超临界流体萃取技术及其在食品领域中的应用
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超临界萃取技术及其在食品工业中的应用进展摘要:本文概述了超临界二氧化碳萃取技术,简要介绍了其在食品工业中的最新运用动态,并对超临界二氧化碳萃取技术作了展望。
关键词:超临界CO2萃取;食品工业;运用ABSTRACT:In this paper, the technology of supercritical CO2(SC-CO2) extractionwas summarized, and its new applications in foodindustry and current trends were briefly reviewed.Key words:Supercritical CO2extraction; Food industry; Application超临界流体萃取技术[1]的兴起仅二三十年时间,但由于这种技术的卓越性能和良好的应用前景,许多研究者进行了广泛深入的研究,现已初步实现工业化,成为超临界流体技术中最成熟、应用最广泛的一种。
早期超临界流体技术的研究主要集中在相行为变化和溶剂性质上。
到了20世纪60年代,随着超临界流体萃取技术的出现和应用,超临界流体技术的发展进入了一个新的阶段。
1超临界萃取技术概述超临界萃取技术也叫做超临界流体萃取技术。
超临界流体(Supercritical Fluid)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,又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(Supercritical Fluid Extraction简称SFE)[2]是以超临界状态下的流体作为溶剂,利用该状态下流体所具有的高渗透能力和高溶解能力萃取分离混合物的过程。
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萃取的选择性。
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。
超临界流体技术在食品提取中的应用研究引言:随着科技的不断进步和人们对健康生活的不断追求,食品提取技术也在不断创新和发展。
超临界流体技术作为一种新兴的食品提取方法,具有高效、环保、无残留等特点,在提取食品中的活性成分方面表现出良好的应用前景。
本文将探讨超临界流体技术在食品提取中的应用研究。
一、超临界流体的概念和特点超临界流体是处于临界点以上,温度和压力均高于其临界点的物质,具有介于气体和液体之间的特性。
超临界流体不仅具有高溶解能力、低粘度、高扩散能力等特点,还能提高活性成分的稳定性和抗氧化性。
这些特点为超临界流体技术在食品提取中的应用奠定了基础。
二、超临界流体技术在食品提取中的应用研究1. 超临界流体技术在咖啡提取中的应用咖啡是一种广泛受欢迎的饮品,而咖啡中的咖啡因和多酚类物质对人体有一定的益处。
传统的提取方法通常使用有机溶剂,但会带来残留溶剂等问题。
超临界流体技术在咖啡提取中具有高效、无污染的优势,可以提取出咖啡中的有效成分,同时减少对环境的负面影响。
2. 超临界流体技术在植物提取中的应用植物提取是食品行业的重要环节,植物中的活性物质通常具有较低的溶解度。
超临界流体技术可以提高溶解度,提取效果更好。
此外,超临界流体技术还可以根据不同的温度和压力条件进行调整,实现对特定成分的选择性提取,从而保留植物的有效成分。
3. 超临界流体技术在调味品提取中的应用调味品中含有多种香料和香精,传统的提取方法存在着提取效率低、香味易挥发等问题。
超临界流体技术能够在较低的温度下提取出调味品中的挥发性物质,使得提取效果更好,同时保留香味成分的特性。
三、超临界流体技术的优势和挑战1. 优势超临界流体技术在食品提取中具有高效、环保、无残留等优点。
相比于传统的有机溶剂提取,超临界流体技术能够提高提取效率,减少对环境的污染,并且提取后的产品无残留溶剂,更符合人们对食品品质和安全的要求。
2. 挑战超临界流体技术在应用中仍存在一些挑战。
