超临界流体萃取技术及其在食品中的应用
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超临界流体萃取技术及其在食品领域中的应用学生姓名:王凯学号:指导教师:杨宏志专业:食品科学与工程中国·大庆2013年12月超临界流体萃取技术及其在食品领域中的应用摘要:临界流体的特性,超临界流体萃取的基本原理、萃取上艺,尤其是超临界流体CO2 萃取技术在食品上业中的应用进行了综述。
关键词:超临界流体萃取;食品上业;应用超临界流体萃取 (Supercritical Fluid Extraction, SFE)是一种新的分离技术。
Hannay 在1897 年就发现了超临界流体(Supercritical fluid,SCF)的独特溶解现象。
20 世纪50 年代,美国Todd 从理论上提出将超临界流体用于萃取分离的可能性,但直到 20 世纪 70 年代才引起人们的普遍重视。
1978 年联邦德国建成了第一个利用超临界流体萃取技术从咖啡豆脱除咖啡因的工厂。
近年来,超临界流体萃取技术在美国、德国、日本等发达国家发展极为迅速,其应用领域有食品、医药、化妆品、化工等领域,特别是在食品工业中的应用发展尤为迅速,由于其选择性强,特别适用于热敏性、易氧化物质的提取和分离,因此,为天然食品原料的开发和应用开辟了广阔的前景。
1 超临界流体(SCF)的定义和性质任何一种物质都存在气相、液相、固相三种相态,三相成平衡状态共存的点叫三相点。
液、气两相成平衡状态的点叫临界点。
不同的物质其临界点所要求的压力和温度各不相同。
SCF 是指热力学状态处于临界点(Pc 临界压力,Tc 临界温度)之上的流体。
此时流体处于气态与液态之间的一种特殊状态,气液两相性质非常相近,以至无法分别,具有十分独特的物理化学性质。
SCF 的粘度虽高于气体但明显低于液体,密度接近于液体,扩散系数介于气体和液体之间,是液体的10~100 倍,兼有气体和液体的优点,既像气体一样容易扩散,又像液体一样有很强的溶解能力。
因而SCF 具有高扩散性和高溶解性。
湖南农业大学研究生课程论文学院:食品科技学院年级专业:07级营养与食品卫生学姓名:邓婷婷学号:s200700293 课程论文题目:超临界CO2流体萃取技术及其应用概述课程名称:现代食品分析技术评阅成绩:评阅意见:成绩评定教师签名:日期:年月日超临界CO2流体萃取技术及其应用概述学生:邓婷婷(07级食品科技学院营养与食品卫生专业,学号s200700293)摘要:本文介绍了超临界CO2流体萃取技术的萃取原理、特点、基本流程及其影响萃取的因素,对此技术在食品、医药、农药残留分析、化工等方面的应用进行了简要概述,并展望了今后的发展。
关键词:超临界CO2流体萃取技术原理特点流程影响因素应用超临界流体萃取(supercritical fluid extraction)简称SCFE,是利用超临界状态的流体具有强溶解能力而对物质进行提取分类的技术。
1897年,Hannay和Hogarth发现了超临界乙醇异乎寻常的溶解特性[1]。
近20年来,超临界流体萃取技术开始应用于工业实践并引起广泛关注,现已应用于食品、医药、化工、石油、和香料等领域。
1 超临界CO2流体萃取基本原理超临界流体是物质处于其临界点(Tc、Pc)以上状态时所呈现出的一种高压、高密度,具有气液两重性的液体。
超临界CO2萃取技术就是以超临界状态的CO2流体为溶剂,利用超临界CO2在临界点附近所具有的高渗透性、高扩散性和高溶解能力,对萃取物中的目标组分进行提取分离,从而达到分离精制的目的[2]。
超临界CO2流体对溶质的溶解度取决于其密度,当在临界点附近,压力和温度发生微小的变化时,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100-1000倍的范围内变化,因而具有较高的溶解性[2]。
一般情况下,超临界CO2流体的密度越大,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。
超临界流体萃取技术及其在食品工业中的应用一、本文概述《超临界流体萃取技术及其在食品工业中的应用》这篇文章旨在深入探讨超临界流体萃取(SFE)技术的原理、特点及其在食品工业中的广泛应用。
超临界流体萃取作为一种新兴的分离技术,其独特的萃取效率和环保特性使其在食品加工、提取和纯化等领域具有广阔的应用前景。
本文将首先概述超临界流体萃取技术的基本原理和优势,然后详细介绍其在食品工业中的具体应用案例,包括天然产物的提取、油脂的精炼、食品中农药残留的去除等。
通过本文的阐述,旨在为读者提供一个全面、深入的了解超临界流体萃取技术的平台,并为其在食品工业中的进一步应用提供参考和指导。
二、超临界流体萃取技术原理超临界流体萃取(Supercritical Fluid Extraction,简称SFE)是一种基于物质在超临界状态下具有特殊溶解能力的分离技术。
