分子蒸馏在食品工业上的应用

分子蒸馏在食品工业上的应用摘要：分子蒸馏是在传统的蒸馏技术不断改进中产生的一种特殊的蒸馏分离技术，是一种非平衡态的蒸馏，能够最大程度的保护好产品的天然品质，使产品没受化学污染。分子蒸馏和普通的蒸馏有一定的差别，分子蒸馏目前被广泛应用于食品工业领域，例如精制槟榔油，分离纯化橘皮中的柠檬稀。关键词：分子蒸馏食品槟榔油柠檬烯引言：分子蒸馏是在传统的蒸馏技术不断改进中产生的一种特殊的蒸馏分离技术，自20世纪20年代以来，随着人们对真空状态下气体运动理论的深入研究，该技术得到了飞速的发展。它是在真空条件下进行的液-液分离技术，是一种非平衡态的蒸馏。特别适合于分离低挥发度、高沸点、高粘度、热敏性等和具有生物活性的物料。目前，已成功应用于医学，食品，精细化工和化妆品等行业，并且都已实现了工业化。尤其在食品领域，因其能够最大程度的保护好产品的天然品质，是产品不受化学污染，很有研究的价值与必要。1、分子蒸馏的原理根据分子运动理论，液体混合物的分子受热后运动加剧，当接受足够的能量时，就会从液面溢出而成为气体分子。随着液面上方气体分子的增加，有一部分气体分子就会反悔液体，在外界温度保持恒定的情况下，最终达到动态平衡。常规蒸馏就是建立在气-液相平衡的基础上的。不同种类的分子气运动速度不同，平均自由程也不相同，分子蒸馏分离作用就是利用了液体分子受热后平均自由程不同这一性质来实现的。重分子平均自由程小，而轻分子大，若在离液面小于轻分子自由程而大于重分子自由程处设计一冷凝面，使得轻分子冷凝面落在冷凝面上被冷凝，从而破坏轻分子动态平衡，使轻分子继续不断溢出，而重分子因达不到冷凝面，很快趋于动态平衡，这样就将蒸馏物质中的不同组分分离。2、分子蒸馏在食品工艺上的应用2.1、我国是世界上柑橘最大的生产国，柑橘果皮中含约1.5%～2.5%的橘皮油，橘皮油中含有醇、酸、酯、萜烯类等物质，但主要成分是一种无色透明、具有橘香味的d-柠檬烯，柠檬烯是一种具有橘皮愉快香气的无色液体，用途极为广泛，工近年来大量研究发现，柠檬烯具有很好的预防和抑制肿瘤活性，因此作为一种潜在的功能性添加剂，广泛应用于食品、化妆品、医药等行业。我国现已有多家加工橘皮油的厂家，但加工技术和工艺同国际先进水平仍然有很大差异，特别是柑橘中有效成分的精制和深加工利用等问题一直是柑橘产业的重大研究课题。以分子蒸馏技术从橘皮中获得高品质的柠檬烯，可大大提高柑橘皮的经济价值，为延伸我国的柑橘产业链，提高柑橘产业的精加工技术以及产品的高附加值提供一定的理论依据，将橘皮变废为宝，进行资源再生，也是符合当前循环经济的需要分子蒸馏技术从橘皮油中提取纯化柠檬烯的最佳工艺条件：先控制分子蒸馏器系统内压力在100Pa后，加料速率1.0mL/min，刮膜转速300r/min，蒸馏温度为50℃，进行一级分离，脱去轻组分后，将蒸余物在蒸馏压力为40Pa，进料速度1.5mL/min，蒸馏温度为80℃，刮膜转速为280r/min的条件下，进行二级分子蒸馏分离，收集到的轻组分是纯度高达99%的d-柠檬烯。采用分子蒸馏技术，在超高真空条件下，从橘皮油中提取柠檬烯，避免了在高温情况下，柠檬烯的聚合、氧化和异构化，可最大限度地避免柠檬烯的损失，提高了产品的纯度和得率，改善了提取工艺，且对环境无污染，具有广阔的应用前景。2．2、槟榔粗油成分较复杂，略显粘稠，为去除杂质和轻组分，烯类等化合物，使有效成分进一步富集，可以对对超临界CO2萃取所得槟榔油进行分子蒸馏纯化通过单因素实验探讨进料温度、进料速率、蒸馏温度、转速四个因素对槟榔油分子蒸馏结果影响，并在此基础上，以进料温度、进料速率、蒸馏温度、转速为考察对象，以重相馏出物收率为指标，采用正交实验，对槟榔油分子蒸馏最佳工艺进行优化，并对工艺进行验证。结果得到最佳工艺为：进料温度为45℃、进料速率1.8ml/min、蒸馏温度130℃、转速为200r/min；且验证结果表明，该最佳工艺可以稳定、可靠对槟榔油进行精制，提高了对原料的利用率，有一定的现实意义和价值。除此之外，分子蒸馏技术还应用于芳香油的精制、天然维生素的提纯、天然色素的提取、从鱼油中提取DHA、但脂肪酸甘油酯的分离提纯，等等。我们相信，在未来分子蒸馏技术会越来越成熟，具有潜在的价值。参考文献许松林徐世民分子蒸馏精制L-乳酸的研究2008郑渊月高荫榆孙志芳分子蒸馏在食品工业中的应用2009食品科技王文渊张芸兰龙红萍何芳分子蒸馏技术分离纯化橘皮油中柠檬烯201010食品研究与开发普义鑫周文化任费燕蒋爱民分子蒸馏精制槟榔油加工技术研究2010年粮食与油脂王军武许松林徐世民干爱华分子蒸馏技术的应用现状2008