食品科學概論 本科課件

食品科學概論 本科課件,食品科學概論,本科課件,食品科學,概論,本科,課件 專專業(yè)業(yè)基基礎礎課課 食食 品品 科科 學學 概概 論論第二十二章第二十二章 食品加工高新技術食品加工高新技術十一食品生物技術 十食品擠壓與膨化技術九食品加熱與殺菌技術 八食品冷凍加工技術 七食品微波技術 六食品超高壓技術 五食品超臨界萃取技術 四食品分子蒸餾技術三食品膜分離技術 二食品微膠囊技術 一食品超微粉碎技術 專專業(yè)業(yè)基基礎礎課課 食食 品品 科科 學學 概概 論論一、概述一、概述 粉粉碎碎是是用用機機械械力力的的方方法法來來克克服服固固體體物物料料內內部部凝凝聚聚力力達達到到破破碎碎的的單單元元操操作作，有有時時將將大大塊塊物物料料分分裂裂成成小小塊塊物物料料的的操操作作稱稱為為破破碎碎，它它包包括括粗粗粉粉碎碎和和中中粉粉碎碎；將將小小塊塊物物料料分分裂裂成成細細粉粉的的操操作作稱稱為為磨磨碎碎或或研研磨磨，它它包包括微粉碎和超微粉碎，不過習慣上兩者又統稱為粉碎。括微粉碎和超微粉碎，不過習慣上兩者又統稱為粉碎。現現代代工工程程技技術術的的發(fā)發(fā)展展，要要求求許許多多以以粉粉末末狀狀態(tài)態(tài)存存在在的的固固體體物物料料具具有有極極細細的的顆顆粒粒、嚴嚴格格的的粒粒度度分分布布、規(guī)規(guī)整整的的顆顆粒粒外外形形和和極極低低的的污污染染程程度度，因因此此，普普通通的的粉粉碎碎手手段段已已不不能能滿滿足足生生產產的的需需要要，于于是是便便產產生生了了超超微微粉粉碎碎加加工工技技術術。但但由由于于在在超超微微粉粉碎碎過過程程中中能能量量的的利利用用率率很很低低，目目前前對對該該技術本身的研究主要集中在如何提高能量的利用率上。技術本身的研究主要集中在如何提高能量的利用率上。第一節(jié)第一節(jié) 食品超微粉碎技術食品超微粉碎技術 專專業(yè)業(yè)基基礎礎課課 食食 品品 科科 學學 概概 論論二、超微粉碎類型及原理二、超微粉碎類型及原理 超超微微粉粉碎碎一一般般是是指指將將3mm以以上上的的物物料料顆顆粒粒粉粉碎碎至至1025m以以下下的的過過程程。目目前前，超超微微粉粉碎碎技技術術分分化化學學法法和和機機械械法法兩兩種種?；瘜W學粉粉碎碎法法能能夠夠制制得得微微米米級級、亞亞微微米米級級甚甚至至納納米米級級的的粉粉體體，但但產產量量低低加加工工成成本本高高，應應用用范范圍圍窄窄。機機械械粉粉碎碎法法產產量量大大、成成本本低低，是是制制備備超超微微粉粉的的主主要要手手段段，工工業(yè)業(yè)生生產產中中大大多多用用此此法法。機機械械法法超超微微粉粉碎碎可可分分為為干干法法粉粉碎碎和和濕濕法法粉粉碎碎，根根據據粉粉碎碎過過程程中中產產生生粉粉碎碎力力的的原原理理不不同同，干干法法粉粉碎碎有有氣氣流流式式、高高頻頻振振動動式式、旋旋轉轉球球(棒棒)磨磨式式、錘錘擊擊式式和和自自磨磨式等幾種形式；濕法粉碎主要是膠體磨和均質機。式等幾種形式；濕法粉碎主要是膠體磨和均質機。專專業(yè)業(yè)基基礎礎課課 食食 品品 科科 學學 概概 論論三、超微粉碎技術在食品工業(yè)中的應用三、超微粉碎技術在食品工業(yè)中的應用1.軟飲料加工軟飲料加工 利利用用氣氣流流微微粉粉碎碎技技術術已已經經開開發(fā)發(fā)出出的的軟軟飲飲料料有有粉粉茶茶、豆豆類類固固體體飲飲料料、超超細細骨骨粉粉配配制制富富鈣鈣飲飲料料和和速速溶溶綠綠豆豆精精等等。在在牛牛奶奶生生產產過過程程中中，利利用用均均質質機機能能使使脂脂肪肪顯顯著著細細化化。若若脂脂肪肪球球直直徑徑98%在在2以以下下，則則可可達達到到優(yōu)優(yōu)良的均質效果，口感好，易于消化。良的均質效果，口感好，易于消化。2.果蔬加工果蔬加工 果果皮皮、果果核核經經超超微微粉粉碎碎可可轉轉變變?yōu)闉槭呈称菲贰Ｊ呤卟瞬嗽谠诘偷蜏販叵孪履ツコ沙晌⑽⒏喔喾鄯?，既保存全部的營養(yǎng)素，纖維質也因微細化而增加了水溶性，口感更佳。既保存全部的營養(yǎng)素，纖維質也因微細化而增加了水溶性，口感更佳。3.糧油加工糧油加工 經經超超微微粉粉碎碎加加工工的的面面粉粉、豆豆粉粉、米米粉粉的的口口感感以以及及人人體體吸吸收收利利用用率率得得到到顯顯著著提提高高。將將麥麥麩麩粉粉、大大豆豆微微粉粉等等加加到到面面粉粉中中，用用來來改改造造劣劣質質面面粉，可制成高纖維或高蛋白面粉。粉，可制成高纖維或高蛋白面粉。專專業(yè)業(yè)基基礎礎課課 食食 品品 科科 學學 概概 論論4.水產品加工水產品加工 螺螺旋旋藻藻、海海帶帶、珍珍珠珠、龜龜鱉鱉、鯊鯊魚魚軟軟骨骨等等通通過過超超微微粉粉碎碎加加工工制制成成的的超超微微粉粉具具有有一一些些獨獨特特優(yōu)優(yōu)點點。加加工工珍珍珠珠粉粉的的傳傳統統方方法法是是球球磨磨十十幾幾個個小小時時，粒粒度度達達幾幾百百目目。如如果果在在-67左左右右的的低低溫溫和和嚴嚴格格的的凈凈化化氣氣流流條條件件下下瞬瞬時時粉粉碎碎珍珍珠珠，可可以以得得到到平平均均粒粒徑徑為為10，D97在在173以以下下的的超超微微珍珍珠珠粉粉。加加上上整整個個生生產產過過程程無無污污染染，與與傳傳統統珍珍珠珠粉粉加加工工方方法法相相比比，珍珍珠珠有有效效成成分分被被充充分分保保留留，其其鈣鈣含含量量高高達達42%，可可作作為為藥藥膳膳或或食食品品添添加加劑，制成補鈣營養(yǎng)食品。劑，制成補鈣營養(yǎng)食品。5.功能性食品加工功能性食品加工 膳膳食食纖纖維維素素被被現現代代醫(yī)醫(yī)學學界界稱稱為為“第第七七營營養(yǎng)養(yǎng)素素”，是是防防治治現現代代“文文明明病病”和和平平衡衡膳膳食食結結構構的的重重要要功功能能性性基基料料食食品品。超超微微粉粉碎碎技技術術在在部部分分功能性食品基料功能性食品基料(如膳食纖維、脂肪替代品等如膳食纖維、脂肪替代品等)的制備上起重要作用。的制備上起重要作用。專專業(yè)業(yè)基基礎礎課課 食食 品品 科科 學學 概概 論論6.巧克力生產巧克力生產 巧巧克克力力細細膩膩滑滑潤潤的的良良好好口口感感要要求求巧巧克克力力配配料料的的粒粒度度不不大大于于25，當當平平均均粒粒徑徑大大于于40時時，巧巧克克力力的的口口感感就就明明顯顯粗粗糙糙。