功能性食品生产主要技术方法
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功能性食品学引言功能性食品是指具有额外功能、对人体有益的食品,其与传统食品相比具有更多的营养价值和健康益处。
随着人们对健康生活的追求不断增加,功能性食品的需求也越来越高。
功能性食品学作为研究功能性食品的科学,旨在探索功能性食品的制备、功效以及对人体健康的影响。
功能性食品的定义与分类功能性食品是指在保持传统食品基本风味和营养价值的基础上,具有调节生理功能、预防疾病以及促进健康的特殊功能的食品。
根据功能性食品的功效不同,可以将其分为以下几大类:1.保健食品:指具有调节机体功能、维持健康和延缓衰老作用的食品,如维生素、矿物质等。
2.功能性食品:指具有改善特定生理功能、预防特定疾病或满足特定人群需求的食品,如补钙食品、降血糖食品等。
3.异常食品:指与传统的食品习惯和食品文化不同,但具有一定功效的食品,如酸奶、苦瓜汁等。
功能性食品的制备技术功能性食品的制备技术是实现功能性食品功效的关键。
常见的功能性食品制备技术包括:1.提取技术:通过提取具有功能性成分的原材料,如草药、蔬菜、水果等,获取功能性成分。
2.高压处理技术:通过高压处理,改变食品的物理结构和生化性质,以增强其功能性。
3.微胶囊技术:将功能性成分包裹在微胶囊中,保护其稳定性和生物利用率,延长其释放时间。
4.发酵技术:通过发酵过程,增加食品中有益菌的含量,提高食品对人体的益处。
5.基因修饰技术:通过基因工程技术,改变食品中的基因表达,增加其功能性成分的含量。
功能性食品的健康益处功能性食品对人体健康具有多种益处,以下是常见的几个方面:1.营养补充:功能性食品富含各种营养成分,可以满足人体在不同生理阶段的特殊需求。
2.疾病预防:功能性食品中的特定成分具有预防疾病的作用,如膳食纤维可以预防便秘,抗氧化剂可以预防心血管疾病等。
3.免疫调节:某些功能性食品可以增强机体免疫力,提高抵抗力,预防感染病。
4.肠道健康:功能性食品中的益生菌可以调节肠道菌群平衡,促进肠道健康,预防肠道疾病。
功能性食品成分的生物合成及其制备技术随着现代生活方式的改变,人们对食品健康的需求越来越高。
功能性食品成分作为一种重要的营养品,被越来越多的人所关注。
其中,功能性食品成分的生物合成及其制备技术备受瞩目。
一、功能性食品成分的定义和种类功能性食品成分是指能够对人体产生某种积极影响的食品成分。
这些功能性食品成分包括:膳食纤维、维生素、矿物质、抗氧化剂、多酚、蛋白质、氨基酸、益生菌、酶等。
二、功能性食品成分的生物合成功能性食品成分的生物合成即指利用生物学方法,从天然的生物体中提取或者合成出相应的功能性成分。
生物法提取和合成方法的优点在于制备过程中对环境的影响小,且所得产品纯度高、效果稳定。
常用的功能性食品成分的生物合成方法如下:1、膳食纤维膳食纤维是指不能被人体消化吸收的食物中的碳水化合物,包括果胶、木质素、半纤维素、胶质等。
膳食纤维的生物合成方法主要有两种,即酶法和微生物法。
酶法:利用木聚糖酶、木聚糖酶和纤维素酶等酶处理木质素等生物体,可制得膳食纤维。
酶法方法所取得的产量相对较低,但得到的产品质量较高。
微生物法:利用微生物菌株(如曲霉菌、酵母菌和乳酸菌等)分泌出来的纤维素和半纤维素酶,降解植物残渣中的纤维素和半纤维素,进而制备高品质的膳食纤维。
2、多酚多酚是植物中含有的具有抗氧化剂等功效的环境化合物。
生物法制备多酚的方法主要包括微生物发酵法和植物组织培养法。
微生物发酵法:利用微生物菌株(酵母、细菌、真菌等)发酵生物废物或厌氧条件下的瘤原菌,产生多酚化学物质,并将其提取纯化得到多酚。
