胚芽油萃取的影响,得出最佳的工艺条件,即水分含量,萃取压力,萃取温度;分离压力,分离温度,萃取时间

,萃取率达到。王小梅等在用超临界

萃取技术萃取小麦胚芽油试验的基础上,以乙醇为夹带剂进行萃取小麦胚芽油的研究。结果表明,乙醇用量为投料量的(质量分数),小麦胚芽油的得率可进一步提高。张福琪等研究了超临界萃取技术萃取小麦胚芽油的试验,试验得出了最佳的萃取工艺条件:压力为,流量为,时间为,温度为,物料中含水量越低越好,萃取率可达以上。

玉米胚芽油

玉米中的脂肪以上存在于玉米胚芽中,从玉米胚芽中提取的玉米胚芽油是一种多功能的营养保健油,它含有丰富的多不饱和脂肪酸和维生素、"胡萝卜素等营养成分,对生长发育、滋润皮肤、降低血清胆固醇、预防和治疗高血压、心脏病、动脉硬化及糖尿病具有特殊的功能。尹卓容对超临界萃取技术萃取玉米胚芽油的研究表明,采用超临界萃取技术萃取玉米胚芽油有较好的选择性,可以在萃取的同时完成脱酸、脱臭、脱胶和脱色等精炼过程,不需要高温,有利于节能和防止玉米胚芽油的氧化而造成油中营养成分的损失。最佳工艺条件为:压力为,温度为,时间为,玉米胚芽油的回收率为。朱恩俊进行了利用超临界

萃取玉米胚芽油的试验研究,结果表明,降低玉米胚芽的原料的粒度,改变原料的形状,降低原料的自然堆积比重,采用塔板式装料方式等措施,可以明显提高传质效果,大大提高出油率。在和的条件下,得油率可达。高彦祥等进行了超临界萃取技术萃取玉米胚芽油工艺的研究,得出最佳的工艺条件:压力为,温度为,玉米胚芽油得率为。

葡萄子油

葡萄子油是葡萄酿酒或榨汁后的副产物,经提取的葡萄子油含有大量的不饱和脂肪酸和营养保健成分,其中仅亚油酸就达以上,具有降低血中胆固醇、调节脂肪代谢,防止血栓的形成和软化血管的保健功能。葡萄子油传统的提取方法具有出油率低、杂质含量高、不饱和脂肪酸易被氧化分解等缺点。卢长润采用正交试验确定了超临界萃取技术提取葡萄子油的工艺条件,试验表明,萃取压力,萃取温度,萃取时间为最佳工艺条件,提取率。潘太安等用超临界萃取葡萄子油,研究了不同萃取压力、温度、流量、颗粒细度和萃取时间对葡萄子出油及油质的影响。结果表明:在颗粒细度为目,压力为,温度为,流量为下萃取,提取率大于

紫苏子油

紫苏子油中含有丰富的#亚麻酸,具有降血压,降血脂,抑制血小板聚集,减少血栓形成以及抗癌等作用,是一种很好的保健油。因此,对紫苏子油的研究越来越受到重视。隋晓和韩玉谦采用正交试验确定了超临界萃取紫苏子油的最佳工艺条件,即压力,温度,时间,流量为,萃取率可达,#亚麻酸含量为

,比传统的溶剂萃取法有很大的优越性。韩玉谦等研究了超临界流体从紫苏子中提取油品的工艺,研究结果表明:在压力为,温度为,流量为的条件下萃取,萃取率

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可达左右。

番茄子油

番茄子油含有较多的人体必需脂肪酸亚油酸,而且其中天然维生素的浓度很高(),比维生素之王的小麦胚芽油还要高,是一种优质的保健植物油。孙庆杰和丁霄霖采用超临界萃取技术从番茄加工副产品番茄子中提取出番茄子油。并研究了不同的压力、温度、流量和萃取时间对萃取率的影响。当萃取压力为,温度为,流量为,萃取,可将番茄子中的番茄子油萃取出来。

