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超临界萃取在食品工业中的应用 生命科学与工程系 生物技术及应用一班 王雪 2010092125 摘要：超临界流体萃取技术(Supercritical Fluid Extraction)是近30年发展起来的一种新型分离技术，由于其具有操作方便、能耗低、无污染、分散能力高、制品纯度高、无溶剂残留等优点，被称为“绿色分离技术”。可以作为超临界萃取的介质很多，如二氧化碳、一氧化氮、六氟化硫、已烷、庚烷、氨、二氯二氟甲烷等，其中二氧化碳的超临界温度(Tc = 31.3℃)接近室温，且无色无毒、不燃烧爆炸、对大多数的物质不反应、不昂贵、易制成高纯度的气体，故而常做首选的超临界介质。超临界CO2萃取技术（Supercritical Fluid Extraction）主要应用于香料、食品和医药工业，对于一些用常规方法难以提取及纯化的物质，该方法更能显示其独特的优势。 关键词：超临界流体萃取技术；超临界CO2流体萃取；食品工业；应用 由于各国尤其是发达国家的政府对食品、药物等的溶剂残留、污染制定了严格的控制法规，消费者日益担心食品生产中化学物质的过多使用，传统加工技术不能满足高纯优质产品的要求和传统加工技术能耗大。超临界流体萃取技术得以迅速发展。近年来超临界二氧化碳萃取技术、在食品、医药、化工等领域发展很快,已经初步形成了一个新兴的产业。 20世纪80年代以来，超临界CO2萃取技术广泛地应用于香精、香辛料的提取，如从花中提取天然香剂，从胡椒、肉桂、薄荷等中提取香辛料，对茶叶进行全价提取，如从中提取叶绿素、儿茶酚等。近几年来，国内外针对中药西制开始对药用植物进行有效成分的提取。 超临界流体萃取技术概述 超临界流体萃取技术的概念 超临界流体萃取技术，是指用超临界流体为溶剂，从固体或液体中萃取可溶组分的传质分离操作。 超临界流体萃取技术的原理 在一定的温度（Tc＝31.3℃）和压强（Pc＝7.158MPa）以上时，CO2将处于超临界状态，这时CO2的物理性质既不完全与液态相似也不完全与气态相似。超临界CO2萃取技术的分离原理就是控制操作压力和温度，使CO2在超临界状态下从食品原料中萃取并携带出目标组分，然后解除超临界条件，CO2对目标组分的溶解能力立即消失，将目标组分释放出来，从而达到分离的目的。 超临界CO2流体萃取（SFE）分离过程的原理是利用超临界流体的溶解能力与其密度的关系，即利用压力和温度对超临界流体溶解能力的影响而进行的。在超临界状态下，将超临界流体与待分离的物质接触，使其有选择性地把极性大小、沸点高低和分子量大小的成分依次萃取出来。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，被萃取物质则完全或基本析出，从而达到分离提纯的目的，所以超临界CO2流体萃取过程是由萃取和分离过程组合而成的。 1.3 超临界流体萃取技术的优点 萃取能力强，提取率高。 可以在低温下提取。 完全没有残留有机溶剂。 控制工艺参数可以分离得到不同的产物。 提取时间快、生产周期短。 超临界CO2提取，操作参数容易控制，因此，有效成分及产品质量稳定。 超临界CO2还具有抗氧化、灭菌作用，有利于保证和提高产品质量。 萃取和分离一体化。 产品容易通过GMP认证。 能耗少。 1.4 超临界流体萃取技术的使用范围 （1）萃取速度高与液体萃取，特别适合于固态物质的分离提取； （2）在接近常温的条件下操作，能耗低于一般精馏发，适合于热敏性物质和易氧化物质的分离； （3）传热速率快，温度易于控制； （4）适合于挥发性物质的分离。 超临界流体萃取技术在食品工业中的应用 2.1植物营养素的萃取 2.1.1茶叶咖啡碱的脱除 茶叶中富含的咖啡碱，约占茶叶干物质重的2%～5%，茶浓缩液和速溶茶中的咖啡碱含量则更高。过量摄入咖啡碱对人体的健康不利。近年来，低咖啡碱或脱咖啡碱茶及其制品已在欧美国家行销，使得从茶叶中脱除咖啡碱的技术越来越受到重视。超临界CO2流体萃取技术因其高选择性、无有效成分损失与劣变、无有机溶剂残留。随着萃取时间的延长、操作压强的增大、操作温度的提高和浓缩液浓度的降低，会导致绿茶浓缩液中咖啡碱的脱除率增大，应确定的较佳工艺参数：操作压强为30MPa、操作温度为56℃、萃取时间为4h和浓缩液浓度为20%。 2.1.2大豆磷脂 大豆磷脂是精炼食用大豆油时得到的一种粘稠的含油很高的毛磷脂，油脂占30%～40%，磷脂占60%～70%。虽然其营养价值高，但直接用于医药却较困难，而不含油的纯磷脂在食品、医药及化妆品等行业已得到广泛的应用，所以提取高质量的磷脂越来越引起人们的重视。提取大豆磷脂的方法虽很多，但用超临界CO2提取尚属首次。 2.1.3 大蒜油 大蒜是人们生活中的重要调味