保健食品生产工艺和生产技术

1、保健食品生产工艺和生产技术1 保健食品的生产工艺和生产技术保健食品的生产工艺和生产技术 保健食品生产工艺和生产技术2 生产工艺生产工艺 在确定生产工艺时，应掌握以下基本原则： 1、工艺应合理、稳定、成熟，适合工业化生产； 2、工艺不能对产品的功能产生不利影响； 3、工艺连续性强，尽量减少手工操作； 4、工艺简单、流程简捷； 5、运行成本低； 6、尽可能采用先进技术和先进设备； 保健食品生产工艺和生产技术3 生产技术 一、提取技术 提取分离时应注意以下几个问题： 了解功效成分/标志性成分的性质 应根据需要选择提取分离方法 功效成分/标志性成分的稳定性 了解原料的性质：成分，结构 提取分离方法的选

2、择：安全、高效、简单、经济 保健食品生产工艺和生产技术4 I、溶剂浸提法、溶剂浸提法 l 浸提是利用适当的溶剂从原料中将可溶性有 效成分浸出的过程。浸出方法有以下3种。 l1浸渍法 l2煎煮法 l3渗透法 保健食品生产工艺和生产技术5 II、水蒸气蒸馏法水蒸气蒸馏法 l 水蒸气蒸馏法适用于具有挥发性、不溶于水 或难溶于水，又不会与水发生反应的物质的提 取，不能随水蒸气一同蒸发、或遇热易分解的 化学物质不能采用水蒸气蒸馏法。 l水蒸气蒸馏主要用于某些芳香油，某些小分子 酸性化合物、大蒜素等的提取。 保健食品生产工艺和生产技术6 III、压榨法压榨法 l此法适用于含油多的果实，如柑橘、柠檬等， 将

3、果实及蔬菜等用螺旋压榨机或水压机压榨， 压榨是利用机械力将含水较多的果实及蔬菜或 含油多的种子的细胞破坏，从而得到汁液或油 液的方法。 保健食品生产工艺和生产技术7 基本原理基本原理 l超临界流体萃取是一种新型的分离技术，它是利用流 体在超临界状态时具有密度大、黏度小、分散系数大 等优良的传质特性而成功开发的。 l 超临界流体萃取分离过程是利用超临界流体的溶解能 力与其密度的关系，即利用压力和温度对超临界流体 溶解能力的影响而进行的。当气体处于超临界状态时， 成为性质介于液体和气体之间的单一相态，具有和液 体相近的密度，黏度虽高于气体但明显低于液体，扩 散系数为液体的10100倍；因此对物料有

4、较好的渗透 性和较强的溶解能力，能够将物料中某些成分提取出 来。 IV 超临界二氧化碳提取法 保健食品生产工艺和生产技术8 超临界流体超临界流体 物质的沸点和外界的压力存在着一定的正相关关系。当外界物质的沸点和外界的压力存在着一定的正相关关系。当外界 的压力升高时，物质的沸点将升高；当外界的压力降低时，物质的压力升高时，物质的沸点将升高；当外界的压力降低时，物质 的沸点也随之降低。在日常生活的沸点也随之降低。在日常生活 中，人们可以观察到水在沿海地中，人们可以观察到水在沿海地 区的沸点为区的沸点为100左右，而在高左右，而在高 海拔的山区或高原，水的沸点可海拔的山区或高原，水的沸点可 能明显低

5、于能明显低于100。这是由于不。这是由于不 同海拔高度上气压不同所造成的。同海拔高度上气压不同所造成的。 保健食品生产工艺和生产技术9 物质的沸点和外界的压力之间的正相关关系并不是永远不变物质的沸点和外界的压力之间的正相关关系并不是永远不变 的。对于某一特定的物质来讲，当外界压力超过一定值时，其沸的。对于某一特定的物质来讲，当外界压力超过一定值时，其沸 点和外界压力之间的正相关关系就不存在了。沸点和压力之间的点和外界压力之间的正相关关系就不存在了。沸点和压力之间的 这种正相关关系消失的临界值称为临界点。它包括临界温度和临这种正相关关系消失的临界值称为临界点。它包括临界温度和临 界压力。界压力。

