分 享

功能性食品生产应用技术有哪些

2020-08-19 16:41:33 来源.:中国食品报网
【功能性食品当中发挥功能作用的物质被称为生物活性物质。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。利用一些现代生产技术,可以有效保留其生物活性。】

  功能性食品当中发挥功能作用的物质被称为生物活性物质。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。利用一些现代生产技术,可以有效保留其生物活性。

image.png

  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、微胶囊技术及冷杀菌技术等。目前,对于功能食品的研究主要集中于活性多糖(包括膳食纤维、真菌活性多糖、植物活性多糖)加工技术;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;多不饱和脂肪酸,磷脂活性微量元素及其加工技术;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);活性菌类及其加工技术;功能性甜味料及其加工技术。

一般分离技术

  初步分离纯化  即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。

  高度分离纯化  即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包括结晶分离纯化和色谱法分离纯化等。

现代提取方法

  分离是食品加工中的一个主要操作,主要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。经典提取方法主要是有机溶剂提取法,该法往往不需要特殊的仪器,因此应用比较普遍。现代提取方法是以精良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。

  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溢出,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。

  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。

  微波提取技术  该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。

  生物酶解提取技术  该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。

  固相萃取技术  固相萃取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。

膜分离技术

  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。与其他分离技术相比,膜分离为物理过程,无须引入外源物质,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。

超微粉碎技术

  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端技术。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、香菇粉等也应运而生。

  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。

微胶囊技术

  纳米微胶囊,即具有纳米尺寸的微胶囊,其颗粒微小,易于分散和悬浮在水中,形成均一稳定的胶体溶液,并且具有良好的靶向性和缓释作用。在功能食品领域中,运用纳米微胶囊技术对功能食品中的功能因子进行包埋,既可以减少功能因子在加工或贮藏过程中的损失,又能有效地将功能因子输送到人体的胃肠道位置。纳米胶囊特定的靶向性可以使功能因子改变分布状态而浓集于特定的靶组织,以达到降低毒性、提高疗效的目的,并通过控制释放功能因子提高其生物利用率,同时保持食品的质地、结构以及其感官吸引力。因此,纳米微胶囊技术对于功能食品的研究与开发提供了新的理论和应用平台,十分有利于功能食品的发展。

  纳米微胶囊技术作为微胶囊技术的发展和延伸,在功能食品加工生产过程中的应用受到越来越多的关注,尤其是人们对功能食品中的功效成分的保持与生物利用率的重视,针对功能食品中的功效成分在应用过程中的溶解度低、功能靶向性差、生物活性低以及生物利用率差等问题,采用纳米微胶囊技术对各种功效成分进行包埋,增强其在生物体内的功能靶向释放性能,提高生物利用率,延长贮藏稳定期。纳米微胶囊作为一种复合相功能材料,其发展趋势将朝着胶囊的粒径小、分布窄、分散性好、选择性高、应用范围广等方面进行。

  纳米微胶囊技术在功能食品领域中的应用与发展取得了一些进展,但对于纳米微胶囊技术本身而言,在理论和应用方面都还刚刚起步,需要进行更深入的研究。

超临界流体萃取

  超临界流体萃取是根据超临界流体对溶质有很强的溶解能力,且在温度和压力变化时,流体的密度、赫度和扩散系数随之变化,溶质的亲和力也随之变化,从而使不同性质的溶质被分段萃取出来,达到萃取、分离的目的。这种流体可以是单一的,也可以是复合的,添加适当的夹带剂可以大大增加其溶解性和选择性。用于超临界流体的物质很多,但最常用的是二氧化碳,利用超临界二氧化碳萃取技术提取功能食品的功效成分,对于提高功效成分的纯度和活性具有重要的作用。

  (食研)



 

编辑:思楠
 
相关推荐
“今年以来,我们克服了新冠肺炎疫情等不利因素影响,工业经济实现稳定恢复的良好态势。”日前,工业和信息化部新闻发言人、运行监测协调局局长黄利斌在国务院新闻办举行的发布会上说,总的来看...
北起羊台山,南入深圳湾,全长13 7公里的大沙河曾是南山区的臭水河,如今逆袭成了深圳新晋“网红打卡地”:...
国家发改委、科技部、工信部、财政部、人社部、中国人民银行等六部门近日正式印发《关于支持民营企业加快改革发展与转型升级的实施意见》(以下简称《实施意见》)。在26日国新办举行的国务院...