其技术原理主要是利用超临界流体(如二氧化碳、乙醇等)的物理化学性质,在特定的温度和压力下,使流体兼具气体和液体的双重特性,从而实现对目标物质的高效、选择性萃取。
在超临界状态下,流体的密度、扩散系数和溶解度等参数均会发生显著变化,这些变化使得超临界流体具有优异的渗透能力和溶解能力。
通过调整温度和压力,可以控制超临界流体的溶解度和选择性,从而实现对目标物质的高效萃取。
在食品工业中,超临界流体萃取技术主要用于提取食品中的天然成分,如色素、香气成分、油脂等。
与传统的提取方法相比,超临界流体萃取具有操作温度低、提取时间短、提取效率高、溶剂用量少、提取物纯度高等优点。
由于超临界流体萃取过程中无需使用有机溶剂,因此可以避免溶剂残留对食品质量和安全性的影响。
超临界流体萃取技术的核心设备是超临界萃取装置,其主要包括高压釜、压缩机、分离器、热交换器等部分。
在萃取过程中,首先将超临界流体通过压缩机增压至所需压力,然后通过热交换器加热至所需温度,形成超临界流体。
接着,将超临界流体与待提取的物料接触,利用超临界流体的溶解能力将目标物质萃取出来。
超临界流体萃取技术及其应用摘要:超临界流体萃取作为一种新型分离技术,越来越受到各行业关注和重视,并已广泛应用于医药、食品、化妆品及香料工业等领域。
本文对超临界流体萃取技术进行了评述,主要从超临界流体萃取技术原理、工业应用及其强化过程等几个方面。
介绍了国内外关于超临界流体分离技术最新研究动态,最后针对超临界萃取技术应用现状,探讨了其目前存在问题及应用前景。
关键词:超临界流体萃取;工业应用;应用前景Abstract: As a new separation technology, supercritical fluid extraction has get more and more attention from all walks of life, and it has been widely used in pharmaceutical, food, cosmetics, perfume industry and other fields. This article reviewed present application and research status of supercritical fluid extraction technology both at home and abroad, mainly in industrial applications of supercritical carbon dioxide extraction technology and strengthening processes. The latest studies on supercritical fluid extraction technology were introduced. Finally based on Chinese present situations of the technology, the existing problems and application prospects were discussed.Key words: Supercritical fluid extraction;Industrial application;Application prospect超临界流体( Supercritical Fluid 即SCF ) 即指是物体处于其临界温度和临界压力以上状态时,向该状态气体加压,气体不会液化,只是密度增大,具有类似液体性质。
超临界流体萃取技术在食品中的应用研究随着人们对健康和品质生活的追求不断提高,食品产业也在不断追求创新和提升产品品质。
超临界流体萃取技术是一种新型的生物化学分离提纯技术,它在萃取、分离和提纯方面具有很大的优势。
因此,越来越多的人开始探索超临界流体萃取技术在食品中的应用研究。
一、超临界流体概述超临界流体简单来说就是介于气态和液态之间的物质,当压力和温度达到一定的程度时,物质的状态会发生改变,从液态和气态的物质融合到一起,成为超临界流体。
此时的超临界流体具有灵活的物化性质,可以完成分离、提纯等化学作用,而且在作用过程中消耗的能量非常少,这使得超临界流体成为一种非常值得探索的化学工艺。
二、超临界流体萃取技术与应用超临界流体萃取技术已经广泛用于化学、药物、医学、环境等领域中,也已逐渐应用于食品中的提取和分离工艺。
因为超临界流体具有很好的渗透性和可控性,可以很方便的实现食品成分的分离并从中提取目标物质。
1、萃取超临界流体萃取技术在萃取和分离方面已经有了非常明显的优势。
例如生产咖啡时,超临界流体可以快速、方便地从咖啡豆中分离和提取出有机酸、咖啡因和醇等成分。
而且,从咖啡豆中提取出的这些成分不仅口感更好,而且更健康。
2、提纯超临界流体萃取技术还可以用于制作天然色素,这也是食品工业应用较多的一种方法。