植物组织培养法:将植物细胞培养于无菌培养基中进行生长和多酚的合成,利用较高的生物技术方法使其增殖并分化,再用山柿酸或者苯基丙氨酸等名义物质诱导出多酚。
3、益生菌益生菌是指在人体肠道中有益作用的细菌或真菌,如双歧杆菌、乳酸菌和酵母菌等。
生物法制备益生菌的方法主要包括干制法和乳酸发酵法。
干制法:将葡萄糖、酵母粉等制成基本物质,然后加入益生菌菌种发酵,待生长繁殖至足够数量后冷冻干燥。
功能性食品生产的主要技术方法功能食品的发展为消费者提供一条选择健康食品的最佳途径。
功能食品当中发挥功能作用的物质称为生物活性物质, 具有延缓衰老、提高机体免疫力、抗肿瘤、抗辐射等功能, 大多生物活性物质具有热敏性, 在生物活性物质的提取分离中保留其生物活性和稳定性至关重要。
功能食品的生产技术主要包括,生物工程技术(包括发酵工程,酶工程,基因工程,细胞工程等),分离纯化技术,超微粉碎技术,冷冻干燥技术,微胶囊技术,冷杀菌技术。
目前对于功能食品的研究集中于:1.活性多糖及其加工技术,活性多糖包括膳食纤维,真菌活性多糖,植物活性多糖。
2.活性多肽及其加工技术,酪蛋白磷酸肽(酶解-沉淀法,酶解-离子交换法),谷胱甘肽(萃取法,发酵法),降血压肽功能性油脂及其加工技术3.多不饱和脂肪酸,磷脂活性微量元素及其加工技术。
4.自由基清除剂及其加工技术(超氧化物歧化酶,沉淀法制备,离子交换层析法)5.活性菌类及其加工技术6.功能性甜味料及其加工技术。
1.一般分离技术1.1初步分离纯化从固液分离出来后的提取液需初步分离纯化, 进一步除去杂质。
常用的初步分离纯化技术主要有萃取分离、沉淀分离、吸附澄清、分子蒸馏技术、膜过滤法、树脂分离方法等。
1.1.1 萃取分离萃取分离萃取分离法既是一个重要的提取方法, 又是一个从混合物中初步分离纯化的一个重要的常用分离方法。
这是因为溶剂萃取具有传质速度快、操作时间短、便于连续操作、容易实现自动化控制、分离纯化效率高等优点。
萃取分离法: 一是水一有机溶剂萃取, 即用一种有机溶剂将目标产物自水溶液中提取出来, 达到浓缩和纯化的目的; 二是两水相萃取, 这是近期出现的、引人注目的、极有前途的新型分离纯化技术。
当两种性质不同、互不相溶的水溶性高聚物混合, 并达到一定的浓度时, 就会产生两相, 两种高聚物分别溶于互不相溶的两相中。
常用的两水相萃取体系为聚乙二醇( P E G ) 一葡聚糖( eD x t ar n ) 系统1.1.2 沉淀分离纯化沉淀分离纯化利用加人试剂或改变条件使功能活性成分( 或杂质) 生成不溶性颗粒而沉降的沉淀法是最常用和最简单的分离纯化方法, 由于其浓缩作用常大于纯化作用, 因此通常作为初步分离的一种方法。
功能性食品的制备与研究进展功能性食品是指富含一些具有特殊功能的成分,可以提供身体所需的营养物质和保健功效的食品。
这些功能性成分可以来自于天然原料,也可以通过人工合成或改造微生物而得到。
功能性食品的研究和制备已经成为当前食品科学和营养学研究的热点之一,广泛应用于保健食品、膳食补充剂等领域。
首先,在制备功能性食品时,需要从原料中提取目标化合物或酶源。
常用的提取方法包括溶剂提取、超声波提取、微波辅助提取、酶解提取等。
这些方法可以使目标化合物从原料中转移到溶液中,便于后续的纯化与鉴定。
其次,提取得到的溶液需要经过纯化与鉴定步骤,以获得纯度较高的目标化合物。
纯化方法包括滤过、渗析、薄层色谱、高效液相色谱等。
通过这些方法,可以去除杂质,提高目标化合物的纯度。
鉴定方法主要包括质谱分析、核磁共振分析、红外光谱分析等,通过这些方法可以对目标化合物的结构、性质进行分析和鉴定。