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。
超临界流体在食品工业中的应用研究超临界流体是指在超过其临界点的温度和压力下,物质失去液态和气态的特性,形成一种介于液态和气态之间的状态。
超临界流体具有密度小、粘度低、扩散系数大、温度和压力可调、对大部分物质都有溶解能力等特点。
这些特性使得超临界流体在食品工业中具有广泛的应用前景。
一、超临界流体在提取食品中的应用超临界流体提取技术是指利用超临界流体的特性对食品中的有效成分进行有效分离和提纯的技术手段。
超临界流体提取可以提高提取效率,加速提取过程,减少有害溶剂的使用,同时也可以保留更多的活性成分。
超临界二氧化碳和超临界乙醇是较为广泛应用的超临界流体,可用于提取茶叶、咖啡、花粉、保健品等多种食品原料中的有效成分。
二、超临界流体在食品加工中的应用超临界流体还可用于食品加工过程中,其中最为常见的是超临界干燥技术。
超临界干燥是将某种食品样品放入高压的超临界干燥器中进行干燥处理的技术手段。
该技术可显著提高食品中活性成分的含量,并且不会破坏食品中的营养成分。
目前,超临界流体在食品行业中的应用还主要是针对复杂化学成分高的糖钢、酶解蛋白及大豆异黄酮等食品原料的提取和分离纯化、水果和蔬菜的干燥处理和清洗、杀菌等领域。
三、超临界流体在储藏和保鲜中的应用超临界流体还可用于食品存储和保鲜过程中。
超临界CO2是常用于食品保鲜领域的气体,其作用是抑制微生物生长和延缓食品的氧化。
超临界流体反渗透分离技术也可以用于储藏和保鲜中。
超临界反渗透分离技术是指利用超临界流体对食品中的水和盐分进行有效分离和处理的技术手段。
该技术可提高食品储藏期限,延长食品的保鲜期,并且对食品中营养成分的破坏极小。
总之,超临界流体在食品工业中的应用从提取、加工、储藏和保鲜多个领域都有广泛的应用前景。
因此,超临界流体技术是农业现代化和食品工业化的重要组成部分,对食品行业的发展有着重要的推动作用。
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。
超临界流体技术在食品中的应用研究超临界流体技术是近年来食品工业中的一项创新技术,其应用广泛且前景可观。
本文将探讨超临界流体技术在食品中的应用研究,并对其优势、挑战以及未来发展进行分析。
超临界流体是指在高于临界温度和临界压力下,气体和液体的界面消失,形成处于临界状态的单一相态流体。
超临界流体具有密度低、黏度小、扩散性好等特点,这些特性使得超临界流体在食品行业中具备广阔的应用前景。
首先,超临界流体技术在食品提取中具有明显的优势。
以植物提取物为例,传统的溶剂萃取方法往往需要使用有机溶剂,而超临界流体可以使用CO2作为溶剂,避免了有机溶剂的残留问题。
此外,超临界流体提取过程中温度较低,有助于保护活性成分的完整性,从而提高了产品的品质。
其次,超临界流体技术在食品加工中也具备广泛的应用前景。
超临界流体可用于提高食品的质感和口感。
以巧克力为例,利用超临界CO2进行脱脂处理后,巧克力的脂肪含量和卡路里含量大幅降低,但保持了其原有的口感和风味。
此外,超临界流体还可以用于去除大豆中的咖啡因,从而制备出低咖啡因豆奶等产品,满足不同人群的需求。
然而,超临界流体技术在食品应用中也面临一些挑战。
首先,超临界流体的设备成本较高,使用门槛较高。
其次,超临界流体技术在规模化生产中遇到了一些难题,如生产效率和稳定性等问题,需要进一步研究和改进。
此外,超临界流体技术的应用范围相对有限,目前较多应用于高端产品。
为解决这些挑战,应加大对超临界流体技术的研究和推广力度。
首先,可以通过技术改进和设备优化,降低超临界流体技术的成本,提高其应用的可行性。
其次,推动产学研相结合,加强科研机构与企业之间的合作,推动超临界流体技术的转化和应用。
此外,还可以加大对超临界流体技术的宣传力度,提高大众对其认识和了解,增加其应用领域和市场需求。
综上所述,超临界流体技术在食品中的应用研究具有广泛的前景和潜力。
超临界流体技术能够提高食品的品质和口感,解决传统加工方法中存在的问题。