沙棘油

沙棘油是从沙棘植物中提取出的一类天然营养保健物质,它含有丰富的营养成分和对人体非常珍贵的上百种生物活性物质,是一种有效的功能保健油,具有预防血管疾病、肥胖症、老年痴呆症和糖尿病等功效。超临界萃取技术应用于沙棘油提取已取得工业化的成果。武练增等进行了超临界萃取技术萃取沙棘油的研究,在温度为,压力为

的范围内进行试验,取得了较好的实验效果,申请了国家专利,并于年用这一技术在北京成功实现工业化,建成的工业装置,填补了我国超临界萃取技术工业化的空白。内蒙古科迪高技术产业有限公司和广州市轻工研究所共同研制的超临界萃取沙棘油工业化装置,已在呼和浩特市试车成功,年产沙棘油可达。

缬草精油

缬草精油具有安神镇静、驱风解痉、生肌止血等功效和治疗神经衰弱、失眠、克山病和心脏病等病症,是一种价值高、用途广的保健油。杨海燕等用超临界流体从缬草中萃取精油,研究了原料粒度、温度、压力和时间对萃取分离过程的影响,获得了直接从缬草中提取缬草精油的工艺参数。即压力为,温度为,萃取时间为,萃取率可达。

螺旋藻油

螺旋藻油含有丰富的!亚麻酸、亚油酸、维生素和植物醇类,具有增强免疫,抑制肿瘤,防止辐射等功能,被称为“世纪保健食品”。程霜等研究了超临界流体萃取螺旋藻油的工艺,得出了最佳工艺条件,即压力为,温度为,萃取时间为,流量为,在此条件下萃取螺旋藻油的萃取率为。

结束语与展望

随着物质生活水平的改善提高和人们对健康的日益重视,人们越来越崇尚“回归自然”,对保健品需求增多的同时,对保健品的质量要求也越来越高。提高保健品的质量和研究开发高附加值、高档次、高质量的保健品是适应市场经济和人们建康的要求,特别是我国加入后,如何提高我国保健植物油的市场竞争能力和市场占有份额,是一个亟待解决的问题。超临界萃取技术提取的保健产品具有纯净、安全、保持生物活性,不易受热分解、稳定性强、色味纯正及提取率高等优点而成为保健植物油的一种具有相当发展潜力的高新提取分离方法。虽然超临界萃取技术在保健植物油中研究开发在我国还处于起步阶段,但是随着高新技术的发展和人们研究的不断深入,我们相信,超临界萃取技术将推动保健植物油的研究开发向更高层次发展。

参考文献

宋启煌,宋照斌,高红莲超临界流体萃取技术发展新动向〔〕现代化工,,():

刘维平超临界流体萃取热力学及其工艺特点和应用〔〕南方冶金学院学报,,():

董德建,孙艳波小麦胚芽油的研究开发现状与展望〔〕麦类作物,,():

江伟强小麦胚芽油生产工艺及用途〔〕粮油食品科技,,():

孙爱东,尹卓容,蔡同一等超临界萃取技术提取麦胚芽的研究〔〕食品工业科技,,():

王小梅,黄少烈夹带剂乙醇在超临界萃取小麦胚油中的作用〔〕华南理工大学学报(自然科学版),,():

张福琪,宋建国,云霞等超临界萃取小麦胚芽油的研究〔〕大连轻工业学院学报,,():

尹卓容超临界萃取玉米胚芽油〔〕中国油脂,,():

薛松,张侃,陈爱斯等超临界二氧化碳流体萃取玉米胚芽油〔〕现代化工,,():

朱恩俊超临界萃取玉米胚芽油的试验研究〔〕安徽农业科学,,():

高彦祥超临界萃取玉米胚芽油工艺的研究〔〕化学工业与工程,,():

卢长润超临界萃取技术提取葡萄子油的研究〔〕中国食品添加剂,,():

潘太安,彭励,刘郭华等超临界萃取葡萄子油的研究〔〕食品工业科技,,():

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专题综

酶技术及其在食品工业中的应用

张红印郑晓冬席王与芳孙苹

(浙江大学食品科学与营养系)