最后,通过目标化合物的制备与成型,将其制备成符合功能性食品的要求。
制备方法包括喷雾干燥、冻干法、球磨法、超声辅助制备等。
成型方法主要包括制成片剂、胶囊、口服液等。
通过这些方法,可以将目标化合物转换成各种形态的功能性食品,方便人们的食用和服用。
目前,功能性食品的研究进展主要体现在以下几个方面:1.功能性食品的生物活性成分研究。
越来越多的研究表明,食物中富含的一些生物活性成分,如多糖、多酚、蛋白质等,具有抗氧化、抗炎、抗肿瘤、调节免疫等多种保健作用。
研究人员通过从天然食物中提取这些生物活性成分,并通过体外和体内实验证明了其功能性食品的营养价值和保健功效。
2.功能性食品的微生物发酵研究。
发酵是一种常见的食品处理方法,可以有效提高食物的营养价值和保健作用。
研究人员通过优化发酵条件和选择适宜的微生物菌种,实现了对食物中一些不易消化或吸收的成分的转化,从而提高了功能性食品的营养价值和生理功能。
3.功能性食品的基因工程研究。
随着基因工程技术的发展,人们可以通过改造和调控食物中的基因,实现对功能性成分的增加或减少。
功能性食品的开发与应用在现代社会中,人们的生活水平和健康意识越来越高,对于食品的安全与健康也越来越关注。
与此同时,功能性食品也逐渐在人们的饮食中扮演着越来越重要的角色。
那么,功能性食品具体是什么,它又有哪些应用呢?1. 功能性食品的定义功能性食品是指一类具有特殊功能和保健作用的食品,它们能够提供能量、营养物质以外的健康作用,是营养学中的一个新兴理论。
它主要通过增强机体免疫力,调节内分泌平衡,保护细胞膜、抑制致癌物质和糖尿病等慢性病的发生等方面来达到保健、防病的目的。
2. 功能性食品的应用(1)降脂食品降脂食品是指那些对人体能起到降低血脂、血压,预防或减少动脉硬化病变发生的保健和治疗效果的食品。
例如鱼油、大豆异黄酮、珍珠粉等成分,均具有降脂功效。
(2)调节肠道菌群的食品肠道是人体内部最大而且最重要的微生物生态系统,肠道菌群的平衡对人体健康至关重要。
很多食物能够起到调节人体肠道微生物平衡的作用,比如乳酸菌饮料、酸菜、苹果醋、纳豆等。
(3)增强免疫力的食品目前市面上有许多聚焦于提高人体免疫力的营养品,如大蒜精、石斛、灵芝、银耳等。
这些食品所含的营养素和生物活性物质能够促进人体免疫系统的功能,强化抗病能力。
(4)保护视力的食品保护视力的食品涉及到人体视觉和微循环,如黑枸杞、鲢鱼、青龙虾等。
这些食品所含的类胡萝卜素、ω-3脂肪酸、硒等元素能够有效保护人眼,并提高视觉亮度和清晰度。
(5)缓解压力、促进睡眠的食品在现代社会中,压力已成为大多数人的共同问题,而睡眠又是恢复人体精神和身体的必要条件。
一些具有镇静、安神作用的食品,如枸杞子、山楂、燕麦、香蕉等,能够缓解压力并促进睡眠。
3. 功能性食品的开发技术在生产制造功能性食品时,一些生产企业需要根据自身技术优势和制备工艺进行优化选材,营养素的添加和物理、化学等方法的改进。
不能因为产品效果不明显,就使用大剂量的营养元素来卖产品。
合理选配营养素的量和种类,是对功能性食品质量的保证。
培育技术在功能性食品研发与营养强化中的应用方法与策略近年来,随着人们健康意识的增强和对功能性食品需求的不断提高,技术在功能性食品研发与营养强化中扮演着越来越重要的角色。
培育技术作为一项创新性技术,能够帮助我们开发出更好的功能性食品,提高食品的营养价值和食用体验。
本文将介绍培育技术在功能性食品研发与营养强化中的应用方法与策略。
首先,培育技术在功能性食品研发中的应用方法主要包括遗传改良和基因编辑。
通过遗传改良,我们可以选择具有优良性状的杂交种,培育出更加营养丰富、口感更好的食品材料。
