食品工艺学 第七章 食品的有效组分与分离

食品工艺学

第七章食品的有效组分与分离上篇

食品加工基础篇

学习目标知识目标：1. 理解食品中有效组分的概念。2. 理解食品中有效组分分离的基本原理。3. 掌握食品有效组分分离的基本工艺。能力目标：1. 能够准确描述食品的有效组分有哪些。2. 能够根据不同有效组分的理化特性，选择适宜的分离方式。3. 能够掌握食品有效组分分离工艺的主要特点。素养目标：1. 认识食品有效组分分离工艺的发展历史。2. 培养理论联系实际的能力。3. 形成根据食品有效组分理化特性正确选择适宜分离工艺的能力。知识导图问题导读1. 简述不同有效组分适宜的分离方式。2. 试分析食品组分分离工艺的主要特点。关键词有效组分分离方式分离原理分离工艺特点章节目录第一节食品中的有效组分与理化特性第二节常见食品中有效组分的分离手段第一节食品中的有效组分与理化特性一、蛋白质/肽二、脂质三、多糖四、多酚五、维生素蛋白质食源性肽脂质脂质是生物体内一大类微溶于水易溶于有机溶剂的重要有机化合物，脂质的水不溶性是其能够与蛋白质和碳水化合物较好分离的物性基础。食品中的脂质主要有脂肪（三酰甘油）、磷脂、糖脂和固醇等，其中三酰甘油占动植物中脂质含量的99%以上。1.物理性质（1）流变性质（2）密度（3）热学特性（4）光学特性2.化学性质（1）水解反应（2）氧化反应（3）热分解反应脂质多糖多酚黄酮类多酚的基本骨架酚酸类多酚的基本结构食品中常见的复杂多酚结构1.多酚的结构与分类多酚2.多酚的理化性质多酚在常温中为无定型的粉末，松散并呈黄色，少部分呈黄棕色，不溶于乙醚，但溶于水和乙醇。由于多酚苯环上有多个羟基，而羟基具有还原性、弱碱性，可发生消去反应、取代反应、置换反应和显色反应等，同时多酚也是植物中的显色物质，有强吸湿性。3.多酚的生理功能①抗氧化作用②预防心血管疾病作用③抗肿瘤作用④抑菌消炎作用⑤其他：免疫调节、抗病毒、降血糖、抗辐射等作用。维生素脂溶性维生素主要包括维生素A(视黄醇及相关化合物和一些类胡萝卜素)、维生素D、维生素E和维生素K。食品中常见的类视黄醇结构部分类胡萝卜素结构维生素E维生素D维生素水溶性维生素包括维生素C(抗坏血酸)和B族维生素等。烟酸叶酸硫胺素抗坏血酸核黄素17第二节常见食品中有效组分的分离手段一、常规溶剂提取原理及其应用二、物理场辅助分离技术原理及其应用三、膜分离技术原理及其应用四、离子交换分离技术原理及其应用五、分子蒸馏技术原理及其应用一、常规溶剂提取原理及其应用1.溶剂提取法的原理溶剂提取法是根据食品中各类成分在溶剂中的溶解性质不同，选用对活性成分溶解度大，而对不需要成分溶解度小的溶剂，将有效成分从食品组织中溶解出来的方法。溶剂提取法是根据“相似相溶”这一原理进行。2.溶剂提取法常用的方法（1）浸渍法（2）渗漉法（3）煎煮法（4）回流提取法（5）连续回流提取法二、物理场辅助分离技术原理及其应用1. 超声波辅助分离技术超声波是指高于20 kHz的声波，与食品加工相关的超声波最为根本的特性是空化效应，因空化效应引起并直接促进加工过程效率提高的是机械效应和化学效应。2.微波辅助分离技术在食品有效组分分离过程中，利用微波能加热与样品相接触的溶剂，将所需化合物从样品基体中分离出来并进入溶剂，是在传统萃取工艺基础上强化传热、传质的过程，可有效提升分离效率。3.超高压辅助分离技术超高压技术在特定压力下保压一定时间后迅速卸压，使细胞内外产生较大的压力差从而将原料中的有效成分快速转移到提取液中，具有提取效率高、溶剂消耗少、节能、提取温度低、提取液稳定性好等优势。4. 电场辅助分离技术基于变压器原理的IEF（感应电场，induced electric field）可促进样品中带电离子的运动，从而改变化学反应速率和提取得率，进而促进食品中有效成分的分离。5.磁场辅助分离技术食品磁场分离技术是利用高强度脉冲磁场发生器向螺旋线圈发出强脉冲磁场，将食品放置在处于螺旋线圈内部的磁场中，维持一定时间以强化化工分离过程的一种新技术。三、膜分离技术原理及其应用膜分离技术是利用特定的半透膜过滤器通过允许某些化合物通过而阻碍其他化合物通过，以达到各组分分离、浓缩、纯化的目的。膜分离与传统过滤的最主要区别在于，膜可以在分子范围内进行分离，不需要发生相态的变化，亦不需要添加助剂。1. 膜分离技术的基本原理（1）微滤（2）超滤（3）纳滤（4）反渗透（5）电渗析（6）膜蒸馏（7）液膜分离2. 膜分离技术在食品有效组分分离中的应用（1）膜分离技术在蛋白质/肽分离中的应用（2）膜分离技术在多糖分离中的应用（3）膜分离技术在多酚分离中的应用（4）膜分离技术在脂质分离中的应用（5）膜分离技术在其他有效组分分离中的应用四、离子交换分离技术原理及其应用离子交换分离技术是利用溶液中各种带电粒子与离子交换剂之间结合力的差异进行物质分离、浓缩、提纯的技术。离子交换色谱原理图四、离子交换分离技术原理及其应用离子交换分离在食品工业中的应用DEAE-52阴离子交换树脂分离纯化黑枣多糖DEAE-SepharoseFF阴离子交换树脂分离纯化硒蛋白五、分子蒸馏技术原理及其应用1.分子蒸馏技术原理分子蒸馏（molecular distillation）又称短程蒸馏（short path distillation），是一种在高真空条件下进行高效分离纯化的技术。分子蒸馏不同于传统蒸馏依靠沸点差分离的原理，而是靠不同物质分子运动平均自由程的差别实现分离。2.分子蒸馏适用的范围如下：①适用不同组分间分子质量差