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微波萃取让保健食品功效强劲

时间:2008-08-27 08:15:28  浏览:        

在中国保健食品发展的过程中,寻找保健食品的功能因子,让食品原料中的功效成分有效高效析出,是保健食品功效品质提升的关键。药用植物是保健食品的重要原料,植物萃取制备成药的工序已经成为植物药厂生产的重要组成部分。萃取技术是否先进,萃取工艺合理与否,直接关系到生产的物耗、能耗,更关系到成品的质量和疗效。微波萃取作为一种颇具发展潜力的新的萃取技术,成为保健食品行业提高产品质量、降低生产成本的新契机。 
  传统萃取缺陷 
  传统萃取工艺主要采用水或其他有机溶剂作为介质,其微观过程可以用传热、传质、动量传递来描述。由于很多有效的组分都在植物细胞内部,因此在植物的浸提过程中,其传质速率是很慢的,一般需要5~6个小时,甚至更长的时间。 
  化学溶剂萃取法耗能大、耗材多、耗时长,提取效率低,工业污染大。超临界流体萃取提取效率上得到很大的提高,但其方法要求的装备复杂,溶剂选择范围窄,需要高压容器和高压泵等,投资成本高,建立大规模提取生产线有工程难度。 
  微波萃取优势 
  微波萃取技术与其他现有的萃取技术相比有明显的优势。微波萃取通过偶极子旋转和离子传导两种方式里外同时加热,较传统热提取(热传导)方法而言,具有以下优势: 
  1.提取质量高,可有效地保护食品、药品及其他化工物料中的功能成分。 
  2.提取物的萃取率高,具有很高选择性,纯度高。 
  3.省时节能,可节省50%~90%的时间,能耗小。 
  4.溶剂用量少,易于后处理工序。 
  5.生产线组成简单,节省投资。 
  国外有关科研人员研究了从植物样品中微波辅助提取多种某药剂的适用性。在10min微波照射,50%最大功率的优化条件下,微波萃取与传统的超临界萃取(SFE)该药剂的回收率无多大差别,但明显节省溶剂和时间,且可同时处理多个样品。同时研究表明,微波提取的最佳回收率与提取温度,植物样品的基体及药剂类型密切相关,针对不同的样品,不同的药物,采用相应的提取温度及时间,获得比超临界萃取高的回收率是完全可行的。 
  传统萃取微波萃取的回收率与时间的比较表 
    化合物     回收率/%   所需时间 
          传统  微波  传统  微波 
  天然脂肪(食物) 100   98  >3h  <5min 
  蚕豆中抗营养成分 40    100  ≥3h  <5min 
  土壤中农药残留  90    100  <1.5h <1min 
  微波萃取应用 
  微波萃取效率高、纯度高、能耗小、产生废物少、操作费用少、符合环境保护要求,可广泛用于中草药、保健食品、香料、化妆品、茶饮料、果胶、高黏度壳聚糖等行业。目前我国微波萃取工艺已经用于多项中草药的浸取生产线之中,如葛根、茶叶、银杏等,用大生产线在薄荷、海藻中提取有效物质也获得成功。 
  微波提取的效率高,在保健食品健康食品中可广泛应用,如薯根、茶叶中的茶多酚,银杏、羽扇豆中的生物碱,N-杂多环抗凝血剂等都可提取。 
  1.可萃取茶多酚:据研究报道,茶多酚具有清除自由基、抗氧化、抗衰老、防辐射、降低血脂和胆固醇、抗动脉粥样硬化及抑菌作用。 
  2.可萃取咖啡碱:在茶叶中约含2%左右的咖啡碱,对人体具有强心、利尿、解毒等生理作用和保健作用。 
  3.可萃取茶多糖:酸性糖蛋白,具有降血糖、抗炎、抗凝、抗血栓、抗辐射等药理作用。 
  4.可提取花生壳中的天然黄色素。加工食品后的花生壳,除少部分作为造纸或生产化工产品原料被利用外,更多作为燃料或被丢弃。利用花生壳提取天然黄色素,作为食品添加剂,具有重要的开发利用价值。 
  5.从葡萄子中提取维生素E。葡萄子是酿酒工业残渣的主要成分,从葡萄子中可提取出大量有营养价值的产品和功能型食品,其中维生素E是最有效的脂溶性抗氧化剂,对治疗心血管疾病有明显作用,并可作为潜在的抗致癌剂和降低血液中胆固醇的物质。该领域研究越来越受到科学家、营养学家、流行病学医生的关注。 
  微波萃取设备分类 
  用于微波萃取的设备分为两类:一类为微波提取罐;另一类为连续动态提取。两者主要区别一个是分批处理物料,其生产形式为间断性,一批一批处理;另一个是物料连续不断地进入微波场处理,可不间断生产,使用频率有2450MHg和9.5MHg。 
  南京三乐微波技术发展有限公司已研制出两大系列微波提取设备。微波功率从1KW~100KW,容积从0.01立方米到5立方米,萃取溶剂可以是水、甲醇、乙醇、丙醇、乙醚、丙酮等强极性溶剂。根据不同物料与工艺,也可以使用弱极性溶剂。经多家食品生产厂家和制药厂家应用,效果良好。该系列产品性能稳定,自动化程度高,环境适应性强,操作简单,并符合GMP标准。该系列设备微波泄漏指标低于1mw/cm2,与欧美指标接轨。可实现连续化生产,目前已有许多厂家使用。 
  微波萃取工艺流程 
  微波萃取罐主要由几部分组成:内萃取腔、进液口、回流口、搅拌装置、微波加热腔、排料装置、微波源、微波抑制器等。其工艺流程大体是这样的:选料———清洗———粉碎———微波萃取———分离———浓缩———干燥———粉化———产品。 
  微波萃取技术作为一项新技术,其工艺和装备仍有许多地方需要不断提高和完善。微波萃取技术是一项集微波学、机械学、化学工程(包括制药工程、食品工程)学于一体的综合技术,需要各方面的通力合作,才能推动这项技术快速发展。 
  微波萃取机理 
  一方面在微波辐射过程中,高光率的电磁波穿透被提取介质内部维管束和 腺胞系统。由于吸收微波能,细胞内部温度迅速上升,使其细胞收购价部压力超过细胞壁膨胀承受能力、细胞破裂。细胞内有效成分自由流出,能够在较低温度条件下萃取介质捕获并溶解,进一步过滤并分离,便可获得提取物。 
  另一方面,微波产生的电磁能量加速被萃取部分的有效成分向萃取溶剂界面扩散,用水体溶剂时,水分子受微波作用高速转动成为激发态,这种高能量不稳定状态,加强萃取组成分的驱动力所释放的能量传递给其他物质分子,加速其热运动,缩短萃取组分子由物样内部扩散到萃取溶剂界时间,使萃取速率提高数倍,同时还降低了萃取温度,提高萃取质量。
  
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