比如,在小麦的培育过程中,利用遗传改良技术可以增加小麦中的蛋白质含量,提高其营养价值。
而基因编辑则可以通过人为干预植物或动物的基因表达,实现更精确的改良。
例如,通过基因编辑技术,我们可以调控奶牛乳中脂肪含量,生产出低脂奶制品,满足消费者对低脂饮品的需求。
其次,培育技术在营养强化中的应用策略主要有添加型和改良型。
在添加型的营养强化中,我们可以通过添加维生素、矿物质等营养物质来提高食品的营养价值。
例如,在面粉中添加维生素B族可以增强其对人体健康的贡献。
而改良型的营养强化则是通过调整原料的比例和制备工艺等方式改进食品的营养组成。
举个例子,通过改良食物加工工艺,我们可以减少食品中的糖和盐的含量,从而降低人们的摄入量,有助于预防慢性疾病的发生。
此外,培育技术在功能性食品研发与营养强化中还可以应用于提高食品的口感和质感。
比如,在农作物的培育中,可以通过调整食品材料的纤维组织和结构来改善食品的口感。
同时,利用培育技术还可以降低某些食品原材料中的有害物质含量,提高食品的安全性。
然而,虽然培育技术在功能性食品研发与营养强化中具有巨大的潜力,但我们也需要在应用过程中注意一些潜在的问题。
首先,培育技术的应用需要进行充分的安全性评估和监测,以确保所研发的食品对人体健康的影响是积极的。
其次,培育技术在应用过程中需要充分考虑环境保护和生态平衡。
我们应该避免培育出对环境有害的物种,同时保护野生物种的多样性。
食品功能性成分的提取与分离技术近年来,随着人们健康意识的提高,食品功能性成分的研究和应用越来越受到关注。
这些功能性成分可以提供营养、促进健康,甚至预防疾病。
然而,这些成分通常存在于食物中非常微量,提取和分离技术的发展变得至关重要。
一、提取技术在食品中提取功能性成分的过程中,常用的提取技术包括溶剂提取、超临界流体提取和微波辅助提取等。
溶剂提取是目前最常用的成分提取方法之一。
它通过将食品样品与适当选择的溶剂接触,将功能性成分从食物中提取出来。
常用的溶剂包括乙醇、水、酸和酶等。
超临界流体提取是一种相对新兴的技术,其基本原理是通过改变溶剂的温度和压力来调节其物理性质,使溶剂的密度和粘度接近液体和气体的临界点。
这种方法具有提取效率高、操作简单、对环境无污染等优点。
微波辅助提取是一种利用微波辐射的热效应将溶解的食品样品加热,从而加速溶解和传输过程的技术。
相比传统的热水浸提方法,微波辅助提取具有提取速度快、效果高、样品消耗少等优势。
二、分离技术提取得到的功能性成分通常需要进行进一步的分离和纯化,以获得更纯粹的目标化合物。
技术上常用的分离方法包括色谱法、电泳法、选择性膜分离和萃取法等。
色谱法是目前最常见的分离技术之一,其中液相色谱和气相色谱应用较为广泛。
液相色谱分离依据溶剂与固定相之间的相互作用,可分为大小分离和亲疏分离两种。
而气相色谱则基于物质在气相连续流动的载气中的分配系数差异来实现分离。
电泳法根据样品中成分的电荷性质、分子大小和形状的不同,将其在电场中进行分离。
电泳法分为凝胶电泳、毛细管电泳、等电聚焦电泳等多种类型。
选择性膜分离是利用膜的选择性通过反应、拦截或理化作用来将混合物中的分子分离开来。
这种方法操作简单,不需要添加任何试剂,因此得到的产物纯度高,有较高的应用前景。
萃取法是一种将其中一种物质从混合物中分离出来的方法,主要通过溶剂之间溶解度的差异实现。
常用的萃取方法有液液萃取和固相萃取两种。
三、应用前景食品功能性成分的提取和分离技术在食品工业中有着广泛的应用前景。
功能性食品生产的主要技术方法功能食品的发展为消费者提供一条选择健康食品的最佳途径。