因因此此，只只有有超超微粉碎加工巧克力配料才能保證巧克力的質量。微粉碎加工巧克力配料才能保證巧克力的質量。7.調味品加工調味品加工 微微粉粉食食品品的的巨巨大大孔孔隙隙率率造造成成集集合合孔孔腔腔，可可吸吸收收并并容容納納香香氣氣經經久久不不散散，這這是是重重要要的的固固香香方方法法之之一一，因因此此作作為為調調味味品品使使用用的的超超微微粉粉，其其香香味味和和滋味更濃郁、突出。滋味更濃郁、突出。8.其它其它 當當微微粉粉孔孔腔腔中中吸吸收收容容納納一一定定量量的的COCO2 2和和2 2時時，食食品品保保鮮鮮期期會會大大大大延延長。長。專專業(yè)業(yè)基基礎礎課課 食食 品品 科科 學學 概概 論論一、概述一、概述 微微膠膠囊囊技技術術，又又稱稱微微膠膠囊囊造造粒粒技技術術、微微膠膠囊囊包包埋埋技技術術，它它是是指指用用特特殊殊的的手手段段將將固固、液液、氣氣體體物物質質包包埋埋在在一一個個微微小小而封閉的膠囊內的技術。而封閉的膠囊內的技術。藥藥物物的的膠膠囊囊化化已已有有150多多年年的的歷歷史史，但但微微膠膠囊囊化化則則出出現現于于20世世紀紀30年年代代，經經過過幾幾十十年年的的不不斷斷研研究究與與開開發(fā)發(fā)，現現已已在在制制藥藥、食食品品、飼飼料料、精精細細化化工工、照照相相材材料料和和機機械械制制造造等等領域得到廣泛應用。領域得到廣泛應用。第二節(jié)第二節(jié) 食品微膠囊技術食品微膠囊技術 專專業(yè)業(yè)基基礎礎課課 食食 品品 科科 學學 概概 論論 微微膠膠囊囊是是一一種種具具有有聚聚合合物物壁壁殼殼的的微微型型包包覆覆體體，能能夠夠包包埋埋和和保保護護其其囊囊芯芯內內的的物物質質微微粒粒。微微膠膠囊囊內內部部被被包包覆覆的的物物料料稱稱為為芯芯材材、囊囊芯芯、內內核核、填填充充物物，其其外外部部的的包包覆覆膜膜稱稱為為壁壁材、囊壁、包膜、殼體。材、囊壁、包膜、殼體。微微膠膠囊囊的的大大小小一一般般在在5200m范范圍圍內內，當當囊囊的的粒粒度度小小于于5m時時，由由于于其其布布朗朗運運動動而而難難于于收收集集，當當其其粒粒度度超超過過200m時，由于表面的靜電摩擦系數減少而穩(wěn)定性下降。時，由于表面的靜電摩擦系數減少而穩(wěn)定性下降。微微膠膠囊囊技技術術在在食食品品工工業(yè)業(yè)中中具具有有改改變變物物態(tài)態(tài)、體體積積和和質質量量，控控制制釋釋放放和和降降低低物物質質揮揮發(fā)發(fā)性性，隔隔離離活活性性成成分分以以及及保保護護敏敏感感物質等功能。物質等功能。專專業(yè)業(yè)基基礎礎課課 食食 品品 科科 學學 概概 論論 微微膠膠囊囊可可有有多多種種形形狀狀，如如球球形形、腎腎形形、粒粒狀狀、谷谷粒粒狀狀、絮絮狀狀和和塊塊狀狀等等。囊囊壁壁可可以以是是單單層層結結構構，也也可可以以是是多多層層結結構構；囊芯可以是單核的，也可以是多核的，如圖所示。囊芯可以是單核的，也可以是多核的，如圖所示。專專業(yè)業(yè)基基礎礎課課 食食 品品 科科 學學 概概 論論二、微膠囊化原理二、微膠囊化原理1.1.微膠囊化的步驟微膠囊化的步驟 微微膠膠囊囊化化的的基基本本步步驟驟是是先先將將芯芯材材分分散散成成微微粒粒，后后以以壁壁材材包敷其上，最后固化定形，如圖所示。包敷其上，最后固化定形，如圖所示。(a)(a)芯材在介質中分散芯材在介質中分散 (b)(b)加入殼材料加入殼材料(c)(c)含水殼材料的沉積含水殼材料的沉積 (d)(d)微膠囊殼的固化微膠囊殼的固化 專專業(yè)業(yè)基基礎礎課課 食食 品品 科科 學學 概概 論論2.微膠囊的制備方法分類微膠囊的制備方法分類 目目前前，主主要要是是按按Kondo的的分分類類方方法法，將將各各種種微微膠膠囊囊的的制制備備方方法法分分為為三三大大類類，即即化化學學法法、物物理理化化學學法法和和機機械械法法。而這三大類方法又可衍生出許多方法，現將其概括如下：而這三大類方法又可衍生出許多方法，現將其概括如下：界面聚合法界面聚合法 原位聚合法原位聚合法 化學法化學法 銳孔法銳孔法(聚合物快速沉析法聚合物快速沉析法)包接絡合物法包接絡合物法(分子包接法分子包接法)輻射化學法輻射化學法 專專業(yè)業(yè)基基礎礎課課 食食 品品 科科 學學 概概 論論 旋轉懸浮分離法旋轉懸浮分離法 空氣懸浮包衣法空氣懸浮包衣法(Wurster法法)噴霧干燥法噴霧干燥法 真空蒸發(fā)沉積真空蒸發(fā)沉積 靜電結合法靜電結合法 離心擠壓法離心擠壓法 鍋包衣法鍋包衣法 蔗糖共結晶法蔗糖共結晶法機械法 水相分離法 油相分離法 變溫相分離法 凝聚法(相分離法)復相乳液法(干燥浴法)物理化學法 熔化分散與冷凝法 囊心交換法 粉末床法單凝聚法復凝聚法 鹽凝聚法 調節(jié)pH值沉淀法 專專業(yè)業(yè)基基礎礎課課 食食 品品 科科 學學 概概 論論3.囊芯材料釋放機理囊芯材料釋放機理 微微膠膠囊囊的的釋釋放放原原理理有有很很多多種種，主主要要有有擴擴散散釋釋放放、溶溶液液活活化化釋釋放放、滲滲透透壓壓釋釋放放、pHpH敏敏感感釋釋放放、溫溫度度敏敏感感釋釋放放、熔熔融融活活化化釋釋放放、生生物物降降解解釋釋放放等等。擴擴散散釋釋放放是是囊囊芯芯在在濃濃度度梯梯度度推推動動下下擴擴散散到到微微膠膠囊囊顆顆粒粒表表面面；溶溶液液活活化化釋釋放放可可以以將將膠膠囊囊完完全全溶溶解解釋釋放放出出內內容容物物或或者者僅僅僅僅使使其其溶溶脹脹從從而而加加快快活活性性物物的的釋釋放放，溶溶液液活活化化釋釋放放是是食食品品工工業(yè)業(yè)中中應應用用最最廣廣泛泛的的控控釋釋機機制制；滲滲透透壓壓釋釋放放是是將將微微膠膠囊囊囊囊芯芯材材料料溶溶脹脹，直直到到膠膠囊囊爆爆裂裂；pHpH敏敏感感釋釋放放是是膠膠囊囊系系統統能能對對pHpH值值變變化化作作出出反反應應，當當pHpH值值變變化化時時膠膠囊囊破破裂裂釋釋放放出出囊囊芯芯材材料料；溫溫度度敏敏感感釋釋放放是是指指一一些些物物質質具具有有在在一一定定溫溫度度下下會會崩崩解解或或膨膨脹脹的的獨獨特特性性能能；熔熔融融活活化化釋釋放放是是指指膠膠囊囊外外壁壁熔熔融融從從而而釋釋放放出出活活性性材材料料，如如噴噴霧霧冷冷凝凝微微膠膠囊囊的的釋釋放放；生生物物降降解解釋釋放放是是利利用用生生物物酶酶降降解解大大分子壁材，可分為瞬間打破釋放和緩慢釋放兩種。