6、 超临界流体是指物质处在其临界温度和临界压力之上的一种超临界流体是指物质处在其临界温度和临界压力之上的一种 状态。当物质处于超临界状态时具有流体的性质。但它既不同于状态。当物质处于超临界状态时具有流体的性质。但它既不同于 液体，也不同于气体，是一种介于气体和液体之间的流体，故称液体，也不同于气体，是一种介于气体和液体之间的流体，故称 为超临界流体。超临界流体的一些特性简介如下。为超临界流体。超临界流体的一些特性简介如下。 超临界流体超临界流体 保健食品生产工艺和生产技术10 超临界流体超临界流体 （）密度、黏度和扩散系数等居于气体和液体之间（见表（）密度、黏度和扩散系数等居于气体和液体之间（见

7、表1） 表表1气体、液体和超临界流体密度、黏度和扩散系数的比较气体、液体和超临界流体密度、黏度和扩散系数的比较 状态状态密度密度/(g/mL) 黏度黏度(Pas) 扩散系数扩散系数/(cm3/s) 气体气体约约10-30.5-3.5(10-4)0.01-1.0 超临界流体超临界流体0.2-0.90.2-1.0(10-3)3.3-0.1 (10-4) 液体液体0.8-1.00.5-2.0(10-2)0.5-2.0 (10-5) （）密度随着压力增加而增加，而随温度增加而降低。（）密度随着压力增加而增加，而随温度增加而降低。 （）具有较强溶解力，可作为溶剂使用。（）具有较强溶解力，可作为溶剂使用。

8、 保健食品生产工艺和生产技术11 超临界流体介质的选择超临界流体介质的选择 一些物质的临界温度和临界压力见表一些物质的临界温度和临界压力见表14-2。 从表从表14-2可以看出：在各种物质中，可以看出：在各种物质中，CO2较易达到超临界状较易达到超临界状 态。态。 CO2的一些优点如下。的一些优点如下。 （）无毒，无味，不易燃，操作安全，无污染。（）无毒，无味，不易燃，操作安全，无污染。 （）无食品安全法规方面的障碍。（）无食品安全法规方面的障碍。 （）黏度低，扩散性高。（）黏度低，扩散性高。 （）溶解力强。（）溶解力强。 （）价格便宜，纯度高，可循环使用。（）价格便宜，纯度高，可循环使用。

9、（）临界温度和压力低，容易达到，对热敏物质的萃取有利。（）临界温度和压力低，容易达到，对热敏物质的萃取有利。 （）（） CO2性质稳定，惰性，对产物有保护作用。性质稳定，惰性，对产物有保护作用。 保健食品生产工艺和生产技术12 与其他溶剂相比，与其他溶剂相比， CO2的性质决定了它适于用做功能食品、医的性质决定了它适于用做功能食品、医 药产品中天然产物的萃取剂。药产品中天然产物的萃取剂。 表表14-2一些物质的临界温度和临界压力一些物质的临界温度和临界压力 流体流体临界温度临界温度/临界压力临界压力/MPa 乙烯（乙烯（C2H4）9.35.0 氟利昂（氟利昂（CClF3）28.93.8 二氧化

10、碳（二氧化碳（CO2）31.17.3 乙烷（乙烷（C2H6）32.34.8 一氧化氮（一氧化氮（N2O）36.57.2 丙烯（丙烯（C3H6）91.94.6 丙烷（丙烷（C3H8）96.74.2 氨（氨（NH3）132.511.2 正己烷（正己烷（C6H14）234.23.0 水（水（H2O）374.222.0 保健食品生产工艺和生产技术13 夹带剂的研究夹带剂的研究 l寻求良好的夹带剂，对提高溶解度，改善选择性和增加收 率，对实现SFE的工业化生产，将起到关键作用。表6-3是 几个超临界流体萃取辅助剂的实例。 保健食品生产工艺和生产技术14 超临界流体萃取技术及其特点超临界流体萃取技术及其特

