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亚临界萃取技术在食品领域的应用及展望
J食品1001 赵秋琳 徐新霞 俞奇春 严贤 王晨希 林振辉 刘苏俊

摘要：亚临界萃取技术作为一种现代高新技术，在食品中的应用相当广泛。本文总结了亚临界萃取技术分别在食品领域中农残检测、特种油脂和天然产物有效成分方面的应用。最后对其在食品工业方面的应用前景进行展望。
关键词：亚临界萃取；食品；应用；展望

0 概述
近十几年亚临界萃取技术在国内外迅速发展起来，这是一种较新的少用或不使用有机溶剂的绿色萃取技术，广泛应用于食品行业中物质的提取，对食品生产现代化有重要意义。对于食品这个特殊的行业来说，安全、卫生是其第一要义。而亚临界萃取技术恰如其分的符合现代人所追求的绿色环保这一概念，大力发展亚临界萃取技术将会成为食品行业发展的必然趋势。

1 亚临界萃取的概念
姜月霞[1]等指出亚临界萃取(Sub-critical extraction technology)是指萃取剂在萃取过程中始终低于其临界压力和临界温度，始终为液态的萃取过程，相对于超临界而言，有着条件相对温和，对高压设备要求不苛刻以及成本更低的优点。

2 亚临界萃取原理及优点
亚临界萃取是依据有机物相似相溶的原理，通过萃取物料与萃取剂在浸泡过程中的分子扩散过程，达到固体物料中的脂溶性成分转移到液态的萃取剂中，再通过减压蒸发的过程将萃取剂与目的产物分离，最终得到目的产物的一种新型萃取与分离技术。
亚临界流体萃取相比其它分离方法有许多优点：无毒、无害，环保、无污染、非热加工、保留提取物的活性产品不破坏、不氧化，产能大、可工业化大规模生产，节能、运行成本低，易于和产物分离。亚临界萃取技术由于其设备简单、萃取时间短、无二次污染等特点受到越来越多的重视。

3 亚临界萃取技术在食品领域的应用
3.1 在农残检测中的应用
3.1.1 粮谷农药残留
亚临界水萃取技术可以在小米和芸豆等粮食基质中实现一些农药的有效萃取，宓捷波[2]等通过实验发现在0.05mg/kg的残留水平回收良好。

3.1.2 红茶农药残留
潘煜辰[3]等利用亚临界水萃取及气相色谱－串联质谱法测定红茶中21种有机氯和拟除虫菊酯类农药残留的检测方法。该方法避免了使用大量大量有机溶剂，毒害性小，灵敏度高，稳定性好，满足国内外对红茶中有机氯和拟除虫菊酯类农药残留的检测要求。

3.2在特种油脂方面的应用
3.2.1 萃取生态椰子油（VCO）
国内对生态椰子油的研制尚处于起步阶段，现有的生产工艺耗时较长，提取率低。姜月霞等[1]用亚临界法萃取得到的VCO尽可能地保持了天然椰子油的微量成分及生物活性，有清香的椰子风味，比一般椰子油含有更多的未皂化成分，特别是多酚类化合物和VE，具有显著的抗氧化活性，可降低血浆胆固醇的水平，具有减肥功能，还具有抗病毒和抗菌的功能。
亚临界萃取过程中原料粒度、萃取温度、萃取时间对油脂得率有明显影响。姜月霞[1]等通过研究表明此技术萃取生态椰子油的最佳工艺条件是原料粒度40目，萃取温度50℃，萃取时间30min，提取率为51.45%。相对条件温和，成本低廉。

3.2.2 萃取马兰挥发油
现代研究表明,马兰富含黄酮类化合物、挥发油、多糖、维生素、氨基酸和矿物质等物质，具有抗炎、抗氧化、抗癌和防衰老等多种生物活性。目前国内外文献对马兰的研究多集中于繁殖方法及栽培技术，有关马兰挥发油的研究报道很少，且仅限于挥发性成分的分析。
亚临界萃取马兰挥发油的提取方法原料无需预处理，具有提取得率高、快速、无污染和易于操作，是很有应用前景的提取新方法。张灿[4]等经实验表明，当提取压力为5.0MPa、提取温度160℃、水料比20：1（mL/g）、提取时间30min时，马兰挥发油提取得率达0.50%。

3.2.3 萃取油茶籽油
目前油茶籽油的提取方法主要有压榨法和溶剂浸出法。压榨法提油率较低; 浸出法需要较复杂的后处理过程，工艺复杂，容易造成环境污染。吴雪辉[5]等用亚临界萃取得的油茶籽油品质好，除酸值、水分及挥发物指标外，其他都能达到一级压榨成品油茶籽油国家标准的质量指标，而且油茶籽油中多酚、黄酮、植物甾醇、类胡萝卜素等成分含量丰富，提高了油茶籽油的营养价值和保健功能，减少精炼工序，降低精炼成本。
吴雪辉[5]等通过实验得到：提取的最佳工艺条件萃取次数3次，萃取时间30min，萃取温度35℃，料液比1:4，该条件下萃取率为69.3%。亚临界萃取的油茶籽油脂肪酸组成中油酸的含量高于常规的压榨法和浸出法，棕榈酸的含量低于压榨法和浸出法。