分子壁材，可分為瞬間打破釋放和緩慢釋放兩種。專專業(yè)業(yè)基基礎礎課課 食食 品品 科科 學學 概概 論論 三、微膠囊技術在食品工業(yè)中的應用三、微膠囊技術在食品工業(yè)中的應用1.1.微膠囊化香精香料和風味劑微膠囊化香精香料和風味劑 微微膠膠囊囊化化可可有有效效控控制制風風味味物物質質的的揮揮發(fā)發(fā)，控控制制香香味味物物質質的的釋釋放放速速度度，同同時時液液體體香香料料微微膠膠囊囊化化轉轉變變成成固固態(tài)態(tài)，大大大大提提高高了了產產品品的的穩(wěn)穩(wěn)定定性性，拓拓寬寬了了其其適適用用范范圍圍，從從而而降降低低了了其其揮揮發(fā)發(fā)性性，提提高高了了抗抗氧氧化化能能力力和和水水溶溶性性，在在食食品品加加工工中中能能更更好好地地分分散散于于各各種種原原料料中中。已已被被用用于于許許多多液液體體香香精精如如薄薄荷荷油油、檸檸檬檬油油、橙橙油油、桔桔子子油油、茴茴香香油油、花花椒椒油油、香香辛辛料料精精油油的的微膠囊化，保香率提高到微膠囊化，保香率提高到50%95%。專專業(yè)業(yè)基基礎礎課課 食食 品品 科科 學學 概概 論論2.微膠囊化酸味劑微膠囊化酸味劑 由由于于酸酸味味劑劑的的酸酸味味刺刺激激性性，如如果果直直接接加加至至食食品品中中，易易使使某某些些敏敏感感成成分分劣劣變變，另另外外，檸檸檬檬酸酸等等具具有有較較強強的的吸吸濕濕性性，易易使使產產品品吸吸水水結結塊塊霉霉變變。因因此此，采采用用微微膠膠囊囊技技術術，把把酸酸味味劑劑包包埋埋起起來來，使使其其與與外外界界環(huán)環(huán)境境隔隔離離，可可有有效效控控制制其其釋釋放放，使使其其持持久久恒恒定定地地發(fā)發(fā)揮揮作作用用。美美國國目目前前已已將將微微膠囊化酸味劑應用于焙烤食品、肉制品、固體飲料等產品中。膠囊化酸味劑應用于焙烤食品、肉制品、固體飲料等產品中。3.微膠囊化甜味劑微膠囊化甜味劑 某某些些甜甜味味劑劑因因受受溫溫度度和和濕濕度度的的影影響響，導導致致喪喪失失甜甜味味，給給加加工工貯貯藏藏帶帶來來諸諸多多不不便便。如如阿阿斯斯巴巴甜甜，受受熱熱易易分分解解而而喪喪失失甜甜味味；一一些些多多元元糖糖醇醇如如山山梨梨糖糖醇醇、木木糖糖醇醇、麥麥芽芽糖糖醇醇等等，吸吸濕濕性性大大，易易結結塊塊，給給加加工工和和貯貯藏藏帶帶來來不不便便。微微膠膠囊囊化化處處理理后后，產產品品的的穩(wěn)穩(wěn)定定性性大大大大提提高高，吸吸濕濕性性明明顯顯降低，可應用于焙烤食品和固體飲料中。降低，可應用于焙烤食品和固體飲料中。專專業(yè)業(yè)基基礎礎課課 食食 品品 科科 學學 概概 論論4.微膠囊化營養(yǎng)強化劑微膠囊化營養(yǎng)強化劑 食食品品中中需需要要強強化化的的營營養(yǎng)養(yǎng)素素主主要要有有氨氨基基酸酸、維維生生素素和和礦礦物物質質等等，這這類類物物質質在在加加工工或或貯貯藏藏過過程程中中，易易受受外外界界環(huán)環(huán)境境因因素素的的影影響響而而喪喪失失營營養(yǎng)養(yǎng)價價值值或或使使制制品品變變色色變變味味。如如微微膠膠囊囊碘碘劑劑具具有有穩(wěn)穩(wěn)定定性性好好、成成本本低低、碘碘劑劑使使用用效效率率高高等等優(yōu)優(yōu)點點，既既可可用用于于加加碘碘鹽鹽、碘碘片片中中，又又可可用用于于其其它它食食品品、保保健健品品和和藥藥品品中中,微微膠膠囊囊碘碘劑劑的的應應用用會產生良好的經濟效益與社會效益。會產生良好的經濟效益與社會效益。5.微膠囊化防腐劑微膠囊化防腐劑 食食品品中中常常用用苯苯甲甲酸酸(鈉鈉)和和山山梨梨酸酸(鉀鉀)作作為為防防腐腐劑劑，但但由由于于加加入入了了防防腐腐劑劑而而使使介介質質的的pHpH值值下下降降，影影響響了了產產品品質質量量。微微膠膠囊囊化化防防腐腐劑劑可可起起到到控控制制釋釋放放及及防防腐腐的的作作用用。如如日日本本開開發(fā)發(fā)的的質質量量分分數數為為6%6%的的乙乙醇醇微微膠膠囊囊，殺殺菌菌能能力力相相當當于于70%70%的的乙乙醇醇。將將微微膠膠囊囊化化乙乙醇醇置置入入乙乙醇醇氣氣體體不不易易透透過過的的密密封封包包裝裝中中，利利用用膠膠囊囊緩緩慢慢釋釋放的乙醇蒸氣達到殺菌防腐的目的。放的乙醇蒸氣達到殺菌防腐的目的。專專業(yè)業(yè)基基礎礎課課 食食 品品 科科 學學 概概 論論6.微膠囊化生理活性物質微膠囊化生理活性物質 生生理理活活性性物物質質(功功能能性性食食品品基基料料)大大多多性性質質不不穩(wěn)穩(wěn)定定，極極易易受受光光、熱熱、氧氧氣氣、pHpH值值等等因因素素的的影影響響，或或易易與與其其它它配配料料發(fā)發(fā)生生作作用用等等，不不僅僅失失去去了了對對人人體體的的生生理理活活性性或或保保健健功功能能，甚甚至至引引起起癌癌變變等等。應應用用微微膠膠囊囊技技術術，可可使使其其在在貯貯藏藏期期內內保保持持生生理理活活性性，并并發(fā)發(fā)揮其營養(yǎng)和保健價值。揮其營養(yǎng)和保健價值。7.微膠囊化抗氧化劑微膠囊化抗氧化劑 微微膠膠囊囊抗抗氧氧化化劑劑可可提提高高產產品品的的熱熱穩(wěn)穩(wěn)定定性性，還還可可通通過過各各抗抗氧氧化化劑劑單單體體之之間間以以及及與與金金屬屬離離子子螯螯合合劑劑之之間間的的協協同同增增效效作作用用，使使油油脂脂的的抗抗氧氧化化能能力力顯顯著著提提高高，是是應應用用于于油油脂脂及及高高溫溫油油炸炸食食品品的的一種較安全、高效和成本較低的抗氧化劑。一種較安全、高效和成本較低的抗氧化劑。專專業(yè)業(yè)基基礎礎課課 食食 品品 科科 學學 概概 論論一、概述一、概述 早早在在1748年年，Abble Nelkt就就發(fā)發(fā)現現水水能能自自然然地地擴擴散散到到裝裝有有酒酒精精的的豬豬膀膀胱胱內內，首首次次揭揭示示了了膜膜分分離離現現象象。但但膜膜分分離離技技術術的的大大量量研研究究和和應應用用則則是是20世世紀紀50年年代代以以后后的的事事，并并且且很很快快發(fā)發(fā)展展到到工工業(yè)業(yè)化化應應用用階階段段。目目前前，膜膜分分離離已已成成為為分分離離混混合合物物的的重重要要方方法法，廣廣泛泛應應用用于于食食品品、生生物物、化工、制藥、電子、紡織和環(huán)保等行業(yè)。