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。
食品加工中超临界流体技术的应用研究随着科学技术的不断进步,食品加工领域也得到了极大的发展和改进。
其中,超临界流体技术作为一种新型的食品加工方法,受到了广泛的关注和应用。
本文将探讨食品加工中超临界流体技术的应用研究。
一、超临界流体技术的基本概念和原理超临界流体是指在其临界点以上温度和压力下的流体。
当物质被加热至临界温度和临界压力时,会发生相变,成为超临界流体。
与常规液体相比,超临界流体具有较高的扩散系数、较低的粘度和较高的溶解度,可作为一种极好的溶剂用于食品加工中。
二、超临界流体技术在食品加工中的应用超临界流体技术在食品加工中有着广泛的应用前景,可以用于浸提、分离、杀菌和改良食品等方面。
1. 超临界流体萃取技术超临界流体萃取技术是指利用超临界流体对食品中的活性成分进行提取的方法。
超临界流体萃取具有无毒、无污染、高效率、优质的特点。
例如,茶叶、咖啡豆等食品原料的提取,采用超临界CO2作为溶剂,可以实现高效率、低成本的提取过程,并且无需后续的脱溶、脱色等处理。
2. 超临界流体结晶技术超临界流体结晶技术是指利用超临界流体对食品中的物质进行结晶纯化的方法。
相比传统的结晶方法,超临界流体结晶技术具有较大的优势。
例如,利用超临界CO2对酒精等物质进行结晶,不仅可以提高纯度,还能避免传统结晶过程中的溶剂残留问题。
3. 超临界流体杀菌技术超临界流体杀菌技术是通过将超临界CO2等流体加入食品中,利用高温和高压来杀灭微生物。
与传统的杀菌方法相比,超临界流体杀菌技术更加温和,对食品的原味和营养成分的破坏较小。
此外,超临界CO2杀菌还具有无毒、易溶和易于去除的特点。
三、超临界流体技术的优势和挑战超临界流体技术在食品加工中具有诸多优势,但同时也面临一些挑战。
1. 优势首先,超临界流体具有较低的表面张力,使其能够渗透到食品的各个角落,更好地实现食品的处理。
其次,超临界流体具有较高的溶解度和扩散系数,使其能够更好地溶解和扩散食品中的有益物质。
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加工中的应用随着时代的发展和科学技术的进步,越来越多的新技术也随之出现。
其中,超临界流体技术是一种不容忽视的创新技术,被广泛应用于食品加工中。
本文就来探讨一下超临界流体技术在食品加工中的应用。
一、超临界流体技术的原理与特点超临界流体是介于气态和液态之间的物质状态,具有一些特殊的性质。
在高压高温条件下,某些物质的密度会迅速增加,同时粘度降低,形成超临界流体。
与普通的流体相比,超临界流体具有以下几个特点:(1)具有较高的扩散性和溶解性,能够有效地溶解和提取物质。
(2)粘度较低,流动性好,传质速度快。
(3)温度和压力对流体性质的影响很大,易于控制。
由于这些特殊性质,超临界流体在食品加工中具有广泛的应用前景。
二、超临界流体技术在食品加工中的应用1. 超临界流体萃取技术超临界流体萃取技术是一种利用超临界流体作为溶剂,将食品中的有用成分提取出来的方法。
利用超临界流体萃取技术,可以有效提高萃取效率,并且可以将溶剂残留降至极低水平,毒性几乎为零。
这种技术已经被广泛应用于植物提取物、香料、色素等众多食品原料的提取中。
2. 超临界流体淀粉化技术传统的淀粉化方法需要使用高温高压条件,且过程中会产生大量污染物。
而使用超临界流体淀粉化技术,则可以将淀粉化过程简化,同时避免环境污染。
超临界流体淀粉化技术已经被广泛应用于饼干、蛋糕等食品中,有效提高了食品的质量。
3. 超临界流体杀菌技术超临界流体杀菌技术是一种利用超临界流体作为介质,协同其他缓松剂等物质来实现食品杀菌的方法。
相比于传统的杀菌方法,这种方法可以更好地保持食品的质量和口感,并且不会产生危险的残留物。
这种方法已经被应用于奶粉、果汁等食品中,取得了良好的效果。
4. 超临界流体制备纳米颗粒技术利用超临界流体制备纳米颗粒技术,可以制备出具备高稳定性和生物利用率的纳米颗粒。
这种技术已经被广泛应用于食品添加剂、药物配方等方面。
三、结语超临界流体技术作为一种新型加工技术,其在食品加工中的应用前景非常广泛。