超临界流体可将植物中的色素和其他成分分离开来,然后通过温度和压力调节,分离的物质可以得到进一步的提纯。
通过这种方法,提取出的色素能够用于食品中的着色和调味。
三、超临界流体萃取技术在食品中的使用现在,越来越多的食品加工业开始利用超临界流体加工技术。
其中,最常见的应用是在食品保护、提味、调色、提高营养成分、改善口感等方面。
例如,超临界流体萃取技术可以用于获得香菇的多糖成分,可以用于获得柿子椒的色素成分,也可以用于获得橘子香精成分。
总之,超临界流体萃取技术在食品加工方面具有非常广泛的应用前景。
随着人们对食品品质和健康的追求,超临界流体萃取技术将会越来越受到关注和应用。
超临界流体萃取技术在食品中的应用随着人们对食品安全和品质的需求不断提高,开展研究和应用新的食品加工技术变得越来越重要。
超临界流体萃取(Supercritical Fluid Extraction,SFE)作为一种新型的分离技术,具有很高的效率和选择性,被广泛应用于食品领域。
超临界流体是指在临界点以及临界点以上的温度和压力下,流体无法通过常规方法压缩成液体或气体。
以二氧化碳为例,当温度高于31.1摄氏度且压力大于73.8大气压时,二氧化碳变为超临界流体。
超临界二氧化碳具有较低的粘度和较高的扩散系数,从而提供了较大的质量传输速率和较高的溶剂能力,适用于食品中活性成分的快速萃取。
超临界流体萃取技术的应用范围很广,可以用于提取植物中的天然色素、香料、抗氧化剂等活性成分,也可以用于提取海产品中的脂肪酸、虾青素等有益物质。
此外,超临界流体萃取还可以去除食品中的杂质和残留溶剂。
这种技术无需使用有机溶剂,避免了传统溶剂残留的问题,有利于保证食品的安全性。
在食品领域中,超临界流体萃取技术已经成功应用于咖啡、茶叶、香料、植物精油等产品的生产过程中。
以咖啡为例,传统的浸泡和煮沸方法无法在咖啡中有效提取出咖啡因等有机酸类物质。
而超临界流体萃取技术利用二氧化碳作为溶剂,可以在较短的时间内,高效地从咖啡中提取出咖啡因等成分,同时保持了咖啡的风味和品质。
此外,超临界流体萃取技术还可以应用于食品中的浸出、净化和分离等过程中。
例如,在橙子的萃取过程中,采用超临界二氧化碳作为溶剂,不仅可以高效地提取出橙子中的香料,还可以去除其中的污染物质和杂质。
在鱼油的制备中,超临界流体萃取技术可以实现鱼油的高效提取,并去除其中的脂肪酸和重金属等有害物质,从而提高鱼油的品质和纯度。
除了提取和净化,超临界流体萃取技术还可以用于催化反应、纳米材料制备和杂质检测等方面。
通过在超临界流体中加入催化剂,可以加快化学反应的速率,并提高反应的选择性。
因此,超临界流体对于合成新型食品添加剂、开发新工艺以及改善传统加工方法具有很大的潜力。
超临界流体萃取技术在食品安全检测中的应用研究新进展作者:马腾达王慧玲周凤霞姜佳君张弛来源:《吉林农业》2017年第09期摘要:超临界萃取技术是最近几年新兴的一种兼具萃取和分离功效的绿色、安全,并且无污染的萃取分离技术。
随着食品安全问题日益备受重视,样品的前处理技术特别是提取和分离技术得到了更广泛的研究。
本文归纳总结了最近几年超临界萃取技术在食品安全检测中的应用进展和存在的问题,并介绍了在食品检测方面超临界萃取技术的溶剂选择以及萃取条件的优化。
对食品检测方面超临界萃取技术进行了展望。
关键词:超临界萃取;食品安全;应用中图分类号:TS213.4 文献标识码: A DOI编号: 10.14025/ki.jlny.2017.17.030超临界流体萃取技术(SFE)用的是超临界流体作为主要的萃取剂,从液态或者固态样品萃取了特定成分,以达到分离的一种新型提取和分离技术。
超临界流体萃取具有它独到的优势,例如易于分离、安全无污染、操作简便能够完好的保护样品的完整性等。
所以,SFE在食品安全检测领域具有十分广阔的应用前景[1]。
1超临界流体萃取技术(SFE)在食品检测中的应用研究新进展1.1 SFE技术在食品检测中的应用研究新进展SFE技术常用在食品检测中的样品提取和分离,廖彭莹采用超临界CO2流体萃取法提取钩藤的化学成分,应用气相色谱——质谱联用技术(GC-MS)对其分析鉴定,共确定了65个化学成分的结构,已鉴定成分相对含量之和占萃取物总量的 57.34%,超临界CO2流体萃取方法采用的是超临界的CO2为萃取剂,有提取速度快、高效、无污染、热敏性好等优势。
利用SFE提取样品温度低,可保护热敏物质不会受到破坏,提取样品的极性更宽,包括挥发性和一些不挥发性样品 [2]。
黄贵凤等以超临界CO2流体萃取结合全二维气相色谱——飞行时间质谱分析,提取和鉴定滁菊精油的化学成分。
采用正交试验设计考察SFE的提取效率。
具体条件有:萃取过程的压力、萃取的温度、夹带剂的添加量、CO2流量和萃取的时间等因素。
超临界流体萃取技术在食品中的应用研究更好的食品品质和安全是当代人们对食品行业的追求。
为了满足市场需求,食品工业正不断寻找新的技术和方法来改善食品的生产过程。
超临界流体萃取技术(SFE)作为一种新兴的食品加工技术,具有多种优势,并在食品行业中得到了广泛的应用和研究。