化工、制藥、電子、紡織和環(huán)保等行業(yè)。膜膜分分離離(Membrane Separation)是是利利用用具具有有一一定定選選擇擇透透過過性性的的過過濾濾介介質質，依依靠靠其其兩兩側側存存在在的的能能量量差差作作為為推推動動力力，利利用用混混合合物物中中各各組組分分在在過過濾濾介介質質中中遷遷移移速速率率的的不不同同來來實實現現物物質質的的分分離離與與純純化化的的單單元元操操作。作。第三節(jié)第三節(jié) 食品膜分離技術食品膜分離技術 專專業(yè)業(yè)基基礎礎課課 食食 品品 科科 學學 概概 論論二、膜分離裝置及其工藝流程二、膜分離裝置及其工藝流程 膜膜分分離離裝裝置置主主要要包包括括膜膜組組件件、泵泵以以及及輔輔助助裝裝置置，其其中中膜膜組組件件是是核核心心。所所謂謂膜膜組組件件，就就是是將將膜膜以以某某種種形形式式組組裝裝在在一一個個單單元元設設備備內內，以以便便料料液液在在外外加加壓壓力力作作用用下下實實現現溶溶質質與與溶溶劑劑的的分分離離。目目前前，工工業(yè)業(yè)上上常常用用的的膜膜組組件件有有板板框框式式、管管式式、螺螺旋旋卷卷式式、中中空空纖維素、毛細管式和槽條式等類型。纖維素、毛細管式和槽條式等類型。常常見見的的基基本本流流程程有有兩兩類類：一一是是一一級級流流程程，即即指指進進料料液液經經一一次次加加壓壓操操作作的的分分離離流流程程；二二是是多多級級流流程程，即即指指進進料料液液經經過過多多次次加壓分離的流程。加壓分離的流程。微濾、超濾、納濾和反滲透裝置及其工藝流程微濾、超濾、納濾和反滲透裝置及其工藝流程 專專業(yè)業(yè)基基礎礎課課 食食 品品 科科 學學 概概 論論 電電滲滲析析設設備備主主要要由由電電滲滲析析器器本本體體和和輔輔助助設設備備兩兩大大部部分分組組成成。電電滲滲析析器器本本體體，又又可可分分成成膜膜堆堆、極極區(qū)區(qū)和和夾夾緊緊裝裝置置三三部部分分。其其中中膜膜堆堆是是由由交交替替排排列列的的濃濃、淡淡室室隔隔板板和和陰陰、陽陽離離子子交交換換膜膜所所組組成成，是是電電滲滲析析器器脫脫鹽鹽的的主主要要場場所所。極極區(qū)區(qū)包包括括電電極極、極極水水框框和和保保護護室室，用用以以供供給給直直流流電電，通通入入及及引引出出極極水水，排排除除電電極極反反應應產產物物，從從而而保保證證電電滲滲析析器器的的正正常常工工作作。輔輔助助設設備備包包括括整整流流器器、水水泵泵、流流量量計、過濾器、水箱和儀器儀表等。計、過濾器、水箱和儀器儀表等。電電滲滲析析的的基基本本流流程程可可以以采采用用與與上上述述相相似似的的流流程程。但但就就電電滲滲析析器器本本體體而而言言，由由于于其其結結構構的的特特殊殊性性，使使得得電電滲滲析析器器本本體體就就存存在在一一個個組組裝裝方方式式的的問問題題，由由于于原原水水的的水水源源不不同同以以及及對對出出水水水水質質和和水水量量的的要要求求不不同同，電電滲滲析析器器本本體體的的組組裝裝方方式式有有串串聯聯組組裝裝、并并聯組裝以及串、并聯聯合組裝三種。聯組裝以及串、并聯聯合組裝三種。電滲析裝置及其工藝流程電滲析裝置及其工藝流程 專專業(yè)業(yè)基基礎礎課課 食食 品品 科科 學學 概概 論論三、膜分離過程中的主要問題三、膜分離過程中的主要問題 在在常常用用的的以以靜靜壓壓力力差差為為推推動動力力的的膜膜分分離離過過程程中中如如微微濾濾、超超濾濾、納納濾濾及及反反滲滲透透等等，都都涉涉及及一一個個不不可可忽忽視視的的問問題題即即濃濃差差極極化化。以以反反滲滲透透為為例例，由由于于機機械械力力的的作作用用，迫迫使使溶溶液液中中的的溶溶質質和和溶溶劑劑都都趨趨向向穿穿過過膜膜，其其中中溶溶劑劑基基本本上上是是可可以以全全部部穿穿過過，但但對對于于溶溶質質來來說說，由由于于膜膜的的阻阻礙礙作作用用使使其其大大部部分分無無法法通通過過而而被被截截留留在在膜膜的的高高壓壓側側表表面面上上并并積積累累，造造成成由由膜膜表表面面到到主主體體流流溶溶液液之之間間的的濃濃度度梯梯度度，從從而而引引起起溶溶質質從從膜膜表表面面通通過過邊邊界界層層，向向主主體體流流擴擴散散。當當膜膜表表面面上上截截留留了了溶溶質質或或其其他他物物質質而而形形成成濃濃差差極極化化層層時時，膜膜的的傳傳遞遞性性能能及及分分離離性性能能均均將將迅迅速速衰衰減減，不不僅僅降降低低了了膜膜分分離離器的工作效能，而且還會縮短其使用壽命。器的工作效能，而且還會縮短其使用壽命。微濾、超濾、納濾和反滲透過程中的主要問題微濾、超濾、納濾和反滲透過程中的主要問題 專專業(yè)業(yè)基基礎礎課課 食食 品品 科科 學學 概概 論論 濃濃差差極極化化實實際際上上是是不不可可避避免免的的，但但可可以以采采用用適適當當的的方方法法減減緩緩其影響。通常采取下列措施：其影響。通常采取下列措施：(1)預預處處理理 在在進進入入膜膜處處理理以以前前，對對溶溶液液進進行行預預過過濾濾，去去除除微微粒粒狀物質，降低待阻留溶質的濃度；狀物質，降低待阻留溶質的濃度；(2)溫溫度度 在在物物料料性性質質與與膜膜性性質質允允許許的的范范圍圍內內，盡盡可可能能提提高高待待處處理液的溫度；理液的溫度；(3)溶溶液液的的流流動動形形式式 以以減減少少膜膜表表面面處處層層流流內內層層的的厚厚度度為為目目的的。因因此此，常常采采取取錯錯流流、制制造造湍湍流流(如如采采用用攪攪拌拌、超超聲聲波波振振動動、脈脈沖沖等等)等措施；等措施；(4)操操作作方方式式 間間歇歇地地對對膜膜進進行行逆逆向向沖沖洗洗，避避免免濃濃差差極極化化嚴嚴重重后后造成膜污染而致使膜報廢。造成膜污染而致使膜報廢。專專業(yè)業(yè)基基礎礎課課 食食 品品 科科 學學 概概 論論 沉沉淀淀結結垢垢是是影影響響電電滲滲析析器器運運行行的的一一個個主主要要問問題題。膜膜面面的的濃濃差差極極化化，是是產產生生結結垢垢的的主主要要原原因因。當當采采用用過過大大的的操操作作電電流流(或或隔隔室室內內水水流流狀狀態(tài)態(tài)不不佳佳)時時，會會在在膜膜表表面面造造成成缺缺乏乏離離子子的的“真真空空”情情況況，水水就就會會解解離離產產生生H+H+和和OH-OH-，由由H+H+和和OH-OH-的的遷遷移移來來補補充充傳傳遞遞電電流。