11、点 超临界超临界CO2流体的萃取过程示意如下图。流体的萃取过程示意如下图。 被萃取的物质被萃取的物质CO2源源 被萃取的物质进入超临界被萃取的物质进入超临界CO2流体流体 被萃取的物质从被萃取的物质从CO2中分离中分离 CO2被萃取物质的收集被萃取物质的收集 CO2 的的 重重 复复 使使 用用 超临界流体形成超临界流体形成 超临界流体的密度降低或相变超临界流体的密度降低或相变 保健食品生产工艺和生产技术16 超临界流体提取法的优点超临界流体提取法的优点 l(1)待提取的物料不需研成细末可以成小块状。 l(2)不破坏原提取物的溶质和其他成分的功能性。 l(3)只改变温度和压力即可从食品中提取不

12、同的化合物 成分。 l(4)提取物纯度高。 l(5)工艺操作简单，耗能低，可以省去常规的蒸馏和蒸 发阶段。 l(6)成本低，二氧化碳溶剂比其他溶剂更便宜。 保健食品生产工艺和生产技术17 超临界流体萃取技术的应用超临界流体萃取技术的应用 在保健食品生产中，超临界萃取技术主要用于 以下方面： (1)功能性油脂的提取 (2)多不饱和脂肪酸分离 (3)天然香料、食用色素的提取 (4)植物中功能成分的提取 (5)糖及苷类的提取 (6)超临界CO2萃取磷脂的研究 保健食品生产工艺和生产技术18 小结小结 l经过30多年的研究，人们对于超临界萃取技术 已有了深刻的认识。保健品、化妆品食品添加 剂、香料、天

13、然中草药的萃取和提纯仍然是超 临界流体的研究和应用的重要领域。超临界萃 取技术是一种新型的分离技术，萃取机理以及 过程控制因素等方面的认识有待进一步深化和 完善。 保健食品生产工艺和生产技术19 V.微波萃取微波萃取 l 把微波用在浸取方面，发现它能强化浸取过 程，降低生产时间、能源、溶剂的消耗以及废 物的产生，同时可以提高产率和提取物的纯度， 既降低了操作费用，又合乎环境保护的要求， 是一种有良好发展前途的新工艺。 保健食品生产工艺和生产技术20 微波是一种频率在300- 300103 MHZ之间电 磁波,具有波动性、高 频性、热特性和耐热 性四大基本特性。 保健食品生产工艺和生产技术21

14、微波萃取的条件及步骤微波萃取的条件及步骤 (1)条件 装置一般要求为带有控温附件的微波制样设备； 萃取用制样杯一般为聚四氟乙烯材料制成的样品杯； 萃取溶剂为具有极性的溶剂，如乙醇、甲醇、丙酮； 实验要求：控制溶剂温度使其不沸腾，或待测物不分解 (2)萃取步骤 准确称取一定量的待测样品置于微波制样杯内，根据萃 取物情况加入适量的萃取溶剂。按微波制样要求，把装 有样品的制样杯放到密封罐子中，然后把密封罐放到微 波制样炉里。设置目标温度和萃取时间就即可。 保健食品生产工艺和生产技术22 微波萃取工艺流程微波萃取工艺流程 选料清洗微波萃取分离浓缩 干燥粉化产品 保健食品生产工艺和生产技术23 微波萃取

15、的特点及与传统热萃取的区别微波萃取的特点及与传统热萃取的区别 质量高，可有效地保护食品中的功能成分； 对萃取物具有高选择性； 回收率高； 省时（30s10min) 加热速度快，易于控温； 溶剂用量少（较常规少50-90%)，低能耗。 保健食品生产工艺和生产技术24 微波萃取在食品中的应用微波萃取在食品中的应用 (1)萃取香精油 (2)在油脂中的应用 (3)在提取天然产物有效成分中的应用 保健食品生产工艺和生产技术25 二、二、 沉降、分离技术沉降、分离技术 l分离纯化工艺是食品等行业中应用极其广泛的 一种技术，在生产过程中不可缺少。保健食品 生产中常碰到分离问题，如有效成分的分离纯 化，无用成

