文档介绍：硕士研究生期末作业
考试科目: 现代食品工业新技术课程编号: 考卷类型:(A/B)
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超临界萃取技术在食品工业中的研究现状
摘要:本文介绍了述了超临界萃取技术的原理、特点及其在食品中的研究进展,并介绍了超临界萃取技术在
天然香料、色素的生产、油脂的提取分离、食品中功能成分的提取等方面的应用,并对今后的发展趋势作了预测。
关键字:超临界食品工业应用
Abstract: This paper introduces the state of the supercritical extraction technology principles, characteristics and research progress in food, and introduced supercritical extraction technology in the extraction of natural spices, pigment production, oil separation, extraction of functional food ingredients, etc. applications, and future trends were predicted.
Key words: Supercritical Food industry Applications
超临界流体萃取(Supercritical fluid extraction,简写SCFE)是一种较新型的萃取分离技术,其起源于20世纪40年代,20世纪70年代投入工业应用,并取得成功。过去,分离天然的有机成分一直沿用水蒸汽蒸馏法、压榨法、有机溶剂萃取法等。水蒸汽蒸馏法需要将原料加热,不适用于化学性质不稳定成分的提取;压榨法得率低;有机溶剂萃取法在去除溶剂时会造成产品质量下降或有机溶剂残留;超临界流体萃取法则有效地克服了传统分离方法的不足,他利用在临界温度以上的高压气体作为溶剂,分离、萃取、精制有机成分。
1超临界萃取技术的基本原理
超临界流体(Supercritical Fluid,简写为SCF),是超过临界温度(Tc)和临界压力(Pc)的非凝缩性的高密度流体[1]。超临界流体没有明显的气液分界面,既不是气体,也不是液体,是一种气液不分的状态,性质介于气体和液体之间,具有优异的溶剂性质,粘度低,密度大,有较好的流动、传质、传热和溶解性能。流体处于超临界状态时,其密度接近于液体密度,并且随流体压力和温度的改变发生十分明显的变化,而溶质在超临界流体中的溶解度随超临界流体密度的增大而增大。超临界流体萃取正是利用这种性质,在较高压力下,将溶质溶解于流体中,然后降低流体溶液的压力或升高流体溶液的温度,使溶解于超临界流体中的溶质因其密度下降溶解度降低而析出,从而实现特定溶质的萃取。
2超临界技术的实验流程[2]
冷却水放空CO2
↓↑
CO2 →低温浴槽→高压泵→预热器→萃取器→分离器→产品
3超临界萃取技术的流体材料
已研究过的萃取剂有多种,如:乙烯、乙烷、正戊烷、一氧化亚氮、二氧化碳、六氟化硫、甲醇、乙醇、丁醇、氨和水等。
用超临界萃取方法提取天然产物时,一般用CO2作萃取剂。这是因为:
a)临界温度和临界压力低(Tc=℃,Pc=×106 Pa),操作条件温和,对有效成分的破坏少,因此特别适合于处理高沸点热敏性物质,如香精、香料、油脂、维生素等。
b)CO2可看作是与水相似的无毒、廉价的有机溶剂。
c)CO2在使用过程中稳定、无毒、不燃烧、安全、不污染环境,且可避免产品的氧化。
d)CO2的萃取物中不含硝酸盐和有害的重金属,并且无有害溶剂的残留。
e)在超临界CO2萃取时,由于CO2的临界密度(ρ= g/cm3)是常用超临界溶剂中最高的,因而对有机物溶解能力强、选择性好;被萃取的物质通过降低压力,或升高温度即可析出,不必经过反复萃取操作,所以超临界CO2萃取流程简单。
因此超临界CO2萃取特别适合于对生物、食品、化妆品和药物等的提取和纯化。在环境化学中他能出色地替代许多有害、有毒、易挥发、易燃的有机溶剂;他还可看作与水最相近、价格最便宜的溶剂;他可以从环境中来,用于化工过程后再回到环境中去,无任何毒副作用。因其有完全“绿色”的特性而广泛应用。当然,最重要的原因还是他较温和的临界条件(Tc=31℃,Pc=×106 Pa)。
但是,单一的超临界萃取溶剂对某些溶解度很低、选择性不高的物质具有局限性,因此在纯气体溶剂中加人附加组分(即夹带剂)得到了广泛的研究。
夹带剂作为混合溶剂的一种,可强烈影响超临界气体的溶解能力、选择性及P-V-T性质