超临界流体萃取技术是利用超临界流体作为提取剂,通过调控温度和压力,从植物、动物或微生物中分离和提取特定的目标成分。
相比传统的溶剂提取技术,SFE具有以下几个显著的特点:首先,超临界流体是一种具有较高溶解能力和较低粘度的溶剂。
它可以提高提取效率,减少溶剂用量,并且不会在提取物中留下有害残留物。
这使得超临界流体萃取技术在食品行业中更加安全和可靠。
其次,超临界流体的物理性质可以通过调整压力和温度来进行调控。
提取物的选择性也可以通过改变超临界流体的性质来实现。
这使得超临界流体萃取技术可以满足不同食品中特定成分的提取需求,并且可以避免传统提取方法中可能引入的有害物质。
最重要的是,超临界流体萃取技术可以实现低温高效的提取过程。
相比传统的热处理方法,SFE可以保留食品中的营养成分和天然香味。
这对于食品加工行业来说是一个巨大的优势,因为这意味着更好的食品质量和更高的营养价值。
超临界流体萃取技术在食品行业中的应用非常广泛。
例如,它被用于提取咖啡豆中的咖啡因。
传统的溶剂提取方法可能会给咖啡豆带来残留溶剂的问题,而超临界流体萃取可以高效、安全地提取咖啡因,同时保留咖啡的风味和香气。
此外,超临界流体萃取技术还被应用于提取植物油中的不饱和脂肪酸。
传统的热压法提取会使得油脂氧化,而超临界流体萃取技术可以在较低的温度下提取植物油,同时保持其营养成分和风味。
另外一个有趣的应用是利用超临界流体萃取技术从海洋生物中提取多种活性成分,如海藻中的多糖和螺旋藻中的叶绿素。
这些提取物在保健品和医药领域有着广泛的应用前景。
当然,超临界流体萃取技术还有很多其他的应用,如提取香料、提取色素等。
超临界流体萃取技术的应用天然色素应用技术推广实验室aingw@超临界流体萃取技术是七十年代末才兴起的一种新型生物分离精制技术.近年来发展迅速,特别是1978年在西德埃森举行全世界第一次“超临界气体萃取”的专题讨论会以来,被广泛应用于化学、石油、食品、医药、保健品等领域,受到世界各国的普遍重视,在我国已被列为九五期间国家重点开发的高科技项目。
下面就超临界流体萃取技术的应用情况作一简单介绍。
(1). 在食品方面的应用传统的食用油提取方法是乙烷萃取法,但此法生产的食用油所含溶剂的量难以满足食品管理法的规定,美国采用超临界二氧化碳萃取法(SCFE)提取豆油获得成功,产品质量大幅度提高,且无污染问题。
目前,已经可以用超临界二氧化碳从葵花籽、红花籽、花生、小麦胚芽、棕榈、可可豆中提取油脂,且提出的油脂中含中性脂质,磷含量低,着色度低,无臭味。
这种方法比传统的压榨法的回收率高,而且不存在溶剂法的溶剂分离问题。
专家们认为这种方法可以使油脂提取工艺发生革命性的改进。
咖啡中含有的咖啡因,多饮对人体有害,因此必须从咖啡中除去。
工业上传统的方法是用二氯乙烷来提取,但二氯乙烷不仅提取咖啡因,也提取掉咖啡中的芳香物质,而且残存的二氯乙烷不易除净,影响咖啡质量。
西德Max-plank煤炭研究所的Zesst博士开发的从咖啡豆中用超临界二氧化碳萃取咖啡因的专题技术,现已由西德的Hag公司实现了工业化生产,并被世界各国普遍采用。
这一技术的最大优点是取代了原来在产品中仍残留对人体有害的微量卤代烃溶剂,咖啡因的含量可从原来的1%左右降低至0.02%,而且CO2的良好的选择性可以保留咖啡中的芳香物质。
美国ADL公司最近开发了一个用SCFE技术提取酒精的方法,还开发了从油腻的快餐食品中除去过多的油脂,而不失其原有色香味及保有其外观和内部组织结构的技术,且已申请专利。
(2-1). 在医药保健品方面的应用西德Saarland大学的Stahl教授对许多药用植物采用SCFE法对其有效成分(如各种生物碱,芳香性及油性组分)实现了满意的分离。
天然香辛料高效提取及品质提升关键技术创新与应用随着人们口味需求的不断提升,天然香辛料作为一种天然食品添加剂,越来越受到广大消费者的喜爱。
然而,天然香辛料的提取过程相对较为复杂,同时也存在着品质上的问题。
为此,针对这些问题,人们在技术创新方面不断探索,旨在提高天然香辛料的高效提取和品质水平。
一、关键技术创新1.超临界流体萃取技术超临界流体萃取技术是利用超临界流体与原料之间的相互作用,对天然香辛料进行提取和分离的一种技术。
由于其具有环保、高效、无毒、能保留物质活性等优点,被广泛应用于天然香料的提取。
超临界流体萃取技术的主要原理是利用高压和高温下,将CO2等超临界流体作为提取剂,使得天然香辛料的挥发性成分被快速提取出来。
该技术既可以用于提取天然香辛料的挥发性成分,也可以用于提取其不挥发的成分。
2.微波辅助提取技术微波辅助提取技术是将微波辐射与香料样品相互作用,加速香料成分的迁移和分布,从而使提取过程更加高效,缩短提取时间。
这种技术与传统提取技术相比,具有操作简单、节能高效、提取速度快、提取率高等特点。
3.超声波提取技术超声波提取技术是利用超声波的机械作用和热效应,对天然香料进行提取的一种新型技术。