16、分的去除及主要营养成分和功效成 分标志性成分的浓缩等。 保健食品生产工艺和生产技术26 I、沉降技术、沉降技术 沉降技术是利用某种力的作用，利用分散介质与分散介质 的密度差，使之发生相对运动而分离的过程。 沉降技术在食品工业中可用于以下几方面。 (1)增稠 利用沉降达到悬浮液的沉淀增大浓度。 (2)用作分级或分离 利用同一物质粒子的粒径不同或不同 物质粒子的密度不同而使之分离。 (3)澄清 利用沉降除去悬浮液的浑浊杂质，使果汁酒类得 到澄清。 保健食品生产工艺和生产技术27 II、分离技术、分离技术 l 食物提取后往往是一种混悬液，即固体的食 物渣、沉降杂质等和液体(含有可溶性成分的 浸出液)

17、的混合物，需加以分离。两种相对密 度不同的不相混溶的液体的分离，可以采用分 离法。 保健食品生产工艺和生产技术28 离心分离技术离心分离技术 l利用离心机的高速旋转的功能，使混合液中的 固体与液体或两种不相溶的液体产生不同的离 心力，从而达到分离的方法。 l优点：生产能力大、分离效果好，成品纯度高 l种类：常速离心机、高速离心机、超速离心机 保健食品生产工艺和生产技术29 膜分离技术膜分离技术 用天然或人工合成的高分子膜，以外界能量或 化学位差为推动力，对双组分或多组分的溶质 和溶剂进行分离、分级、提纯和浓缩的方法。 分为：超滤、微滤、反渗透、电渗析、纳滤等 (Video) 保健食品生产工艺和

18、生产技术31 Cellulose Teflon nylon 保健食品生产工艺和生产技术33 三、浓缩技术三、浓缩技术 l 浓缩是保健食品生产中常用的工艺之一，用 溶剂进行有效成分或营养成分提取后，回收溶 剂一般用浓缩方法；物质的提取液由于固体物 含量过低，需要经过浓缩达到一定的含量；提 取液进行后续处理时，也常需要提高浓度，如 结晶、喷雾干燥等，都要设计浓缩这道工艺。 保健食品生产工艺和生产技术34 1蒸发浓缩蒸发浓缩 l 蒸发，是使液状物料浓缩的方法之一。凡是 液体或水果、蔬菜压汁均可用蒸发的方法进行 浓缩。 l传统蒸发，就是加热使液料沸腾而使气体飞入 空间。而现代蒸发则改用低温，低压蒸发的

19、方 法，以免损坏有效成分。 保健食品生产工艺和生产技术35 2冷冻浓缩冷冻浓缩 l 冷冻浓缩是利用冰与水溶液之间的固液相平 衡原理的一种浓缩方法。冷冻浓缩的包括两个 步骤，首先是部分水分从水溶液中结晶析出， 而后将冰晶与浓缩液加以分离。因此冷冻浓缩 方法特别适用于热敏食品的浓缩。 保健食品生产工艺和生产技术36 保健食品生产工艺和生产技术37 3常压浓缩常压浓缩 l常压浓缩是在常压下使溶液进行蒸发。如果溶 剂为有机溶剂，常常进行冷凝回收，以便回收 利用并防止空气污染。 l浓缩设备一般由加热器、蒸发器、冷凝器和溶 剂接收器组成。常压浓缩设备比较简单，操作 方便，但由于蒸发温度高，能耗较大。尤其在

20、 浓缩后期，溶液浓度升高，沸点进一步上升， 溶液中的许多成分容易在高温条件下焦化、分 解、氧化，使产品质量下降。 保健食品生产工艺和生产技术38 4.真空浓缩真空浓缩 l真空浓缩又称减压浓缩，在工业生产中应用极 为普通，保健食品生产中也采用最多。 l真空浓缩具有很多优点： 1)在较低温度下蒸发，可以节省大量能源； 2)物料不受高温影响，避免了热不稳定成分的破 坏和损失，更好地保存了原料的营养成分和香 气； 3)一些糖类、蛋白质、果胶、黏液质等黏性较大 的物料，低温蒸发可防止物料焦化。 保健食品生产工艺和生产技术39 5反渗透浓缩反渗透浓缩 l反渗透浓缩是近20年来发展起来的新技术。 l反渗透用