功能食品当中发挥功能作用的物质称为生物活性物质, 具有延缓衰老、提高机体免疫力、抗肿瘤、抗辐射等功能, 大多生物活性物质具有热敏性, 在生物活性物质的提取分离中保留其生物活性和稳定性至关重要。
功能食品的生产技术主要包括,生物工程技术(包括发酵工程,酶工程,基因工程,细胞工程等),分离纯化技术,超微粉碎技术,冷冻干燥技术,微胶囊技术,冷杀菌技术。
目前对于功能食品的研究集中于:1.活性多糖及其加工技术,活性多糖包括膳食纤维,真菌活性多糖,植物活性多糖。
2.活性多肽及其加工技术,酪蛋白磷酸肽(酶解-沉淀法,酶解-离子交换法),谷胱甘肽(萃取法,发酵法),降血压肽功能性油脂及其加工技术3.多不饱和脂肪酸,磷脂活性微量元素及其加工技术。
4.自由基清除剂及其加工技术(超氧化物歧化酶,沉淀法制备,离子交换层析法)5.活性菌类及其加工技术6.功能性甜味料及其加工技术。
1.一般分离技术1.1初步分离纯化从固液分离出来后的提取液需初步分离纯化, 进一步除去杂质。
常用的初步分离纯化技术主要有萃取分离、沉淀分离、吸附澄清、分子蒸馏技术、膜过滤法、树脂分离方法等。
1.1.1 萃取分离萃取分离萃取分离法既是一个重要的提取方法, 又是一个从混合物中初步分离纯化的一个重要的常用分离方法。
这是因为溶剂萃取具有传质速度快、操作时间短、便于连续操作、容易实现自动化控制、分离纯化效率高等优点。
萃取分离法: 一是水一有机溶剂萃取, 即用一种有机溶剂将目标产物自水溶液中提取出来, 达到浓缩和纯化的目的; 二是两水相萃取, 这是近期出现的、引人注目的、极有前途的新型分离纯化技术。
当两种性质不同、互不相溶的水溶性高聚物混合, 并达到一定的浓度时, 就会产生两相, 两种高聚物分别溶于互不相溶的两相中。
常用的两水相萃取体系为聚乙二醇( P E G ) 一葡聚糖( eD x t ar n ) 系统1.1.2 沉淀分离纯化沉淀分离纯化利用加人试剂或改变条件使功能活性成分( 或杂质) 生成不溶性颗粒而沉降的沉淀法是最常用和最简单的分离纯化方法, 由于其浓缩作用常大于纯化作用, 因此通常作为初步分离的一种方法。
沉淀分离纯化方法主要有盐析法、等电点法、有机溶剂沉淀法、非离子型聚合物沉淀法、聚电解质沉淀法、高价金属离子沉淀法和其他沉淀方法等1.1.3 吸附澄清技术吸附澄清是通过吸附澄清剂的吸附、架桥、絮凝作用以及无机盐电解质微粒和表面电荷产生絮凝作用等, 使许多不稳定的微粒联结成絮团, 并不断增长变大, 以增加微粒半径, 加快其沉降速度, 提高滤过率。
1.1.4 分子蒸馏技术分子蒸馏是利用液体混合物各分子受热后会从液面逸出, 并在离液面小于轻分子平均自由程而大于重分子平均自由程处设置一个冷凝面, 使轻分子不断逸出, 而重分子达不到冷凝面, 从而打破动态平衡而将混合物中的轻重分子分离。
1.1.5 膜过滤法膜过滤法是以压力为推动力, 依靠膜的选择透过性进行物质的分离纯化的方法, 包括微滤、纳滤、超滤、反渗透和电渗析等类型。
膜过滤法具有比普通分离方法更突出的优点, 由于在分离时, 料液既不受热升温, 又不发生相变化, 功能活性成分不会散失或破坏, 容易保持活性成分的原有功能。
1.2高度分离纯化经过初步分离纯化后的功能活性成分, 纯度可能还达不到要求, 还含有一些杂质, 需要进一步的高度分离纯化, 才能满足对功能活性成分的性质、结构和活性的研究。
高度分离纯化的方法大体有结晶分离纯化和色谱法分离纯化等。
1.2.1结晶分离纯化结晶是溶质呈晶态从溶液中析出的过程。
由于初析出的结晶多少总会带一些杂质, 因此需要反复结晶才能得到较纯的产品。
从比较不纯的结晶再通过结晶作用精制得到较纯的结晶, 这一过程叫重结晶。