3.3在天然产物有效成分方面的应用
3.3.1 萃取米糠蛋白
目前米糠蛋白的提取方法有碱法和酶法或物理方法辅助提取。碱法简单易行，但高浓度的碱会产生有毒物质。用亚临界水萃取得的米糠蛋白同其他方法相比具有提取率高、快速、清洁、易于操作等优势，是很有应用前景的蛋白提取新方法。
张海晖[6]等通过研究表明：在压力为8. 0 MPa和水料比为15 mL /g 条件下，优化出亚临界水萃取米糠蛋白的最佳工艺条件为: 温度200℃、提取时间25 min、萃取用蒸馏水的pH 值为9. 0。

3.3.2 萃取海带中叶绿素
目前国内外叶绿素的生产基本上都还是以陆生植物为原料。同时，多年来叶绿素的生产一直采用的是传统生产工艺，存在产品质量差、纯度低、有异味和溶剂残留等问题。采用的亚临界流体萃取技术具有工艺简单、萃取时间短、有机溶剂用量少等优点。因此，采用亚临界R134a萃取海带叶绿素具有良好的开发应用价值。
卢杰[7]等经过实验发现：萃取温度37.5℃、萃取压力11.5 MPa、夹带剂用量4.5 mL/g，在此条件下，萃取液中叶绿素的含量达到3.128mg/g。

3.3.3 萃取板栗多糖
多糖是板栗的主要活性成分之一，具有免疫调节、抗病毒、抗癌、降血糖、延缓衰老、降血压等药理活性。
邵亭亭[8]等通过实验表明：在提取压力5.0 MPa、水料比20 mL/g、提取温度150 ℃、提取时间10 min条件下，板栗多糖提取得率为14.89%，与常规的热水浸提法(板栗多糖提取得率是9.63%)相比，在提取时间和提取得率上均具有一定优势。

3.3.4 萃取回收废弃虾蟹壳中虾青素
从虾蟹壳中提取天然虾青素方法主要有碱提法、油溶法、有机溶剂浸提法和超临界CO2 流体萃取法等。碱提法提取过程中产生的酸碱废水对环境污染严重, 现在较少有人研究。油溶法用油脂类作为溶剂产物不易浓缩, 纯化成本较高, 限制了应用范围。亚临界萃取技术具有能耗低、快速和低污染等优点。
刘平怀[9]等获得的最佳提取工艺为: 以二氯甲烷为溶剂, 100℃, 9.31 ~ 11.72 MPa, 静态提取时间15 min, 循环2次, 提取率为0. 037 3%。与传统的有机溶剂浸提法提取结果比较表明, 亚临界流体萃取的提取率高出33. 2%, 且耗时减少82.8%。

总结：亚临界萃取技术除了[10]用于挥发油、多酚、黄酮和花青素类物质的提取外，还可用于天然产物中蛋白质、氨基酸、多糖、蒽醌类、醇类、果胶及生物碱等有效成分的提取。尽管亚临界萃取技术的研究还处于的发展阶段，不过它的优势还是很明显的。

4 展望
亚临界萃取技术由于不使用有机溶剂已证明应用于食品行业是可行的，它是一种无毒、无污染、价廉的绿色萃取技术，随着“绿色”概念的深入人心，这项技术必将在环境检测、食品、分析化学、医药等众多领域得到应用，是一种前景广阔的分析提取技术。针对食品行业特点，可在以下几个方面展开工作：1．用于食品质量控制，如农药残余、重金属浓度分析的前处理技术 2．用于食品中脂溶性有效成分如挥发油等的分析前处理技术。

参考文献
[1]姜月霞，李永纲，杨巡天等．亚临界萃取原生态椰子油的工艺研究[J]．海南医学院学报，2012，18（19）：1200－1205
[2]宓捷波，林安青，林幸等． 亚临界水萃取法检测粮谷中24种残留农药[J]．食品研究与开发，2012，33（3）：115－119
[3]潘煜辰，伊雄海，邓晓军等．亚临界水萃取及气相色谱－串联质谱法检测红茶中多种农药残留[J]．色谱，2012，30（11）：1159－1165
[4]张灿，张海晖，段玉清等．亚临界水萃取马兰挥发油及其抑菌活性的研究[J]．食品与发酵工业，2012,38（6）：102－105
[5]吴雪辉，刘肖丽，刘智峰等．油茶籽油亚临界流体萃取工艺及品质研究[J]．中国油脂，2012，3（10）:6－9
[6]张海晖，武妍，段玉清等．亚临界水萃取米糠蛋白工艺与功能特性研究[J]．农业机械学报，2011,42（11）：139－143
[7]卢杰，刘思聪，王兰等．响应面法优化亚临界流体萃取海带中叶绿素工艺[J]．食品科技，2012，37(12):198－207
[8]邵亭亭，张海晖，段玉清等．亚临界水萃取板栗多糖及其清除自由基活性研究[J]．食品科技，2012，37（12）：156－160
[9]刘平怀，时杰，沈世军．亚临界流体萃取法回收废弃虾蟹壳中虾青素[J].精细化工，2011，28(5):497－500
[10]李新莹，刘新利，冯豫川等．亚临界水萃取在天然产物有效成分提取中的研究新进展[J].食品工业科技,2012，33(23):414－418