超声波提取技术具有操作简便,处理速度快,提取效率高等优点,在精细化香料提取过程中具有较好的应用前景。
二、品质提升关键技术1. 杂质去除技术杂质会严重影响香料的品质和口感,因此需要利用一些科学技术去除不利成分。
例如,透析法、分子筛法等技术可以对天然香辛料中的杂质进行有效去除,从而提高香料的品质。
2.提高香料活性成分的含量天然香辛料中往往含有多种活性成分,如黄酮类、酚酸类、生物碱等。
提高香料活性成分含量是在天然香辛料的提取过程中非常重要的一项工作。
采用电子束辐照育种、基因工程等技术,可以有效地提高香料中目标成分的含量,从而提高其品质。
3.控制提取过程中温度和时间提取过程中温度和时间的控制对香料品质影响很大。
过高的温度和时间会破坏香料活性成分,导致香料品质下降。
超临界流体萃取技术及其应用简介一、本文概述《超临界流体萃取技术及其应用简介》一文旨在全面介绍超临界流体萃取(Supercritical Fluid Extraction,简称SFE)这一先进的分离和提取技术,以及其在各个领域的广泛应用。
本文将概述超临界流体萃取技术的基本原理、特点、优势以及在实际应用中的成功案例,从而揭示这一技术在现代科学和工业中的重要地位。
超临界流体萃取技术利用超临界流体(如二氧化碳)的特殊性质,通过调整压力和温度实现对目标组分的有效提取。
与传统的提取方法相比,超临界流体萃取具有操作简便、提取效率高、溶剂残留低、环境友好等诸多优点,因此受到广泛关注。
本文将从理论基础入手,详细阐述超临界流体萃取技术的原理及其在不同领域的应用。
通过案例分析,我们将展示这一技术在医药、食品、化工、环保等领域取得的显著成果,以及其对现代工业发展的推动作用。
我们将对超临界流体萃取技术的发展前景进行展望,以期为读者提供全面的技术信息和应用参考。
二、超临界流体萃取技术的基本原理超临界流体萃取(Supercritical Fluid Extraction,简称SFE)是一种先进的提取分离技术,其基本原理是利用超临界状态下的流体作为萃取剂,从目标物质中分离出所需组分。
超临界流体指的是在温度和压力超过其临界值后,流体既非液体也非气体的状态,具有介于液体和气体之间的独特物理性质,如密度、溶解度和扩散系数等。
在超临界状态下,流体对许多物质表现出很强的溶解能力,这主要得益于其特殊的物理性质。
通过调整温度和压力,可以控制超临界流体的溶解能力和选择性,从而实现对目标组分的有效提取。
常用的超临界流体包括二氧化碳(CO₂)、乙烯、氨等,其中二氧化碳因其无毒、无臭、化学性质稳定且易获取等优点,被广泛应用于超临界流体萃取中。
在超临界流体萃取过程中,目标物质与超临界流体接触后,其中的目标组分因溶解度差异而被选择性溶解在超临界流体中。
超临界流体萃取技术及其在食品工业中的应用摘要:超临界流体萃取技术作为一种环境友好、高效新型的分离技术,因其分离效率高、能耗低等诸多优点而受到人们越来越多的关注.本文对超临界萃取技术的基本原理及特点作了简要介绍,并对超临界流体萃取技术在天然香料、天然色素的提取、油脂的提取分离、食品中有害成分的分离等方面的应用进行了综述. 关键词:超临界萃取;食品工业;应用Supercritical Fluid Extraction Technology and its Application inFood IndustryAbstract: Supercritical fluid extraction (SFE)technology as a clean, efficient separation method,it has attract attention of more and more people because of its feature that the advantages of higher separation efficiency and lower energy consumption. The basic principle,features and impact factors of Supercritical fluid extraction technology were briefly described in this article. And the applications of SFE in natural spices and pigment,oil extraction and separation, separation of the harmful ingredients in food were also introduced。
Keywords: Supercritical fluid extraction technology;Food industry;Application超临界萃取技术(SCFE,Supercritical Fluid Extraction),是利用超临界流体的特殊性进行萃取的一种新型高效分离技术,于20世纪70年代开始成功应用于工业中,在食品加工业、精细化工业、医药工业、环境领域等,超临界萃取技术作为一种独特、高效、清洁的新型萃取手段,已显示出良好的应用前景,成为替代传统化学萃取方法的首选。