晶体内部有规律的结构, 规定了晶体的形成必须是相同的离子或分子, 才可能按一定距离周期性地定向排列而成, 所以能形成晶体的物质是比较纯的。
1.2.2 色谱法分离纯化纸色谱是以纸和吸附的水作为固定相的液相色谱法, 主要应用于亲水化合物的分离。
通常的纸色谱是正相色谱, 但有时也将滤纸用极性较小的液体处理作为固定液, 而以极性大的含水溶剂为流动相, 此即为反相纸色谱法。
纸色谱点样量少, 分离后的纯品量少, 难以大量收集供功能活性成分的进一步研究之用。
薄层色谱是将吸附剂涂布在薄板上作为固定相的液相色谱法。
薄层色谱的点样量比纸色谱大, 分离纯化效果也比纸色谱好, 可用于纯度鉴定; 也可将分离后的斑点刮下, 溶解后收集纯品, 但收集量还是太小, 除特殊的情况外,一般也不用做纯品的收集方法。
2.现代提取方法分离是食品加工中的一个主要操作,它是依据某些理化原理将一种中间产品中的不同组分分离。
生产功能食品时, 常利用一些功效成分含量较高的功能性动植物基料, 如银杏叶、荷叶、茶叶、茶树花、山药等, 以提取黄酮、酚类、生物碱、多糖等功能活性成分川。
经典提取方法主要是有机溶剂提取法, 这种提取方法往往不需要特殊的仪器, 因此应用比较普遍。
现代提取方法是以先进的仪器为基础发展起来的新的提取方法, 主要有水蒸气蒸馏技术、超声波提取技术、微波提取技术、生物酶解提取技术、固相萃取技术。
2.1水蒸气蒸馏技术水蒸气蒸馏是利用被蒸馏物质与水不相混溶, 使被分离的物质能在比原沸点低的温度下沸腾, 生成的蒸气和水蒸气一同逸出, 经冷凝、冷却, 收集到油水分离器中, 利用提取物不溶于水的性质以及与水的相对密度差将其分离出来, 达到分离的目的。
2.2超声波提取技术天然植物有效成分大多存在于细胞壁内, 细胞壁的结构和组成决定了其是植物细胞有效成分提取的主要障碍, 现有的机械方法或化学方法有时难以取得理想的破碎效果。
超声波提取技术是利用超声波具有的机械效应、空化效应及热效应, 加强了胞内物质的释放、扩散和溶解, 加速了有效成分的浸出,大大提高了提取效率。
2.3微波提取技术微波提取技术是利用微波能来提高提取率的一种新技术。
微波提取过程中, 微波辐射导致植物细胞内的极性物质, 尤其是水分子吸收微波能, 产生大量热量, 使细胞内温度迅速上升, 液态水汽化产生的压力将细胞膜和细胞壁冲破, 形成微小的孔洞; 进一步加热, 导致细胞内部和细胞壁水分减少, 细胞收缩, 表面出现裂纹。
孔洞和裂纹的存在使胞外溶剂容易进入细胞内, 溶解并释放出胞内产物。
2.4生物酶解提取技术生物酶解提取技术是利用酶反应具有高度专一性等特性, 根据植物细胞壁的构成, 选择相应的酶,将细胞壁的组成成分水解或降解, 破坏细胞壁结构, 使有效成分充分暴露出来, 溶解、混悬或胶溶于溶剂中, 从而达到提取细胞内有效成分的一种新型提取方法。
由于植物提取过程中的屏障—细胞壁被破坏, 因而酶法提取有利于提高有效成分的提取效率。
此外, 由于许多植物中含有蛋白质, 因而采用常规提取法, 在煎煮过程中, 蛋白质遇热凝固, 影响有效成分的溶出。
2.5固相萃取技术固相萃取( S P E ) 是根据液相色谱法原理, 利用组分在溶剂与吸附剂间选择性吸附与选择性洗脱的过程, 达到提取分离、富集的目的, 即样品通过装有吸附剂的小柱后, 目标产物保留在吸附剂上, 先用适当的溶剂洗去杂质, 然后在一定的条件下选用不同的溶剂, 将目标产物洗脱下来。
3.膜分离技术3.1 膜分离技术概述膜分离技术自1950 年开始应用于海水的脱盐,至今已经成为最具发展前景的高新技术之一,被广泛应用于化工、制药、生物以及食品工业等领域。
膜分离技术以选择性透过膜为分离介质,借助外界推动力,对两种组分或多种组分进行分级、分离和富集。
