|
超临界流体萃取技术在天然色素生产中的应用
我国天然食用色素生产工业发展迅猛，成为继日本和美国之后的第三大研发生产国家。由于我国天然色素生产企业大多采用传统工艺，因生产工艺引起的产品缺陷，如溶剂残留和异味等问题已成为天然色素出口和推广的瓶颈。因此如何采用先进的工艺和设备，提高产品质量是我国天然色素今后发展的一个重要课题。
超临界流体萃取技术是近２０年来迅速发展起来的一种“环境友好”的新型工业分离技术，在发达国家已广泛应用于包括天然色素在内的食品制造领域。与传统有机溶剂法相比，采用超临界ＣＯ２萃取技术生产的产品无溶剂残留，无污染，可避免萃取物在高温下的热劣化，保护了生理活性物质的活性并保持萃取物的天然风味。所以该技术在天然食用色素生产中的应用可有效解决传统溶剂法产品的品质缺陷，是提高天然色素产品品质和经济附加值的有效手段之一。
超临界Ｃ０２萃取方法的特性
就超临界ＣＯ２而言，当 Ｃ０２处于临界状态(温度３１℃，压力７３ｂａｒ)以上时，即为超临界流体，此时Ｃ０２同时具有气体的扩散性和液体的强溶解能力，是良好的萃取溶剂。超临界Ｃ０２萃取在某种意义上说是一种特殊的溶剂萃取法，其优点可以总结如下：
对热敏性物质的保护 ＣＯ２临界温度３１℃，萃取过程可以在接近室温(３５℃－４０℃)及ＣＯ２气体笼罩下进行，可有效地防止热敏性物质的氧化和逸散。因此，在萃取物中保持着天然产物的全部成分，而且能把高沸点，易热解的热敏性物质在常温下萃取出来。
无污染，符合环保要求 使用超临界ＣＯ２萃取是最干净的提取方法，由于全过程不用有机溶剂，因此萃取物绝无残留溶剂，同时也防止了提取过程对人体的毒害和对环境的污染，是１００％的纯天然。
操作安全卫生，运行费用较低 Ｃ０２是—种不活泼的气体，萃取过程不发生化学反应，且属于不燃性气体，无味、无臭、无毒，故安全性好。同时ＣＯ２价格便宜，纯度高，容易取得，在生产过程中循环使用，从而降低成本。
萃取工艺简单且萃取时间短 压力和温度都可以成为调节萃取过程的参数。通过改变温度或压力调节溶剂能力达到萃取目的。压力固定，改变温度可将物质分离；反之温度固定，降低压力使萃取物分离，因此工艺简单易掌握，而且萃取速度快。
虽然超临界Ｃ０２萃取过程有诸多的优点，但在实际应用中也存在缺点：
(１)操作压力高，设备一次性投入较大。设备折旧在生产成本构成中占的比例大，很难用现有装置生产如植物油这样量大面广的产品。
(２)超临界ＣＯ２萃取的普适性不高，主要适于非极性或弱极性物质的提取。大分子量和强极性物质很难利用超临界ＣＯ２来萃取加工。为此，超临界Ｃ０２在加工一些分子量不大，但极性很强的物质时，需添加一些强极性的小分子物质作为助取能力。
超临界Ｃ０２萃取在天然色素生产领域的应用
天然色素的提取方法
色素作为一类重要的食品添加剂，在食品工业领域使用已经有相当悠久的历史，天然色素依据其溶解方式可分为脂溶性和水溶性。天然色素的提取随着科学与工业技术的日益进步而发生很大变化，目前脂溶性色素主要提取方式为有机溶剂法及超临界ＣＯ２萃取法。近年来环保法规对挥发性有机物(ＶｏｌａｔｉｌｅＯｒｇａｎｉｃ Ｃｏｍ－ｐｏｕｎｄ，简称ＶＯＣ)释放量的限制日益严格，开发环境友好的替代溶剂已成当务之急。而超临界ＣＯ２的溶剂特性类似常温常压下的正己烷，完全可以作为环境友好溶剂替代此类有机溶剂用于天然色素的提取。在欧美等发达国家和地区，超临界提取法已逐步取代溶剂法生产脂溶性色素。
超临界ＣＯ２萃取生产脂溶性色素
超临界ＣＯ２可广泛用于类胡萝卜素、叶绿素类及酸类等亲脂性天然色素的提取生产。超临界天然色素产品在感观品质等方面明显优于常规产品，主要表现在：
（１）以Ｃ０２为溶剂，超临界色素产品中无溶剂残留， 产品安全性得到有效保障；
(２)提取温度接近室温，避免热解反应，超临界产品色泽自然纯正；
(３)萃取过程抑制类似果胶、磷脂等杂质的溶出，有效改善产品的黏温性质，提高色素纯度；
除此之外，超临界Ｃ０２萃取过程还具有一些独特的优势，如在玉米蛋白粉提取玉米黄素的同时直接获得膨化饲料蛋白粉；在小球盐藻提取β—胡萝卜素过程中高压渗透非常有利于色素的溶出，提高产品收率等。
在普遍使用的色素中，已实现超临界Ｃ０２萃取生产的产品主要有：辣椒红色素、叶黄素、紫草红素、玉米黄色素、番茄红素等等。
超临界Ｃ０２萃取精制天然色素——兼顾经济性和好品质的折中方法
由于超临界Ｃ０２萃取能力可随温度压力的改变进行调整，加上Ｃ０２过程成本较高的经济原因，目前许多色素产品采用超临界Ｃ０２萃取精制方法提高产品品质。
超临界Ｃ０２萃取精制工艺主要用于常规溶剂法产品的脱溶残、脱臭(异味)、提高色素产品纯度等方面，如日本安芸忠德申请的发明专利，保护了一种利用超临界Ｃ０２萃取技术脱除常规辣椒红素产品中的臭味和溶剂残留的技术。通过精制工艺，色素产品质量大为改善，产品价值得以提升。
提高天然食用色素产品的质量和研究开发高附加值新产品是适应市场经济和人们健康的要求，特别是我国加入ＷＴ０后，如何提高我国天然着色剂的市场竞争力和市场份额已成为亟待解决的问题。超临界Ｃ０２萃取作为一种新兴的环境友好的化工分离技术，尽管在应用过程中面临设备—次性投资较大的问题，操作成本高于传统有机溶剂萃取。但因其具有纯净、安全、保持生物活性、色味纯正及提取率高等优点而成为现代食品工业中具有相当发展潜力的高新提取分离方法
| |
| • 合格的牛奶膜的生产工艺 |
| • 干红葡萄酒的几种生产工艺 |
| • 塑料啤酒瓶问题解决方法 |
| • 食品行业非化学制品清洗技术 |
| • 氧气及水蒸气对食品品质的影响 |
| • 溶剂残留量检测方法 |
|
|