超临界流体萃取技术在食品领域中的应用超临界流体萃取技术(Supercritical Fluid Extraction,简称SFE)是一种高效、环保、节能的物理萃取技术,已经广泛应用于化学、生物、制药等领域。
近年来,其在食品领域中的应用也越来越受到关注。
本文将探讨超临界流体萃取技术在食品领域中的应用及其优势。
一、超临界流体萃取技术简介超临界流体是介于气体和液体之间的物质状态,具有非常特殊的物理和化学性质,例如导热性良好、扩散速度快、渗透性强、析出速度快等。
当压力和温度都在其临界点以上时,液体和气体的界限消失,分子变得高度活跃,这种状态下的流体就是超临界流体。
超临界流体的物理特性使其成为一种优良的萃取溶剂。
超临界流体萃取技术是利用超临界流体作为溶剂,将目标化合物从固体、液体或气体混合物中分离出来的过程。
其涉及一系列的步骤,包括样品清洁、研磨、装样、超临界萃取、分离收集等。
与传统方法相比,超临界流体萃取技术具有高效、环保、节能等优点。
二、超临界流体萃取技术在食品领域中的应用超临界流体萃取技术在食品领域中的应用是多方面的,例如:1. 食品中色素、香料等化合物的提取超临界流体萃取技术可以用于提取食品中的色素、香料等化合物。
这些化合物是食品工业中必不可少的成分,但大多数传统提取方法会造成环境污染、化学药品残留、毒性物质残留等问题。
超临界流体萃取技术可以提取出高纯度、低残留、绿色环保的色素、香料等化合物。
2. 食品中花青素的提取花青素是一类常见的天然色素,广泛存在于紫色、蓝色或红色的植物中。
由于其具有良好的食品保护性能和药用价值,因此在食品工业中应用非常广泛。
超临界流体萃取技术可以将花青素从植物中提取出来,并用于食品加工中。
3. 食品中活性成分的提取超临界流体萃取技术可以用于提取食品中的活性成分。
例如,茶叶中的儿茶素、生姜中的姜黄素、白芍中的酚酸类等。
这些活性成分具有许多保健作用,超临界流体萃取技术可以提取出高品质的活性成分,用于药、保健品等领域。
超临界流体技术在食品工业中的应用超临界流体技术是一种新兴的工艺,目前在食品工业中的应用越来越广泛。
它主要利用超临界流体的特性,将固体或液体物质转变成具有超高性能的流体状态,以实现高效、环保及经济的工艺目的。
下文将从超临界流体技术的背景、原理和应用三个方面进行阐述。
背景超临界流体技术最早应用于石油、化工以及材料科学领域,后来逐渐发展到了药物制剂、高分子材料、环境保护等领域。
随着人们对食品品质、生产效率和环境污染的关注度不断提高,超临界流体技术在食品工业中的应用也逐渐被人们所重视。
原理超临界流体是介于气体和液体之间的一种物质状态。
当温度和压力超过一定阈值时,物质的临界点就会被突破,形成超临界流体。
这种流体的物理性质非常特殊,具有极高的溶解性、低的粘度以及高的扩散性。
在食品加工中,超临界流体可以用来替代常规的有机溶剂,以提高生产效率、减少能耗和环境污染等方面带来的好处。
应用1. 超临界流体抽提技术在萃取、分离、浓缩等工序中,常规有机溶剂(如乙醇、甲醇、丙酮等)的使用成本较高,而且有机溶剂的萃取效率和纯度较低。
超临界流体抽提技术能够用超临界二氧化碳作为溶剂,有效地提高了萃取效率、纯度和勾兑度。
同时,超临界流体抽提技术也可以避免对萃取物的破坏,从而保证了其活性成分的完整性和生物活性。
2. 超临界流体沉淀技术超临界流体沉淀技术是利用超临界流体单相或二相的物理可控性,在需要分离的物质中引入另一种物质,从而实现选择性沉淀和分离的过程。
它常用于食品中糖类的分离和纯化,可以提高产物的纯度、成品率和漂洗效率。
3. 超临界流体冷冻干燥技术超临界流体冷冻干燥技术是一种新兴的食品干燥工艺,它利用超临界流体将食品冷冻,然后利用超临界流体的可控性将冷冻食品中的水分直接转移到超临界流体中,最终实现快速干燥和质量保证。
这种干燥技术可以完整地保留食品的活性成分和营养成分,因此被广泛应用于食品中高附加值的生物制品和药物的制备中。
结语超临界流体技术在食品工业中的应用已经成为了一种新兴的趋势。
超临界流体萃取技术及其应用
超临界流体萃取技术是一种利用超临界流体作为萃取剂的分离技术。
超临界流体是指在临界点以上,温度和压力都高于其临界值的流体。
超临界流体具有介于气体和液体之间的物理性质,具有高扩散性、低粘度、高溶解度和可调节性等优点,因此被广泛应用于化学、食品、医药等领域的物质分离和提取。
超临界流体萃取技术的应用非常广泛,包括:
1.食品工业中的萃取:超临界流体萃取技术可以用于提取植物中的营养成分和香料,如咖啡因、茶多酚、黄酮类化合物、芳香物质等。
2.医药工业中的提取:超临界流体萃取技术可以用于提取药物中的有效成分,如黄酮类化合物、生物碱、萜类化合物等。
3.化工工业中的分离:超临界流体萃取技术可以用于分离化学品中的杂质、回收有用物质,如萃取石油中的芳烃类化合物、回收溶剂中的有机物等。