21、于果蔬汁及其他食品溶液的浓缩，与 传统的蒸发法相比，具有较好的保持果蔬汁风 味、营养成分，降低能耗和操作简单等优点， 而且能提高果蔬汁的稳定性。多年来，人们采 用反渗透对苹果、梨、柑、菠萝、葡萄、番茄 等果汁浓缩，果汁品质优于热浓缩法。在国外， 反渗透已用于牛奶、水果汁、氨基酸溶液的浓 缩。 保健食品生产工艺和生产技术40 小结小结 l总体来看，目前用于保健食品浓缩的方法还是 以真空蒸发为主，而反渗透浓缩技术在不远的 将来有可能以其突出的优点，在许多方面获得 应用。 保健食品生产工艺和生产技术41 四、干燥技术四、干燥技术 l食品干燥是将食品原料经过在自然条件下或人 工控制条件下促使其水分蒸发

22、，使其含水量降 到足以防止腐败变质的程度，并在低水分条件 下长期储藏的一种食品加工方法。 l干燥的主要目的，是保护生鲜食品免遭腐败或 以液体为原料制作固体制剂。干燥的结果，又 带来搬运方便，容易吃这些好处，并且有时候 还会增加美味，也可产生不同的香味。 保健食品生产工艺和生产技术42 1.加热干燥加热干燥 靠热源使空气加热，通过此热空气使之干燥，有 将从燃料出来的火和烟，直接导入干燥器内，使 之干燥的直接加热式；将热导入空气加热机，靠 加热了的空气使之干燥的间接加热式还有将加 热板加热，在加热板上将要加热的材料压住使之 干燥这种方式的加热干燥叫热板加热 保健食品生产工艺和生产技术44 2气流干

23、燥气流干燥(热风干燥热风干燥) l气流干燥是使热空气与被干燥物料直接接触， 短时间达到干燥目的的一种方法。此法具有干 燥时间短、处理量大、适应性广、结构简单、 制造方便等特点。气流干燥是利用热的干燥气 流进行干燥的一种方法。主要用于干燥固体食 物，如奶粉、葡萄干、食盐、面粉、谷物等。 保健食品生产工艺和生产技术46 3接触干燥接触干燥 l待干燥物料直接与加热面接触进行干燥的方 法优点是干燥速度快，热能利用率高，适用 于化学性质稳定的浓缩液或稠性液体的干燥。 保健食品生产工艺和生产技术47 4.辐射干燥辐射干燥 l辐射干燥主要是红外辐射干燥。红外线具有一 定的穿透能力，可以穿透物料表面层到一定深

24、 度，从内部加热物料。物料潮湿部位比干燥部 位能更多地吸收辐射能，使得干燥过程的辐射 能可以自动调节，这是传导于燥和对流干燥所 不具备的特点。 保健食品生产工艺和生产技术48 5喷雾干燥喷雾干燥 l喷雾干燥是食品工业通常采用的加工方法，用 该方法生产出的食品在我们每个家庭中随处可 见，诸如速溶咖啡、咖啡伴侣、蛋黄粉、奶粉、 汤料、婴儿食品、奶酪粉、果汁粉等。这些经 喷雾干燥加工的食品具有良好的外观和原有的 营养价值 保健食品生产工艺和生产技术50 保健食品生产工艺和生产技术51 6加压干燥加压干燥 l 加压是在能够加热、加压的密闭容器中，放 人谷类、半干燥的水果、蔬菜等密封起来，从 外部加热，

25、达到一定压力、温度时，打开盖， 使之返回大气中，借此来使食品膨胀、干燥的， 膨化食品便是一例。 保健食品生产工艺和生产技术52 7真空冷冻干燥真空冷冻干燥 l(1)真空冷冻干燥原理 l食品的真空冷冻干燥，就是在水的三相点以下， 即在低温低压条件下，使食品中冻结的水分升 华而脱去。 保健食品生产工艺和生产技术53 五、杀菌技术五、杀菌技术 l常见的食物腐败主要由腐败微生物引起。为了 保存食物，首先要进行杀灭和抑制微生物的杀 菌技术处理。过去，应用加热杀死微生物的原 理，发展了各种加热杀菌技术。但是对于热敏 感的食物在加热杀菌中会发生负面的影响，因 为化学变化会导致营养组分的破坏、损失，或 导致不