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在食品领域中的应用摘要:介绍了超临界流体的特性,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[1,2]。
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。
在其它条件完全相同的情况下,液体的密度在相当程度上反应了它的溶解能力,而超临界流体的密度与压力和温度有关,随着压力的增大,介电常数和密度增大,超临界流体对物质的溶解能力增大。
超临界萃取就是利用SCF 在临界点附近体系温度和压力的微小变化,使物质溶解度发生几个数量级的突变的性质来实现其对某些组分的提取和分离的目的[3,4]。
常用作SCF 的溶剂有二氧化碳、氨、乙烯、丙烷、丙烯、水、甲苯等。
目前研究较多和工业上最常用萃取剂是二氧化碳,CO2 临界温度31.04℃,临界压力7.38MPa,临界条件易达到,并且具有化学性质不活泼、对大部分物质不反应、无色无毒无味、不燃烧、安全性好、价格便宜、纯度高、容易获得等优点。
超临界CO2 是一种非极性的溶剂,对非极性的化合物有较高的亲和力,当化合物中极性官能团出现时,则会降低该化合物被萃取的可能性,甚至使之完全不能被萃取,此时就需要在超临界CO2 中加入少量夹带剂,以增强其溶解力和选择性。
常与超临界CO2 一起使用的夹带剂有甲醇、乙烷、乙醇、乙酸酯、丙酮、二氯甲烷、己烷、水、乙酸甲酯等[3]。
2 超临界流体萃取(SFE)的原理超临界流体萃取分离的基本原理是利用 SCF 对物料有较好的渗透性和较强的溶解能力将SCF 与待分离的物质接触,使其有选择性地依次把极性大小、沸点高低和分子量大小的成分萃取出来。
并且SCF 的密度和介电常数随着密闭体系压力的增加而增加, 极性增大, 利用程序升压可将不同极性的成分进行分步提取。
当然,对应各压力范围所得到的萃取物不可能是单一的,但可以通过控制条件得到最佳比例的混合成分,然后借助减压、升温的方法使超临界流体变成普通气体,被萃取物质则自动完全或基本析出,从而达到分离提纯的目的,并将萃取分离两过程合为一体[4]。
3 超临界流体萃取过程及特点超临界流体萃取分离过程是以高压下的高密度超临界流体为溶剂 ,萃取所需成分 ,然后采用升温、降压或吸附等手段将溶剂与所萃取的组分分离。
超临界流体萃取过程示意如图1所示。
过程包括原利预处理、萃取和分离以及二氧化碳增压和循环。
超临界流体萃取工艺主要由超临界流体萃取溶质以及被萃取的溶质与超临界流体分离两部分组成。
根据分离槽中萃取剂与溶质分离方式的不同 ,超临界流体萃取可分为 3 种加工方式:(1)等压升温法:从萃取槽出来的萃取相在等压条件下,加热升温,进入分离槽溶质分离,溶剂经调温装置冷却后回到萃取槽循环使用。
(2)等温减压法:从萃取槽出来的萃取相在等温条件下减压、膨胀,进入分离槽溶质分离,溶剂经调压装置加压后再回到萃取槽中。
(3)恒温恒压法:从萃取槽出来的萃取相在等温等压条件下进入分离槽,萃取相中的溶质由分离槽中吸附剂吸附,溶剂再回到萃取槽中复循循环使用。
此外,还有添加惰性气体方法,该方法的特点是在分离时加入惰性气体如N2,Ar 等,而使溶质在超临界流体中溶解度显著下降。
整个过程是在等温等压下进行,因此非常节能。
但吸附法和添加惰性气体方法存在如何使超临界流体和吸附剂及惰性气体分离的问题[1-3]。
超临界流体萃取的特点概括起来有以下几方面:(1)萃取和分离合二为一,萃取效率高,能耗较少,节约成本;(2)压力和温度是调节萃取过程的主要参数,而这两者比较容易控制;(3)环境无污染,萃取后溶质和溶剂的分离容易,萃取流体可循环使用,真正实现生产过程绿色化;(4)特别适用于热敏性、易氧化物质的分离和提取;(5)超临界流体的极性可以改变,一定温度条件下,只要改变压力或加入适宜的夹带剂即可提取不同极性的物质,可选择范围广;(6)超临界流体萃取集精馏和液-液萃取于一体,故有可能分离一些用常规方法难以分离的物系;(7)超临界流体萃取在高压下进行,相平衡关系比较复杂,物性数据缺乏,工艺过程涉及高压装置,设备设计和安全要求高[1,2,5]。