此即極化現象。流。此即極化現象。極極化化現現象象的的產產生生會會給給電電滲滲析析器器的的運運行行帶帶來來很很大大的的危危害害，諸諸如如電電滲滲析析器器無無法法正正常常工工作作，耗耗電電量量增增加加，膜膜的的使使用用壽壽命命縮縮短短等等。因因此此，在在電電滲滲析析器器的的運運行行中中，應應采采取取以以下下措措施施：(1)嚴嚴格格控控制制操操作作電電流流，使使之之在在低低于于極極限限電電流流密密度度下下運運行行；(2)強強化化電電滲滲析析隔隔室室內的流動狀態(tài)；內的流動狀態(tài)；(3)定期清洗，加入防垢劑；定期清洗，加入防垢劑；(4)定期倒換電極等。定期倒換電極等。電滲析器運行中的主要問題電滲析器運行中的主要問題 專專業(yè)業(yè)基基礎礎課課 食食 品品 科科 學學 概概 論論一、概述一、概述 分分子子蒸蒸餾餾就就是是指指蒸蒸餾餾物物料料分分子子在在蒸蒸發(fā)發(fā)液液面面揮揮發(fā)發(fā)出出來來直直到到冷冷凝凝面面冷冷凝下來所走過的行程小于其分子運動平均自由程的單元操作。凝下來所走過的行程小于其分子運動平均自由程的單元操作。分分子子蒸蒸餾餾技技術術作作為為一一種種新新型型、有有效效的的分分離離手手段段，出出現現于于20世世紀紀30年年代代，主主要要用用于于大大分分子子量量物物質質的的分分離離提提純純以以及及傳傳統統方方法法無無法法進進行行蒸蒸餾餾分分離離和和揮揮發(fā)發(fā)性性小小的的熱熱敏敏物物質質，目目前前該該技技術術已已廣廣泛泛地地應應用用到到食食品品、日日化化、制藥、石化等行業(yè)。制藥、石化等行業(yè)。分分子子蒸蒸餾餾不不同同于于一一般般的的常常規(guī)規(guī)蒸蒸餾餾，它它是是沒沒有有達達到到氣氣液液相相平平衡衡的的蒸蒸餾餾。常常規(guī)規(guī)蒸蒸餾餾建建立立在在氣氣液液相相平平衡衡的的基基礎礎上上，根根據據蒸蒸餾餾物物質質在在氣氣液液相相中中組組成成不不同同進進行行分分離離，分分離離操操作作是是在在蒸蒸餾餾物物質質沸沸點點溫溫度度上上進進行行的的。而而分分子子蒸蒸餾餾是是建建立立在在不不同同物物質質揮揮發(fā)發(fā)度度不不同同的的基基礎礎上上，分分離離操操作作是是在在低低于物料沸點下進行的。于物料沸點下進行的。第四節(jié)第四節(jié) 食品分子蒸餾技術食品分子蒸餾技術 專專業(yè)業(yè)基基礎礎課課 食食 品品 科科 學學 概概 論論二、分子蒸餾原理二、分子蒸餾原理 分分子子蒸蒸餾餾原原理理與與傳傳統統意意義義的的蒸蒸餾餾不不同同，其其核核心心概概念念是是分分子子運運動動平平均均自自由由程程，因因此此，在在介介紹紹分分子子蒸蒸餾餾原原理理時時，我我們們先先從從以以下下兩個基本概念入手。兩個基本概念入手。眾眾所所周周知知，分分子子與與分分子子之之間間存存在在著著相相互互作作用用力力。當當兩兩個個分分子子離離得得較較遠遠時時，分分子子之之間間的的作作用用力力表表現現為為吸吸引引力力；但但當當兩兩個個分分子子接接近近到到一一定定程程度度后后，分分子子之之間間的的作作用用力力表表現現為為排排斥斥力力，并并且且這這種種排排斥斥力力隨隨其其接接近近程程度度的的增增加加而而迅迅速速增增加加。當當兩兩分分子子接接近近到到一一定定程程度度，排排斥斥力力的的作作用用就就會會使使兩兩分分子子分分開開，這這種種由由接近而至排斥分離的過程就是分子的碰撞過程。接近而至排斥分離的過程就是分子的碰撞過程。分子碰撞分子碰撞 專專業(yè)業(yè)基基礎礎課課 食食 品品 科科 學學 概概 論論 由由于于分分子子間間作作用用力力的的存存在在，因因此此分分子子總總是是處處于于不不停停的的運運動動變變化化中中，從從排排斥斥到到吸吸引引，甚甚至至碰碰撞撞，它它們們之之間間的的距距離離也也在在不不停停地地變變化化著著。而而所所謂謂的的分分子子平平均均自自由由程程就就是是指指氣氣體體分分子子在在兩兩次次連連續(xù)續(xù)碰碰撞撞之之間間所所走走路路程程的的平平均均值值。分分子子運運動動平平均均自自由由程程與與環(huán)環(huán)境境溫溫度度成成正正比比，而而與與分分子子大大小小和和壓壓力力成成反反比比。分分子子蒸蒸餾餾的基本原理如圖所示。的基本原理如圖所示。分子運動平均自由程分子運動平均自由程 專專業(yè)業(yè)基基礎礎課課 食食 品品 科科 學學 概概 論論 液液體體混混合合物物的的分分子子受受熱熱后后運運動動會會加加劇劇，當當分分子子獲獲得得足足夠夠能能量量時時，就就會會從從液液面面逸逸出出離離開開加加熱熱液液面面，以以自自由由方方式式運運動動。根根據據分分子子運運動動理理論論，隨隨著著加加熱熱液液面面外外氣氣相相分分子子的的增增加加，有有一一部部分分氣氣體體就就會會返返回回液液體體。在在外外界界條條件件保保持持恒恒定定的的情情況況下下，最最終終會會達達到到分分子子運運動動的的動動態(tài)態(tài)平平衡衡，從從宏宏觀觀上看，液體系統達到了平衡。上看，液體系統達到了平衡。在在一一定定溫溫度度下下，壓壓力力越越低低，氣氣體體分分子子的的平平均均自自由由程程越越大大。但但由由于于不不同同分分子子的的分分子子質質量量不不同同，導導致致分分子子質質量量小小的的平平均均自自由由程程大大，分分子子質質量量大大的的平平均均自自由由程程小小。此此時時若若在在離離液液面面小小于于分分子子質質量量小小的的平平均均自自由由程程而而大大于于分分子子質質量量大大的的平平均均自自由由程程處處設設置置一一捕捕集集器器，使使得得分分子子質質量量小小的的不不斷斷被被捕捕集集，從從而而破破壞壞了了分分子子質質量量小小的的動動態(tài)態(tài)平平衡衡，而而使使混混合合液液中中的的分分子子質質量量小小的的不不斷斷逸逸出出，而而分分子子質質量量大大的的因因達達不不到到捕捕集集器器很很快快趨趨于于動動態(tài)態(tài)平衡，不再從混合液中逸出，這樣，便達到了混合物分離的目的。平衡，不再從混合液中逸出，這樣，便達到了混合物分離的目的。專專業(yè)業(yè)基基礎礎課課 食食 品品 科科 學學 概概 論論下面是分子蒸餾的下面是分子蒸餾的四個步驟四個步驟：(1)分子從液相主體向蒸發(fā)面擴散；分子從液相主體向蒸發(fā)面擴散；(2)分子從蒸發(fā)面分子從蒸發(fā)面(加熱面加熱面)上自由蒸發(fā)；上自由蒸發(fā)；(3)分子從蒸發(fā)面向冷凝面飛射，在飛射過程中，可能與分子從蒸發(fā)面向冷凝面飛射，在飛射過程中，可能與殘存的空氣分子碰撞，也可能相互碰撞。