4.环境保护中的应用:超临界流体萃取技术可以用于处理废水、废气中的有害物质,如萃取废水中的重金属、萃取废气中的有机物等。
总之,超临界流体萃取技术具有广泛的应用前景,可以用于提高物质分离和提取
的效率和纯度,同时减少对环境的污染,具有重要的经济和社会意义。
超临界流体萃取技术的应用与发展超临界流体萃取技术的应用与发展一、引言超临界流体萃取技术是指在超临界状态下,将溶剂与样品进行接触和混合的一种萃取技术。
相比传统的溶剂萃取技术,超临界流体萃取具有溶剂选择性好、提取效率高、操作简单、绿色环保等优势。
本文将对超临界流体萃取技术的应用与发展进行探讨。
二、超临界流体的特性和萃取原理1. 超临界流体的特性超临界流体是介于气体和液体之间的物质状态,具有高扩散性、低粘度、大密度、低表面张力等特点,使得其在萃取过程中能够更好地与样品接触,提高提取效率。
2. 超临界流体萃取原理超临界流体萃取利用溶剂在超临界状态下的特性,通过调节温度和压力来改变其溶解性和萃取效果。
当溶剂处于超临界状态时,其密度和溶解力会大大增加,从而加速目标物质的转移速度,提高提取效率。
三、超临界流体萃取的应用领域1. 食品工业超临界流体萃取技术在食品工业中广泛应用于提取天然色素、抗氧化物质和香精物质等。
例如,利用超临界二氧化碳可以高效提取番茄红素、类胡萝卜素等食品添加剂,不仅提高了提取效率,还减少了有害溶剂的使用。
2. 药物制备超临界流体萃取技术在药物制备领域具有广泛的应用前景。
通过调节超临界溶剂的性质,可以选择性地提取药物中的活性成分。
同时,超临界流体还可以用作药物输送系统的载体,实现精确控释。
3. 环境监测与修复超临界流体萃取技术在环境监测与修复中起到了重要的作用。
例如,利用超临界二氧化碳可以高效地去除土壤中的有机物和重金属污染物,实现土壤的修复和治理。
4. 化工工业超临界流体萃取技术在化工工业中有广泛的应用。
例如,利用超临界流体可以高效提取石油中的芳烃类物质,不仅提高了提取效率,还减少了对环境的污染。
四、超临界流体萃取技术的发展趋势1. 萃取剂的优化设计目前超临界流体萃取中主要使用的溶剂是二氧化碳,但其溶解性和萃取性能还有待改善。
因此,未来的发展方向之一是优化超临界流体的萃取剂设计,以提高其溶解性和选择性。
超临界流体萃取技术及其在食品中的应用
作者:张恺容解铁民
来源:《农业科技与装备》2020年第06期
摘要:综述超临界流体萃取技术的基本原理、萃取流程、溶剂、装置和技术特点,介绍其在啤酒、烟草、色素、植物籽油,咖啡等食品生产中的应用现状和相关试验研究成果,为超临界流体萃取技术的进一步发展提供理论参考。
关键词:超临界流体;萃取;食品;应用;原理
中图分类号:TS205 文献标识码:A 文章编号:1674-1161(2020)06-0048-03
近年来,随着人们食品安全意识的不断提高,用于食品加工的绿色分离萃取技术备受青睐,这使得一种新型绿色的食品分离技术——超临界流体萃取成为国内外的研究热点。
超临界流体在超临界状态下具有双重特性(高密度和低黏度),可以有目的地从一些天然物质中提取所需组分,多用于筛选或去除食品中的某些成分。
与传统的提取工艺相比,它具有高效、环
保、节能、易控等特点。
为此,介绍超临界流体萃取技术的基本原理、萃取流程和技术特点,以及在食品工业中的应用,为其进一步应用和发展提供理论参考。
1 超临界流体萃取技术
超临界流体在超临界温度和临界压力下,与待萃取溶质有异常相平衡行为及传递性能,随着压力和温度的变化,它对溶质的溶解能力也会发生很大改变。
超临界流体萃取技术利用这一特点达到萃取目的。
用超临界流体作溶剂,能够使需要提取的组分从多种液态混合物或固态混合物中萃取出来。
1.1 基本原理
超临界流体是指当某种物质超出其本身的临界温度和临界压力时,气液两相混合成均一的流体状态,且同时具有气体的高渗透性和液体的高溶解性。
在较高压力下,溶质被溶解在流体中;当压力渐渐减少或温度增高时,流体的溶解能力变弱、密度减小,溶质析出后被萃取分离。
根据流体密度根据温度和压力值变化的特性,使超临界流体与要分离的物质接触后建立流动相后,通过改变压力和温度溶解其中的某些成分,再按溶解能力、沸点、分子量的大小依次将萃取物提取出来,从而达到萃取有效成分或清除有害成分的目的。
超临界CO2流体萃取工艺如图1所示。
1.2 萃取溶剂
与一些传统的提取方法相比,超临界流体萃取技术具有更高效、更环保、更节能、易控制等优点。
超临界流体萃取技术应用的溶剂类型较多,主要有CO2、乙烯、乙烷、丙烯、氨、水等,不同溶剂的临界性质不同。
乙烯、乙烷等溶剂对人体有害,多用于食品以外的其他工业。
CO2无毒、无害、无腐蚀性,且易与化合物分离,是食品领域最常用的超临界萃取剂。
CO2容易获取、价格低廉,且临界压力和临界温度较低,能在低温下进行分离萃取。
同时,CO2的临界密度大,溶解能力较强,化学性质稳定,不会对热敏性物质和活性成分造成破坏。