【摘要】酶技术是一类广泛应用于食品工业的技术。本文介绍了酶技术的发展历程,对食品工业用酶

的来源进行了简要概述。详细总结了酶技术在食品工

业中的应用。

【关键词】酶技术;食品工业;来源;应用

中图分类号:文献标识码:

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酶是活细胞产生的具有催化功能的生物催化剂,它参与生物体内一切生物化学反应过程。年,人们从麦芽汁中首次发现了“糖化酶”,如今已经证实糖化酶是多种淀粉水解酶的混合物,主要成分为!淀粉酶。世纪后半叶相继从动物胃液中发现了与蛋白水解有关的胃蛋白酶、与蘑菇颜色变化有关的多酚氧化酶以及酵母中能改变蔗糖消旋的蔗糖酶。近年来,酶科学得到了飞速地发展,目前人类发现的酶已超过种。酶技术是酶科学在生产实践中的应用,是生物技术的一个重要组成部分。酶技术是指在一定的生物反应器内,利用酶的催化作用,进行物质转化的技术。其应用范围已遍及工业、医药、农业、化学分析、环境保护、能源开发和生命科学理论研究等各个方面。与此同时,酶工程产业也在快速发展。年全世界工业酶制剂销售额高达亿美元,预计到年,销售额将达到亿美元。自古以来,酶和食品就有着天然的联系,人们在生产各种食品时,有意无意就利用酶。近年来随着酶技术的发展,酶技术在食品工业中得到了广泛地应用。

食品工业用酶的来源

食品工业用酶的选择必须考虑几个原则,这些原则包括安全性、法规容许、成本、来源稳定性、纯度、专一性、催化某反应的能力以及在加工过程中保持稳定等。食品工业中应用的酶制剂主要为水解酶。食品工业用酶的来源包括动物、植物和微生物。

来源于动物的酶

来源于动物的酶主要从动物的胃粘膜、胰脏和肝脏中提取得到。例如从动物的胃中可以提取胃蛋白酶和凝乳酶,从胰脏中可以提取胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶等。

来源于植物的酶

能够提供食品工业用酶的植物的品种较多,包括大麦芽、菠萝、木瓜、无花果和大豆粉等。例如从大麦芽中提取的"淀粉酶和!淀粉酶,可以用在淀粉工业中;从菠萝茎、木瓜汁和无花果汁中提取的菠萝蛋白酶、木瓜蛋白酶及无花果蛋白酶可以用来生产蛋白水解物,用于防止啤酒冷沉淀和肉类嫩化等。

来源于微生物的酶

应用于食品工业中的酶制剂来源虽然较多,但以微生物来源的酶制剂种类最多、数量大、价格低、制备易且用途广。据统计目前从微生物中至少已发现多种不同的酶类,其中绝大部分用于食品工业。例如用于酱油和面包制造中的曲霉蛋白酶,用于酿造

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和焙烤业的中性蛋白酶等。

隋晓,韩玉谦紫苏子油超临界萃取最佳工艺条件的研究〔〕青岛大学学报,,():

韩玉谦,隋晓,李娟等超临界流体萃取紫苏子油的研究〔〕中国食品添加剂,,():

孙庆杰,丁霄霖超临界流体萃取番茄子油的研究〔〕中国油脂,,():

吴卫泽,侯玉翠,武练增超临界流体与日用化学工业〔〕日用化学工业,,():

吕红超临界流体萃取技术及其应用〔〕兰化科技,,():

杨海燕,王群,金伟超临界流体萃取缬草精油的研究〔〕新疆农业大学学报,,():

程霜,崔庆新,刘敏螺旋藻油的超临界提取及分析〔〕食品工业科技,,():

收稿日期:

作者简介:王保金(),男,安徽淮南人,广东工业大学轻工化工学院应用化学研究生,研究方向为食品添加剂。通讯地址:()广东省广州市东风路号

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超临界CO2萃取技术在保健植物油中的应用进展

作者:王保金, 周家华, 刘永, 孙福强

作者单位:广东工业大学轻工化工学院

刊名:

粮油加工与食品机械

英文刊名:MACHINERY FOR CEREALS OIL AND FOOD PROCESSING

年,卷(期):2002(6)