但只要有合適的真空殘存的空氣分子碰撞，也可能相互碰撞。但只要有合適的真空度，使蒸發(fā)分子的平均自由程大于或等于兩面度，使蒸發(fā)分子的平均自由程大于或等于兩面(蒸發(fā)面與冷凝蒸發(fā)面與冷凝面面)之間的距離即可，過高的提高真空度毫無意義；之間的距離即可，過高的提高真空度毫無意義；(4)分子在冷凝面上冷凝，冷凝面形狀合理且光滑，從而分子在冷凝面上冷凝，冷凝面形狀合理且光滑，從而完成對該物質分子的分離提取。完成對該物質分子的分離提取。專專業(yè)業(yè)基基礎礎課課 食食 品品 科科 學學 概概 論論三、分子蒸餾裝置三、分子蒸餾裝置 分子蒸餾裝置就是通過降低蒸發(fā)空間的壓力，使冷凝表面靠近蒸發(fā)分子蒸餾裝置就是通過降低蒸發(fā)空間的壓力，使冷凝表面靠近蒸發(fā)表面，當其間的垂直距離小于分子質量小的平均自由程，而大于分子表面，當其間的垂直距離小于分子質量小的平均自由程，而大于分子質量大的平均自由程時，從蒸發(fā)表面汽化的分子質量小的分子，就可質量大的平均自由程時，從蒸發(fā)表面汽化的分子質量小的分子，就可以不與其他分子碰撞，直接到達冷凝表面而冷凝。以不與其他分子碰撞，直接到達冷凝表面而冷凝。專專業(yè)業(yè)基基礎礎課課 食食 品品 科科 學學 概概 論論四、分子蒸餾技術在食品工業(yè)中的應用四、分子蒸餾技術在食品工業(yè)中的應用 分分子子蒸蒸餾餾特特別別適適用用于于高高沸沸點點、熱熱敏敏性性及及易易氧氧化化物物料料的的分分離離。目目前前，在在食食品品工工業(yè)業(yè)中中用用分分子子蒸蒸餾餾分分離離混混合合油油脂脂，可可獲獲得得純純度度達達90%以以上上的的單單甘甘油油酯酯，如如硬硬脂脂酸酸單單甘甘油油酯酯、月月桂桂酸酸單單甘甘油油酯酯、丙丙二二醇醇甘甘油油酯酯等等；提提取取脂脂肪肪酸酸及及其其衍衍生生物物，生生產產二二聚聚脂脂肪肪酸酸等等；從從動動植植物物中中提提取取天天然然產產物物，如如精精制制魚魚油油、米米糠糠油油、小小麥麥胚胚芽芽油油、天天然然維維生生素素E E等等。隨隨著著現現代代人人崇崇尚尚天天然然，回回歸歸自自然然潮潮流流的的興興起起，分分子蒸餾技術在生產中必將有廣闊的市場前景。子蒸餾技術在生產中必將有廣闊的市場前景。專專業(yè)業(yè)基基礎礎課課 食食 品品 科科 學學 概概 論論一、概述一、概述 超超臨臨界界流流體體萃萃取取(Supercritical Fluid Extraction,縮縮寫寫SCFE)是是利利用用流流體體(溶溶劑劑)在在臨臨界界點點附附近近某某一一區(qū)區(qū)域域(超超臨臨界界區(qū)區(qū))內內所所具具有有的的高滲透能力和高溶解能力萃取分離混合物的過程。高滲透能力和高溶解能力萃取分離混合物的過程。早早在在100多多年年前前，人人們們就就觀觀察察到到超超臨臨界界流流體體的的特特殊殊溶溶解解性性能能。但但直直到到本本世世紀紀70年年代代以以來來才才真真正正進進入入發(fā)發(fā)展展高高潮潮，1978年年召召開開了了首首屆屆專專題題討討論論會會，1979年年第第一一臺臺工工業(yè)業(yè)裝裝置置投投入入運運行行，標標志志著著超超臨臨界界流流體體萃萃取取技技術術開開始始進進入入工工業(yè)業(yè)應應用用階階段段。近近20多多年年來來，SCFE技技術術發(fā)發(fā)展展迅迅速速，并并被被用用于于化化工工、石石油油、食食品品、醫(yī)醫(yī)藥藥、香香料等工業(yè)，以分離熱敏性、高沸點的物質料等工業(yè)，以分離熱敏性、高沸點的物質。第五節(jié)第五節(jié) 食品超臨界萃取技術食品超臨界萃取技術 專專業(yè)業(yè)基基礎礎課課 食食 品品 科科 學學 概概 論論 超超臨臨界界流流體體萃萃取取之之所所以以受受到到青青睞睞，是是由由于于它它與與萃萃取取及及處處于于常常 規(guī)規(guī)狀態(tài)下的液液萃取或固液萃取相比具有以下狀態(tài)下的液液萃取或固液萃取相比具有以下優(yōu)點：優(yōu)點：(1)萃取產率高；萃取產率高；(2)產品質量高；產品質量高；(3)萃取劑的分離回收較萃取劑的分離回收較 容易；容易；(4)選擇性好。選擇性好。不過，目前大型萃取裝置尚不多見，其不過，目前大型萃取裝置尚不多見，其主要原因主要原因：(1)投資和操作費用都比較高；投資和操作費用都比較高；(2)人們對物質的超臨界狀態(tài)缺乏足夠認識；人們對物質的超臨界狀態(tài)缺乏足夠認識；(3)缺乏缺乏放大和設計所必需的工程數據。放大和設計所必需的工程數據。專專業(yè)業(yè)基基礎礎課課 食食 品品 科科 學學 概概 論論二、超臨界流體萃取原理二、超臨界流體萃取原理 超超臨臨界界流流體體就就是是指指壓壓強強高高于于臨臨界界壓壓強強，溫溫度度高高于于臨臨界界溫溫度度的流體。的流體。與與氣氣體體、液液體體的的相相應應值值作作比比較較，超超臨臨界界流流體體的的物物性性較較特特殊殊，其其主主要要表表現現在在：(1)其其密密度度接接近近于于液液體體的的密密度度，而而比比氣氣體體的的密密度度高高的的多多；(2)其其擴擴散散系系數數與與氣氣體體相相比比小小得得多多，但但比比液液體體又又高高得得多多；(3)其黏度接近于氣體，而比液體低得多。其黏度接近于氣體，而比液體低得多。眾眾所所周周知知，當當流流體體的的擴擴散散系系數數高高、黏黏度度低低時時，擴擴散散阻阻力力就就小小，有有利利于于傳傳質質。加加之之超超臨臨界界流流體體的的密密度度較較高高，其其溶溶解解能能力力也也較較強強，這這樣樣超超臨臨界界流流體體很很適適合合用用作作萃萃取取劑劑，而而且且它它們們在在常常溫溫下下一般都是氣體，所以很容易用汽化的方法進行回收。一般都是氣體，所以很容易用汽化的方法進行回收。超臨界流體的定義及特性超臨界流體的定義及特性 專專業(yè)業(yè)基基礎礎課課 食食 品品 科科 學學 概概 論論 并并非非所所有有溶溶劑劑都都適適宜宜用用作作超超臨臨界界流流體體萃萃取取。