与其它分离技术相比,膜分离为物理过程,无需引入外源物质,节约能源的同时,减少了对环境的污染; 其次,膜分离在常温下进行,过程中没有相变,适宜对食品工业中生物活性物质进行分离及浓缩。
将膜分离技术应用于食品工业的浓缩、澄清以及分离,可以较好地保持产品原有的色、香、味和多种营养成分。
另外,膜分离设备具有结构简单、易操作、易维修的特点,使其在化工、制药、生物以及食品工业等领域的应用更加广泛。
3.2 膜分离技术在功能食品中的应用功能食品的发展为消费者提供一条选择健康食品的最佳途径。
功能食品当中发挥功能作用的物质称为生物活性物质,具有延缓衰老、提高机体免疫力、抗肿瘤、抗辐射等功能,大多生物活性物质具有热敏性,在生物活性物质的提取分离中保留其生物活性和稳定性至关重要。
膜分离技术是在常温下进行操作,对生物活性物质的分离是一种较为理想的分离技术。
Loginov 等用超滤膜对亚麻籽皮提取物中的蛋白质和多酚进行分离,通过调节pH 值为4.4,使蛋白质凝集,离心后使用截留分子量为30 KDa 聚醚砜超滤膜对上清液过滤。
通过蛋白质凝集,多酚纯度由33.5%增至56. 0%,超滤后多酚纯度进一步增至76. 6%。
许浮萍等将膜分离与醇沉法相结合,对大豆异黄酮纯化。
试验采用20 nm 和50 nm两种孔径的膜对脱脂豆粕的乙醇萃取液进行超滤。
4.超微粉碎技术4.1 超微粉碎技术概述微粉碎技术是近年来随着现代化工、电子、生物、材料及矿产开发等高新技术的不断发展而兴起的,是国内外食品加工的高科技尖端技术。
在国外,美国、日本市售的果味凉茶、冻干水果粉、超低温速冻龟鳖粉、海带粉、花粉和胎盘粉等,多是采用超微粉碎技术加工而成; 而我国也于20 世纪90 年代将此技术应用于花粉破壁,随后一些口感好、营养配比合理、易消化吸收的功能性食品( 如山楂粉、魔芋粉、香菇粉等) 应运而生。
超微粉碎技术是利用机械或流体动力的方法,将物料颗粒粉碎至微米级甚至纳米级微粉的过程。
微粉是超微粉碎的最终产品,具有一般颗粒所不具备的一些特殊理化性质,如良好的溶解性、分散性、吸附性、化学反应活性等。
其粒径限度至今尚无统一的标准,普遍认为将微粉粒径界定为小于75 μm较为合理。
超微粉碎的原理与普通粉碎相同,只是细度要求更高,它利用外加机械力,使机械力转变成自由能,部分地破坏物质分子间的内聚力,来达到粉碎的目的。
超微粉碎技术是利用各种特殊的粉碎设备,通过一定的加工工艺流程,对物料进行碾磨、冲击、剪切等,将粒径在3 mm 以上的物料粉碎至粒径为10 μm 以下的微细颗粒,从而使产品具有界面活性,呈现出特殊功能的过程。
与传统的粉碎、破碎、碾碎等加工技术相比,超微粉碎产品的粒度更加微小。
超微粉碎是基于微米技术原理的。
随着物质的超微化,其表面分子排列、电子分布结构及晶体结构均发生变化,产生块( 粒) 材料所不具备的表面效应、小尺寸效应、量子效应和宏观量子隧道效应,从而使得超微产品与宏观颗粒相比具有一系列优异的物理、化学及表界面性质。
4.2 超微粉碎技术在功能食品中的应用Zhu等制备了苦瓜超微粉, 并用于糖尿病患者的治疗, 发现食用1周后, 患者血糖从21.40 mmol/L降至12.54 mmol/L, 表明苦瓜超微粉具有较好的抑制糖尿病的性能, 可作为降血糖性功能食品开发利用.Sun等制备了杏鲍菇超微粉, 并研究其在小鼠体内的免疫调节和抗氧化作用, 结果发现, 杏鲍菇超微粉具有良好的抗氧化、抗病毒和抗肿瘤功能.Kurek等将燕麦纤维超微粉以一定质量比加入小麦粉面团中, 随着超微粉比例的增加, 面团体积变小, 含水量及弹性增加, 为开发高膳食纤维含量的面包提供了参考。