超临界流体萃取技术及其在食品加工中的应用

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1、超临界流体萃取技术及其在食品Jjn-v中的应用葛教强孙爱东倪元颖蔡同一中国农业大学食品学院“民以食为天”，食品工业是个永不衰败的工业。自1996年以来，我国食品工业已肤居全国工韭产值的首位，正向着现代化、国际化、集团化和多元化发展。食品工业高新技术的产业化将是中国食品工业高速发展的关键因素之一。其中，超临界流体萃取技术是天然产物加工中的高新分离技术之一。在崇尚“回归自然。的今天．人们更加追求“天然、安全、营养、有效”，天然制品日益受到人们的欢迎。各种天热营养品风行全球。然而天然产物要成为商品必需经过加工，因此，天然产物加工方法

2、的改进是保证天然崩品品质的投其重要的环节。而超临界漉体萃取技术最大特点就是纯天然性，因为它具有加工温度不高、无毒、无害、无残留、无亨亏染、分离效率高等特点，尤其特别适用于热敏性天然营养素的提取、分离和精制。1超临界流体萃取技术的发展史超临界流体萃取(Supereriticalfluidextraction，简称sFE)是一种新型的萃取分离技术。该技术是利用流体(溶剂)在临界点附近某一区域(超临界区)内，它与待分离混合物中的溶质具有异常相平衡行为和传进性能、且它对溶质溶解能力随压力和温度改变而在相当宽的范围内变动这一特性而达到溶

3、质分离的一项技术。因此，利用超临界流体作为溶剂，可从多种液态或固态混合物中萃取出待分离的组分(高梧成等，1997)。超临界流体技术，被誉为孕育百年的发明。关于超临界流体的发现和研究，至今已有一个多世纪，但是超临界流体在石油、化工、医药、食品等方面的应用研究仅有几十年的历史(张国宏和孙奇。1998，1999)。最先发现超临界现象的是英国女王学院Andrews博士。1850年。Andrews对二氧化碳的超临界现象进行了研究，并于1869年在英国皇家学术会议上发表了超临界实验装置和超临界实验现象观察的文章。1879年10月，英国科学

4、家Hanny和Hogarth首次发表了“超临界流体能够溶解低蒸汽压的固体物质”一文。他们发现，超临界漉体溶解固体物质的能力大小主要依赖于压力。继Hanny之后．人们又发现许多超临界溶剂，如N20、s02、N2低链烃等(villar'1896)。Buchner(1906)报导了挥发性有机钳在超临界c02中的溶解度。Messmore(1947)报导了采用超临界流体技术从石油中除去沥青的专利，奠定了SFE应用的基础。早期超临界流体的研究主要集中在相行为变化和溶剂性质上。本世纪50年代，美国的Todd和Elgin(1955)从理论上提

5、出SFE用于萃取分离的可能性。60年代以后，原西德对这一领域首先擞了许多基础和应用的研究。1971年PallI和wise出版了(气体萃取原理)一书，1978年1月在原西德Essen举行的首次SFE技术研讨会，可称为是现代SFE技术开发的里程碑，这次会议不仅对该技术的推广应用产生巨大影响，也促进了对更多相关阔曩开展研究。这主要包括：分离过程基本原理及相平衡理论、测试手段、基础敷据及其应用范围、设备结构和设计方法等。自zosel(1962)首先提出采用超临界流体萃取技术脱除咖啡豆中咖咩因及以后使之工业化以来，SFE作为新型分离技术

6、受到世人瞩目。超临界流体萃取分离技术在解决许多复杂分离同题。尤其是从天然动檀物中提取一些有价值的生物活性物质，如?一胡萝h素、甘油醋、生物碱、不饱和脂肪馥等上，已显示出了巨大的优势。近年来，超临界流体萃取技术的开发研究吸引了国内外大批的学者，发表了大量的研究报告。应用领域涉及食品工业、医药工业、化学工业等。尤其是超临界二氧化碳萃取在食品及医药工业中的应用得到了特别的关注。并且，随着超临界萃取技术的深人研究，一些中、小规模的生产厂家开始建成。1978年，西蕾HAG公司首先建成了拥有四台40m3超临界二氧化碳萃取槽的超临界技术生产

7、厂家。1982年．西德HEG杜建成年处理5000吨物料的超临界技术生产厂家。现在日本、美国、南朝鲜等国家也陆续建立一些中、小规模韵超牲界技术生产厂家。从整个世界范围来看，超临界流体萃取技术正以不可抗拒的力量推向石油、化工、医药、食品等工业领域，并逐步向工业化生产迈进。我国在超临界流体萃取技术方面的起步较晚。1985年，北京化工学院从瑞士进口第一台超临界流体取设备，并进行了一些初步的超临界萃取理论方面的探讨。此后，清华大学、华东化工学院、大连物化所、广西林科·527·所、中科院广东化学研究所、山西煤化所等单位，也相继从瑞士、日本

8、、美国等地引进超临界流体萃取设备。1994年5月，我国召开了“第一届全国超临界流体技术与学术交流会”，1996年10月和1998年11月，我国又召开了第一届和第二届“全国超临界流体技术及应用研讨会”，国内的专家、学者发表了大量有关超临界流体基础理论研究及应用文章。在“八五”期