超超臨臨界界流流體體萃萃取取對對溶溶劑劑有有以以下下要要求求：(1)有有較較高高的的溶溶解解能能力力，且且有有一一定定的的親親水水親親油油平平衡衡；(2)能能容容易易地地與與溶溶質質分分離離，無無殘殘留留，不不影影響響溶溶質質品品質質；(3)無無毒毒，化化學學上上為惰性，且穩(wěn)定；為惰性，且穩(wěn)定；(4)來源豐富，價格便宜；來源豐富，價格便宜；(5)純度高。純度高。在在所所有有研研究究過過的的超超臨臨界界物物質質中中，只只有有幾幾種種適適于于用用作作超超臨臨界界流流體體萃萃取取的的溶溶劑劑：二二氧氧化化碳碳、乙乙烷烷、乙乙烯烯，以以及及一一些些含含氟氟的的碳碳氫氫化化合合物物。其其中中最最理理想想的的溶溶劑劑是是二二氧氧化化碳碳，它它幾幾乎乎滿滿足足上上述述所所有有要要求求。它它的的臨臨界界壓壓強強為為7.38MPa，臨臨界界溫溫度度為為31.06。目目前前幾幾乎乎所所有有的的超超臨臨界界流流體體萃萃取取操作均以二氧化碳為溶劑。操作均以二氧化碳為溶劑。超臨界流體萃取溶劑的選擇超臨界流體萃取溶劑的選擇 專專業(yè)業(yè)基基礎礎課課 食食 品品 科科 學學 概概 論論(1)易揮發(fā)，易與溶質分離；易揮發(fā)，易與溶質分離；(2)黏度低，擴散系數高，有很高的傳質速率；黏度低，擴散系數高，有很高的傳質速率；(3)只有相對分子質量低于只有相對分子質量低于500500的化合物才易溶于二氧化碳；的化合物才易溶于二氧化碳；(4)中、低相對分子質量的鹵化碳、醛、酮、酯、醇、醚易溶于中、低相對分子質量的鹵化碳、醛、酮、酯、醇、醚易溶于 二氧化碳；二氧化碳；(5)極性有機物中只有低分子量者才溶于二氧化碳；極性有機物中只有低分子量者才溶于二氧化碳；(6)脂肪酸和甘油三酯不易溶于二氧化碳，但單酯化作用可增加溶脂肪酸和甘油三酯不易溶于二氧化碳，但單酯化作用可增加溶 解度；解度；(7)同系物中溶解度隨相對分子質量的增加而降低；同系物中溶解度隨相對分子質量的增加而降低；(8)生物堿、類胡蘿卜素、氨基酸、水果酸、氯仿和大多數無機鹽生物堿、類胡蘿卜素、氨基酸、水果酸、氯仿和大多數無機鹽 不溶于二氧化碳。不溶于二氧化碳。二氧化碳的主要特點是二氧化碳的主要特點是 專專業(yè)業(yè)基基礎礎課課 食食 品品 科科 學學 概概 論論 下下圖圖為為典典型型的的超超臨臨界界流流體體萃萃取取流流程程。首首先先將將溶溶劑劑壓壓縮縮，使使其其達達到到超超臨臨界界態(tài)態(tài)，然然后后在在萃萃取取器器內內進進行行萃萃取取。可可以以采采用用常常規(guī)規(guī)的的固固液液萃萃取取或或液液液液萃萃取取設設備備，但但在在高高壓壓下下進進行行。萃萃取取相相經經膨膨脹脹閥閥減減壓壓，溶溶劑劑即即汽汽化化。在在分分離離器器內內進進行行分分離離，剩剩余余的的物物質質就就是是溶溶質質，汽汽化化后后的的溶溶劑劑循循環(huán)環(huán)進入壓縮機，必要時補充一些溶劑。進入壓縮機，必要時補充一些溶劑。超臨界流體萃取的流程超臨界流體萃取的流程 專專業(yè)業(yè)基基礎礎課課 食食 品品 科科 學學 概概 論論三、超臨界流體萃取在食品工業(yè)中的應用三、超臨界流體萃取在食品工業(yè)中的應用 近近二二十十多多年年來來，超超臨臨界界流流體體萃萃取取技技術術的的研研究究取取得得了了很很大大的的進進展展，它它在在食食品品工工業(yè)業(yè)中中的的應應用用日日益益廣廣泛泛。例例如如：從從茶茶、咖咖啡啡豆豆中中脫脫咖咖啡啡因因，萃萃取取啤啤酒酒花花，從從植植物物中中萃萃取取香香精精油油等等風風味味物物質質，從從各各種種動動植植物物油油中中萃萃取取多多種種脂脂肪肪酸酸，從從奶奶油油和和雞雞蛋蛋中中去去除除膽膽固固醇醇等等。隨隨著著超超臨臨界界流流體體萃萃取取技技術術的的不不斷斷完完善善以以及及和和其其它它高高新新技技術術的的結結合合使使用用，一一定定會會改改變變目目前前超超臨臨界界流流體體萃萃取取投投資資費費用用高高的的問題，其應用前景也將更加廣泛。問題，其應用前景也將更加廣泛。專專業(yè)業(yè)基基礎礎課課 食食 品品 科科 學學 概概 論論一、概述一、概述 食食品品超超高高壓壓技技術術是是指指利利用用帕帕斯斯卡卡定定律律，給給液液體體(水水)加加壓壓(1001000MPa)，再再以以液液體體(水水)作作為為壓壓力力傳傳遞遞介介質質，對對放放在在專專門門密密封封超超高高壓壓容容器器內內的的食食品品，在在常常溫溫或或較較低低溫溫度度(低低于于100)下下加加壓壓達達數數百百兆兆帕帕，從從而而達達到到殺殺菌菌、物物料料改改性性、產產生生新新的的組組織織結結構構、改改變變食食品品的的品品質質和和改變食品的某些物理化學反應速度效果的技術。改變食品的某些物理化學反應速度效果的技術。第六節(jié)第六節(jié) 食品超高壓技術食品超高壓技術 專專業(yè)業(yè)基基礎礎課課 食食 品品 科科 學學 概概 論論 1899年年，美美國國西西Virginia大大學學化化學學家家Bert Hite教教授授最最早早將將高高壓壓技技術術應應用用到到食食品品工工業(yè)業(yè)中中，而而開開創(chuàng)創(chuàng)現現代代高高壓壓技技術術研研究究先先河河的的則則是是美美國國物物理理學學家家P.W.Briagman，但但是是限限于于當當時時的的條條件件如如高高壓壓設設備備、包包裝裝材材料料以以及及市市場場的的需需求求和和有有關關的的技技術術等等原原因因，這這些些研研究究成成果果并并未未引引起起足足夠夠的的重重視視。直直到到20世世紀紀80年年代代末末期期，隨隨著著能能源源問問題題、化化學學污污染染問問題題和和對對高高質質量量食食品品的的需需求求，人人們們才才又又重重新新考考慮慮它它的的價價值值。然然而而，真真正正使使這這項項技技術術得得到到重重視視和和應應用用的的則則是是在在1986年年日日本本京京都都大大學學教教授授林林力力丸丸首首次次發(fā)發(fā)表表采采用用非非熱熱高高壓壓(101.31013MPa)加加工工食食品品的的報報告告之之后后，從從而而也也使使日日本本成成為為最最先先將將高高壓壓技技術術運運用用到到食食品品工工業(yè)業(yè)的的國國家家。1991年年4月月世世界界第第一一個個高高壓壓食食品品果果醬醬在在日日本本明明治治屋屋Meidi Ya食食品品公公司司面面世世，在在日日本本國國內內引引起起轟轟動動，被被稱稱為為“二二十十一一世世紀紀的的食食品品”。