被引用次数:13次

参考文献(20条)

1.程霜;崔庆新;刘敏螺旋藻油的超临界提取及GC/MS分析[期刊论文]-食品工业科技 2001(05)

2.薛松;张侃;陈爱斯超临界二氧化碳流体萃取玉米胚芽油 1997(09)

3.尹卓容超临界CO2萃取玉米胚芽油 1996(05)

4.张福琪;宋建国;云霞超临界CO2萃取小麦胚芽油的研究[期刊论文]-大连轻工业学院学报 1997(01)

5.王小梅;黄少烈冷冻干燥瓶装物料的二维模型研究[期刊论文]-华南理工大学学报(自然科学版) 2001(09)

6.孙爱东;尹卓容;蔡同一CO2超临界萃取技术提取麦胚芽油的研究[期刊论文]-食品工业科技 1997(05)

7.江伟强小麦胚芽油生产工艺及用途 1998(02)

8.董德建;孙艳波小麦胚芽油的研究开发现状与展望 1999(06)

9.杨海燕;王群;金伟超临界CO2流体萃取缬草精油的研究[期刊论文]-新疆农业大学学报 1998(01)

10.吕红超临界流体萃取技术及其应用 1998(04)

11.吴卫泽;侯玉翠;武练增超临界流体与日用化学工业 1998(02)

12.孙庆杰;丁霄霖超临界流体萃取番茄子油的研究 1998(03)

13.韩玉谦;隋晓;李娟超临界CO2流体萃取紫苏子油的研究 1996(04)

14.隋晓;韩玉谦紫苏子油超临界萃取最佳工艺条件的研究 1999(03)

15.潘太安;彭励;刘郭华超临界CO2萃取葡萄籽油的研究[期刊论文]-食品工业科技 2001(04)

16.卢长润超临界CO2萃取技术提取葡萄子油的研究 1999(01)

17.高彦祥超临界CO2萃取玉米胚芽油工艺的研究 1997(03)

18.朱恩俊超临界CO2萃取玉米胚芽油的试验研究 1998(01)

19.刘维平超临界流体萃取热力学及其工艺特点和应用[期刊论文]-南方冶金学院学报 1999(04)

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2.李治章.佘光前.蒋海明.张卫军.冯章明.聂晖超临界CO2萃取茶油及其在化妆品中的应用[期刊论文]-日用化学工业2007(2)

3.马玉花.赵忠.李科友.马希汉.郭婵娟.史清华.朱海兰超临界CO2流体萃取杏仁油工艺研究[期刊论文]-农业工程学报2007(4)

4.彭国荣超临界CO<,2>洗脱树脂过程及传质机理研究[学位论文]硕士 2007

5.王仁才.欧阳建文.成智涛.王辉宪.熊兴耀超临界流体萃取技术在果实功效成分提取中的应用[期刊论文]-湖南农业大学学报(自然科学版) 2006(2)

6.曾虹燕.冯波葵花子油不同提取工艺的比较[期刊论文]-中国油料作物学报 2005(3)

7.张翔固体溶质在超临界CO<,2>中的溶解度模型改进[学位论文]硕士 2005

8.孟莺水杨酸在超临界二氧化碳中溶剂强度与溶解度的关系[学位论文]硕士 2005

9.曾虹燕.冯波均匀设计法优选芝麻油提取新工艺[期刊论文]-天然产物研究与开发 2004(6)

10.杨潞芳.郝利平植物蛋白和植物油脂分离技术进展[期刊论文]-食品研究与开发 2003(3)

11.何钢.谢涛.谢碧霞超临界CO2萃取测定食品中总脂肪的研究[期刊论文]-经济林研究 2003(3)

12.邵弘超临界三氧化碳萃取技术在大豆及其它食品加重中的应用[期刊论文]-大豆通报 2003(2)

13.孔秀芹螺旋藻中γ-亚麻酸甲酯的分离纯化及其调节脂质代谢、保护内皮细胞的功效研究[学位论文]硕士 2003本文链接:https://www.doczj.com/doc/c611711931.html,/Periodical_lyjgyspjx200206019.aspx

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