超临界流体萃取是一种新型的萃取分离技术, 是利用流体(溶剂)在临界点附近某一区域
(超临界区)内, 与待分离混合物中的溶质具有异常相平衡行为和传播性能, 且对溶质溶解能
力随压力和温度的改变在相当宽的范围内变动这一特性,达到溶质分离的技术。因此,利用
这种技术可从多种液态或固态混合物中萃取出待分离的组分。
一、原理
超临界流体(SCF),是指物质的一种特殊流体状态。 将处于气液平衡的物质升压升温时,
热膨胀会引起液体密度减少, 而压力的升高又使气相密度变大,当温度和压力达到某一点时,
气液两相的相界面就会消失,成为均相体系。这个状态消失的点称为临界点(SCP),存在着
物质的临界温度、临界压力和临界密度。
如上所述, 超临界流体是处于临界温度和临界压力以上的非凝缩性的高密度流体, 没有
明显的气液分界面,既不是气体,也不是液体,性质介于气体和液体之间,具有优异的溶剂
性质,粘度低,密度大,有较好的流动、传质、传热和溶解性能。超临界流体萃取正是利用
超临界状态下的流体具有的高渗透能力和高溶解能力, 在较高压力下, 将溶质溶解于流体中,
然后降低流体溶液的压力或升高流体溶液的温度, 使溶解于超临界流体中的溶质随其密度下
降、溶解度降低而析出,从而实现特定溶质的萃取。作为一个分离过程,超临界流体萃取技
术介于蒸馏和液体带萃取之间, 它在某种程度上结合了蒸馏和萃取过程的特点, 其有如下优
势:①操作温度低可在接近常温下完成萃取工艺,能较好地使萃取物的有效成分不被破坏,
对热敏性食品以及食品的风味不会产生影响, 特别适合那些对热敏感性强、 容易氧化分解的
成分的提取和分离;②超临界流体具有巨大的压缩性,在临界点附近,流体温度或压力较小
的改变可使溶质的溶解度大幅度变化, 使流体有极强的选择性, 对分离溶解度相近的两种成
分非常有利,萃取后溶剂与溶质容易分离;③在高压、密闭、惰性环境中,选择性萃取分离
天然物质精华,在最佳工艺条件下,能将萃取的成分几乎完全提出,从而大大提高了产品的
回收率和资源的利用率; ④超临界流体具有与液体相近的溶解能力, 又具备了与气体相近的
传质能力,这使流体在萃取时传质很快达到平衡,从而达到快速有效的分离效果;⑤萃取过
程简便,效率高且无污染。
二、应用
目前该技术在食品生产中主要用于以下五个方面。
1.特定食物成分萃取食品中某些特定物质的萃取如沙棘果中的沙棘油、 奶油和鸡蛋中的
胆固醇、咖啡豆中的咖啡因、茶叶中的儿茶酚等。
2.风味物质的提取食品中风味物质提取如香辛料、 鲜花的芳香物质、 啤酒中的呈味物质、
果皮中的精油、果蔬汁的芳香成分等。
3.油脂提取动物油脂(鱼油、肝油等)和植物油脂(大豆、棕榈、可可豆、咖啡豆)的萃取
等。
4.脱色脱臭食品的脱色和脱臭,如羊肉去膻味、豆制品去豆腥味等。
5.天然食用香料和色素提取。