同同時時，這這一一技技術術也也引引起起了了世世界界各各國國的的關關注注，歐歐美美等等發(fā)發(fā)達達國國家家也也先先后后對對高高壓壓食食品品加加工工原原理理、方方法法及及應應用用前前景景開開展展了了廣廣泛泛的的研研究究，并并取取得得了了不不少少成成果果，現現在在高高壓壓技技術術已已成成為為食食品品加加工工中的一個熱點。中的一個熱點。專專業(yè)業(yè)基基礎礎課課 食食 品品 科科 學學 概概 論論 高高壓壓技技術術在在我我國國還還處處于于起起步步、理理論論研研究究階階段段，國國內內超超高高壓壓殺殺菌菌技技術術的的研研究究報報道道僅僅局局限限在在果果汁汁及及果果汁汁飲飲料料的的滅滅酶酶及及殺殺菌菌中中，還還未未投投入入實實際際生生產產應應用用之之中中，目目前前尚尚無無高高壓壓食食品品商商品品問問世世。因因此此，加加快快開開展展超超高高壓壓食食品品研研究究，特特別別是是加加強強超超高高壓壓加加工工調調味味品品、中中藥藥材材、保保健健食食品品以以及及其其他他價價值值高高但但對對熱熱較較敏敏感感的的食食品品或或藥藥品品的的研研究，對我國參與國際競爭有著極為重要的意義。究，對我國參與國際競爭有著極為重要的意義。專專業(yè)業(yè)基基礎礎課課 食食 品品 科科 學學 概概 論論二、超高壓技術原理二、超高壓技術原理 液液體體(水水)在在超超高高壓壓作作用用下下被被壓壓縮縮，而而受受壓壓食食品品介介質質中中的的蛋蛋白白質質、淀淀粉粉、酶酶等等生生物物高高分分子子物物料料會會產產生生壓壓力力變變性性，即即生生物物高高分分子子物物質質立立體體結結構構中中的的非非共共價價鍵鍵結結合合部部分分(氫氫鍵鍵、離離子子鍵鍵和和疏疏水水鍵鍵等等相相互互作作用用)發(fā)發(fā)生生變變化化，其其結結果果是是食食品品中中的的蛋蛋白白質質呈呈凝凝固固狀狀變變性性、淀淀粉粉呈呈膠膠凝凝狀狀糊糊化化、酶酶失失活活、微微生生物物死死亡亡，或或使使之之產產生生一一些些新新物物料料改改性性和和改改變變物物料料某某些些理理化化反反應應速速度度，故故可可長長期期保保存存食食品品而而不不變變質質。這這就就是是超超高高壓壓技技術術的的基基本本原理原理。超超高高壓壓技技術術加加工工的的食食品品與與傳傳統統加加熱熱處處理理的的食食品品相相比比，具具有有其其獨獨特特的的優(yōu)點優(yōu)點：(1)營營養(yǎng)養(yǎng)成成分分高高；(2)產產生生新新的的組組織織結結構構，不不會會產產生生異異味味；(3)無無“回回生生”現象；現象；(4)原料利用率高；原料利用率高；(5)適用范圍廣，開發(fā)前景好。適用范圍廣，開發(fā)前景好。專專業(yè)業(yè)基基礎礎課課 食食 品品 科科 學學 概概 論論三、超高壓技術加工設備三、超高壓技術加工設備 目目前前國國外外常常見見的的食食品品高高壓壓裝裝置置由由高高壓壓容容器器和和壓壓力力發(fā)發(fā)生生器器(或或稱加減壓系統稱加減壓系統)兩大部分組成。兩大部分組成。高高壓壓容容器器是是整整個個裝裝置置的的核核心心，它它承承受受的的操操作作壓壓力力可可高高達達數數百百甚甚至至上上千千兆兆帕帕，對對其其技技術術要要求求也也較較高高，工工作作條條件件苛苛刻刻，為為保保證安全生產，其容積不宜過大，一般為證安全生產，其容積不宜過大，一般為1 150L50L。壓壓力力發(fā)發(fā)生生器器的的加加壓壓方方式式又又可可分分為為外外部部加加壓壓式式和和內內部部加加壓壓式式兩兩種種。根根據據油油壓壓裝裝置置與與高高壓壓容容器器連連接接形形式式又又可可分分為為分分體體型型和和一一體體型型兩兩種種，前前者者高高壓壓容容器器頂頂蓋蓋兼兼具具活活塞塞功功能能，后后者者油油壓壓裝裝置置與與高壓容器經高壓活塞聯成一體。高壓容器經高壓活塞聯成一體。專專業(yè)業(yè)基基礎礎課課 食食 品品 科科 學學 概概 論論四、超高壓技術在食品工業(yè)中的應用四、超高壓技術在食品工業(yè)中的應用 食食品品超超高高壓壓處處理理技技術術被被稱稱為為“食食品品工工業(yè)業(yè)的的一一場場革革命命”、“當當今今世世界界十十大大尖尖端端科科技技”等等，可可被被應應用用于于所所有有含含液液體體成成分分的的水水果果、蔬蔬菜菜、奶奶制制品品、雞雞蛋蛋、魚魚、肉肉、禽禽、果果汁汁、果果醬醬、醬醬油油、醋醋、酒酒類類等等固固態(tài)態(tài)或或液液態(tài)態(tài)食食品品中中。經經過過超超高高壓壓處處理理的的食食品品，能能保保持持食食品品原原有有的的爽爽脆脆、風風味味、營營養(yǎng)養(yǎng)價價值值，符符合合人人們們對對21世世紀紀新新型型食食品品天天然然、方方便便、營營養(yǎng)養(yǎng)的的消消費費需需求求，相相信信它必然有巨大的潛在市場和廣闊的發(fā)展前景。它必然有巨大的潛在市場和廣闊的發(fā)展前景。超超高高壓壓食食品品的的前前景景如如何何在在很很大大程程度度上上主主要要取取決決于于高高壓壓設設備備裝裝置置的的研研制制和和開開發(fā)發(fā)，由由于于用用于于加加壓壓食食品品的的壓壓力力極極高高(通通常常150600MPa)，因因此此對對設設備備的的要要求求很很嚴嚴，食食品品加加壓壓裝裝置置的的研研究究開開發(fā)發(fā)將將是是超超高高壓壓食食品品研研究究的重要一環(huán)。的重要一環(huán)。專專業(yè)業(yè)基基礎礎課課 食食 品品 科科 學學 概概 論論一、概述一、概述 微微波波是是指指波波長長在在1mm1m(其其相相應應的的頻頻率率為為300300 000MHz)的電磁波。的電磁波。微微波波技技術術是是利利用用電電磁磁波波把把能能量量傳傳播播到到被被加加熱熱物物體體內內部部，使使加加熱熱達達到到生生產產所所需需要要求求的的一一種種新新技技術術。常常用用的的微微波頻率有波頻率有915MHz和和2450MHz。第七節(jié)第七節(jié) 食品微波技術食品微波技術 專專業(yè)業(yè)基基礎礎課課 食食 品品 科科 學學 概概 論論 微微波波技技術術的的發(fā)發(fā)展展可可追追溯溯到到第第二二次次世世界界大大戰(zhàn)戰(zhàn)中中雷雷達達的的發(fā)發(fā)明明，1945年年，美美國國雷雷聲聲公公司司(Raytheon)工工作作人人員員泊泊西西斯斯潘潘塞塞在在進進行行雷雷達達試試驗驗時時，偶偶然然發(fā)發(fā)現現衣衣袋