另外,CO2有抗氧化灭菌的作用,没有溶剂残留的问题,安全无毒。
1.3 萃取装置
超临界流体萃取技术的工艺过程可以分为连续式、半连续式和间歇式三种。
目前,大多数的萃取装置是间歇式的,装料和卸料较麻烦,需打开萃取器的端盖,以及重复升压和降压过程,不仅工作效率低,而且易发生意外。
近年来,国内外学者致力于研究连续式的萃取装置。
连续萃取装置可连续送入萃取物和排出萃取物,具有提高生产率、降低生产成本、增加萃取安全性和可靠性等优点。
1.4 溶质与溶剂的分离
分离超临界流体中的溶质和溶剂的方法较多。
常用的方法是通过改变温度或压力来改变超临界流体的溶解能力,还可使用溶剂将溶质从超临界流体中“洗涤”出来。
Lancas等通过改变超临界流体的温度来去除溶质,直到溶质不再可溶且沉淀下来,这种方法也被称为“低温陷阱”。
2 超临界流体萃取技术在食品领域的应用
2.1 提取啤酒花
采用超临界流体萃取技术萃取啤酒花时,使超临界CO2依次穿过萃取罐中的啤酒花碎片,然后含萃取物的CO2进入预热器中预热,接着进入下一个热交换器,此时混合物中的CO2受热蒸发,而啤酒浸膏脱溶后自动排出;热交换器与上述混合物进行热交换后,管内为再压缩的CO2,管外为含萃取物的CO2混合物;冷凝后的CO2流入CO2贮罐,冷却后返回到萃取罐。
与常规溶剂法相比,超临界法萃取啤酒花的成本较高,但可避免使用化学物质,且萃取过程简单,得到的浸膏富含风味物质,质量也较高。
2.2 提取色素
在常见的食品添加剂中,天然色素占据十分重要的位置,在糖果、饮料、糕点等食品生产中均有应用。
因此,诸多科研人员致力于采用更先进的分离手段提高天然色素的品质,这使得在萃取方面有突出优势的超临界CO2萃取技术成为研究热点。
超临界CO2萃取技术不仅在提取蔬菜和水果香气方面有突出优势,在天然色素生产中的应用也越来越多。
同时,超临界CO2萃取技术还可实现辣椒脱辣,生产受人们欢迎的天然食品。
2.3 提取烟草中的成分
烟草中的烟碱是一种生物碱,会对中枢神经系统产生影响,可作为蔬菜水果等食品的杀虫剂。
用传统方法提取烟碱能耗大、提取率低,而超临界流体萃取技术可提高其纯度。
除此之外,超临界流体萃取技术还被用于提取茄尼醇和烟草精油。
使用超临界CO2萃取法可以将丁香、桂皮、肉豆蔻、黄蒿、芝麻、香草、玫瑰、春黄菊花、薄荷等气味精油提取出来。
另外,一些用于烟草的香精香料如桂醛、萜二烯、香芹酮、薄荷醇、芝麻素、母菊素等也可被提取出來。
田景洲等的试验表明,用超临界CO2萃取技术可
以较好地把精油从烟草中提取出来,提取率在80%以上,甚至可达100%,比传统方法高得多。
2.4 提取植物籽油
植物籽油中含有大量的不饱和脂肪酸和生物活性成分,是一些功能性食品的重要原料。
在高效获取植物籽油领域,超临界流体萃取技术展现了得天独厚的优势。
利用超临界CO2萃取技术不仅能有效防止溶剂残留,还能去除原料中的农残。
为此,许多科研人员利用超临界流体技术萃取植物籽油,例如,Gianpaolo Andrich等萃取葵花籽油、唐韶坤等萃取葡萄籽里的葡萄籽油、Dong M等萃取大蒜油、孙庆杰等提取番茄籽油。
另外,钟海燕等研究用超临界CO2流体萃取茶油的工艺,发现提取的茶油纯度较高,可以省略油脂精炼过程。
Manan基于超临界流体萃取技术开发新型强化棕榈油精炼工艺,可以在很大程度上简化精炼工艺。
2.5 去除咖啡因
超临界流体萃取能够有选择的去除食品里的某些特定物质,这为生产无咖啡因的咖啡提供了技术条件。
西德HAG公司早在1978年就开始使用超临界流体萃取技术除去咖啡中的咖啡因。
1995年,刘锦耀等利用超临界流体萃取手段去除云南小粒咖啡豆中的咖啡因,确定在适宜的压力和温度下,能够去除小粒咖啡中的大部分咖啡因,除去率可达75%以上,且基本不影响風味和口感。
2.6 食品检测
超临界流体萃取技术有提取速度快、高效、无污染、热敏性好等优点,常被用于提取和分离食品检测中的样品。
超临界CO2流体萃取法提取温度低,可避免一些化学物质受到破坏。
同时,其提取物的极性较宽,包括大量具有挥发性和低极性难挥发的成分。
传统的滁菊精油提取法是蒸馏,方法简单但提取效率较低,且会对一些重要成分造成严重破坏。
黄贵凤等将超临界CO2流体萃取技术与全二维气相色谱法相结合,提取并鉴定滁菊精油中的组分。
结果表明,超临界流体萃取提取效率高,萃取条件适中。
3 超临界流体萃取技术研发前景
超临界流体萃取技术作为一种新型绿色的萃取方法,广泛应用于食品、药品、生物等领域。
在食品工业方面,国内外已经有数百项关于超临界流体萃取技术的研究,其中部分研究成果已投入工业化生产中。
在食品基质愈加复杂的当今,应将超临界流体萃取技术与其他提取技术相结合,获得更加有效的提取纯化方法,并使工艺参数符合工业生产的要求。
随着基础试验研究的不断深入,超临界流体萃取技术必将在更广泛的领域得到应用。
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