26、良风味等。为此，一方面发展了减少加 热损害的杀菌技术，一方面则发展非加热的冷 杀菌技术。 保健食品生产工艺和生产技术54 I、超高压杀菌技术、超高压杀菌技术 l 超高压杀菌技术是20世纪90年代由日本明治 屋食品公司首创的杀菌方法，首先应用于工业 生产，开发了超高压杀菌的果酱商品。目前， 正在研究开发新的应用领域，试图用于泡菜、 鱼酱等传统食品。由于超高压装置需要较高的 投入，因此尚需解决高成本的问题。 保健食品生产工艺和生产技术55 II、低温杀菌、低温杀菌 l低温杀菌是对食品中存在的微生物进行部分杀菌的加 热方法。通常使用100以下的温度。该法主要适用 于pH值为4.5以下的酸性食品及采用

27、较强加热处理会 明显导致品质降低的食品。在近几年，对牛奶及保存 期较短的商品也采用该法。 l法国开发了这种特别用于调理菜肴的杀菌技术。他们 将菜肴配料混装在特定的包装袋中，在真空下进行低 温调理杀菌，可以避免多次加热杀菌带来的对成品质 量的不良影响。近年，日本又开发了低温充气包装杀 菌技术，也可应用于某些调理食品。 保健食品生产工艺和生产技术56 III、生物保藏、生物保藏 l 被认为是自然保藏法。利用拮抗微生物或天 然杀菌素以控制食品中本身存有的致病菌生长 以及霉菌毒素原生真菌的生长。这是食品生物 技术中日趋活跃的研究开发领域之一，很有开 发应用前景。 保健食品生产工艺和生产技术57 IV、

28、巴氏杀菌、巴氏杀菌 l巴氏杀菌是最早的杀菌方法，利用热水作为传热介质。 杀菌条件为6163、30min，或7275、10 15min。这种杀菌方法，由于所需时间长，生产过程 不连续，长时间受热容易使某些热敏成分变化，杀菌 也不够理想。目前在大中型食品厂中已很少采用。 l许多工厂将巴氏杀菌进行改造，采用8590温度， 保温12min进行杀菌。这种杀菌方法，在较短时间 内达到杀菌目的，效果较好。如果采用连续化杀菌， 生产能力大，产品质量也较好。 保健食品生产工艺和生产技术58 V、超高温瞬间杀菌、超高温瞬间杀菌 l 超高温杀菌简称UHT杀菌。一般加热温度为 100150，加热时间28s，加热后产品

29、达 到商业无菌要求的杀菌过程称为UHT杀菌。这 种杀菌方法，能在瞬间达到杀菌目的，杀菌效 果特别好，几乎可以达到或接近灭菌要求，而 引起的化学变化很小。它具有提高处理能力、 节约能源、缩小设备体积、稳定产品质量等特 点，并可实行设备原地无拆卸循环清洗。 保健食品生产工艺和生产技术59 1设备分类设备分类 l (1)直接混合式UHT工作原理(应用于豆奶生产 线) l料液经过平衡罐准备后，由板式换热器预热到 85后，进入蒸汽喷射器直接与蒸汽混合杀菌， 温度为142。为达到杀菌目的，在蛇形管中 保温4s，最后进入脱臭，闪蒸系统。此系统采 用真空泵负压抽气，豆奶因减压而急剧膨胀， 温度很快降至75左右，并去除水分和腥味， 恢复豆奶中原有的水分，再对豆奶均质、冷却， 最后无菌储存或直接灌装。 2.工艺流程工艺流程 板式换热式板式换热式UHT 保健食品生产工艺和生产技术62 VI、微波杀菌、微波杀菌 l 基本原理 微波杀菌主要是在微波热效应和非热效应作用 下，使微生物体内的蛋白质和生理活性物质发 生变异和破坏