4 超临界流体萃取技术在食品加工中的应用SFE 在食品工业中的应用虽然仅有20-30 年的时间,但发展十分迅速。
超临界流体萃取技术应用于食品中的研究有很多,如咖啡、红茶脱咖啡因;啤酒花有效成分的萃取;从天然香料植物或水果及废弃果皮中萃取香辛料;萃取植物色素和植物油;食品及原料脱脂;萃取动物油脂;从鱼油中提取药用价值和营养价值都高的多烯不饱和脂肪酸;从抗生素药中脱除微量残留有机溶剂;醇类饮料的软化脱色、脱臭;油脂的精炼脱色、脱臭;萃取中药有效成分;烟草脱尼古丁;奶脂脱胆固醇等。
但目前研究仍主要限于适用领域的开发和探讨,实际应用于生产的仍然较少。
下面就列举一些近期其在食品工业中的应用实例,希望对食品科研工作者有所启发。
4.1 食品中天然香料和风味物质的提取植物中的挥发性芳香成分由精油和某些特殊香味的成分构成。
在超临界条件下精油和特殊的香味成分可同时被抽出,并且植物精油在超临界CO2 流体中溶解度很大,与液体CO2几乎能完全互溶,因此精油可以完全从植物组织中被抽提出来,加之超临界流体对固体颗粒的渗透性很强,使萃取过程不但效率高而且与传统工艺相比有较高的收率。
超临界流体CO2萃取技术生产天然辛香料的植物原料很多,如啤酒花、生姜、大蒜、洋葱、山苍子、辣根、香荚兰、木香、辛夷、砂仁和八角茵香等。
赵东胜报道了Seied Mahdi Pourmortazavi 等研究了利用超临界流体萃取植物中的精油,结果表明,与蒸馏法相比此法萃取时间短、成木低、产品更纯净[6]。
4.2 天然色素及各种天然添加剂的提取超临界流体 CO2 萃取技术可以分离辣椒红色素、蕃茄红素、可可色素和β-胡萝卜素等天然色素。
辣椒红色素是从成熟的辣椒果皮中提取的一种天然红色素。
它色调鲜艳、热稳定性好,对人体安全无害,具有营养和着色双重功能,是一种理想的有广阔发展前景的着色剂。
目前辣椒红色素已实现超临界CO2 萃取生产。
玉米黄素存在于玉米、辣椒、桃、柑橘等多种植物中。
采用超临界CO2 流体萃取玉米黄素除了避免溶剂残留问题外,所得产品的外观、溶解度、澄清度、色调等综合指标均优于采用有机溶剂萃取所得的产品。
此外,超临界CO2流体萃取剩余物有利于蛋白质的回收。
王晓岑以番茄粉为原料,利用超临界CO2 流体萃取技术对番茄红素的提取工艺进行了研究,得出最佳工艺参数为:萃取压力38MPa、萃取温度61℃、夹带剂添加64mL 大豆色拉油、萃取时间120min,番茄红素的萃取率为1.18mg/100g[11]。
余兰平从萃取时间、温度、压力和胡萝卜索含量等几个方而对超临界CO2流体萃取茶花蜂花粉中的胡萝卜素进行研究,结果表明:超临界CO2 流体萃取技术能够有效地富集茶花粉中的胡萝卜素[12]。
郝磊研究了超临界CO2 流体从玉米蛋白粉中萃取类胡萝卜素的工艺条件,确定萃取压力25MPa、萃取温度40℃、萃取时间150 min、夹剂用量5%为最佳提取条件[13]。
马清香以万寿菊花为原料,对影响超临界CO2 萃取叶黄素的分离参数、原料含水率、粉碎粒径、超临界萃取温度、压力、流速、时间等因素进行了考察,得到较佳的萃取工艺条件为:原料含水率10.92%、粒径40 目、萃取温度60℃、压力30Mpa、CO2 流速15L/h、分离釜Ⅰ温度40℃、压力6Mpa、分离釜Ⅱ温度20℃、时间为6h[14]。
5 展望超临界流体萃取与常规有机溶剂萃取相比其最大的不同在于前者只需调节流体的压力就可实现在近常温的条件下萃取和分离物质及溶剂再生过程,而传统的有机溶剂再生需通过加热蒸发等过程。
萃取分离技术发展至今,其发展力向已经从常规萃取分离转向解决普通萃取分离过程无法分离的问题,通过物理或化学的手段改变物质的性质,使组分得以分离,或通过特殊技术促进分离过程,并且要求低能耗、低成本,向清洁分离发展。
在基础研究方面,研究深度由宏观平均向微观、由整体平均向局部瞬态发展;研究目标由现象描述向过程机理转移;研究手段逐步高技术化;研究方法由传统理论向多学科交叉方面开拓。
随着各种新技术的发展,萃取分离技术将不断改进优化,超临界流体萃取技术也将不断完善,具有广阔的发展前景。
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