项目三 食品成分提取、分离和精制技术发展史

食品技术发展史主讲人：XXX

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学习工具4321绪论项目一

食品热处理和杀菌技术发展史项目二食品浓缩、干制和挤压技术发展史项目三食品成分提取、分离和精制技术发展史765项目四食品发酵和食品合成生物技术发展史项目五食品保藏技术发展史项目六食品新技术发展史CONTENTS目录食品成分提取、分离和精制技术发展史项目三任务一

探究食品成分提取技术发展史任务二

探究食品成分分离技术发展史任务三探究食品成分精制技术发展史

食品成分提取、分离和精制技术都属于常用的食品精深加工技术，在富集食品功能性成分、去除食品中有害物质、提高食品营养价值等方面具有重要意义。本项目主要介绍食品成分提取技术、食品成分分离技术和食品成分精制技术的发展历程和相关基础理论知识。项目引言知识目标了解食品成分提取技术的发展历程。了解食品成分分离技术的发展历程。了解食品成分精制技术的发展历程。熟悉超临界流体萃取、色谱法、大孔树脂吸附法等概念。技能目标够梳理食品成分提取技术的发展脉络。能够梳理食品成分分离技术的发展脉络。能够梳理食品成分精制技术的发展脉络。素养目标树立绿色发展理念，并将其融入实践，为食品行业高质量、可持续发展贡献力量。关注食品行业新技术、新方法，培养主动学习食品领域前沿知识的习惯和能力。学习目标任务一探究食品成分提取技术发展史任务导入该团队利用新型绿色溶剂——低共熔溶剂，结合超声波辅助提取，实现了澳洲坚果青皮多酚的高效提取，并将其应用于功能性食品包装薄膜制备，为农林废弃物的资源化利用与绿色食品包装提供了新思路。针对澳洲坚果青皮利用率低、传统提取方法效率低等突出问题，该团队采用COSMO-RS模型，从696种低共熔溶剂组合中筛选出最佳提取体系，用于澳洲坚果青皮多酚提取。最终，在最优提取工艺条件下，多酚提取率达到传统乙醇提取法的3倍。此外，该团队将澳洲坚果青皮多酚低共熔溶剂提取液直接应用于壳聚糖/聚乙烯醇保鲜膜的制备，成功研发出兼具抗氧化与阻隔紫外线功能的新型食品包装材料。

2026年，中国热带农业科学院南亚热带作物研究所热带特色资源加工与高值化利用团队在农业废弃物高值化利用与绿色食品包装材料研发领域取得新进展。扫码看案例呀！中国热科院在澳洲坚果青皮多酚绿色高效提取及应用方面取得新进展任务导入该团队利用新型绿色溶剂——低共熔溶剂，结合超声波辅助提取，实现了澳洲坚果青皮多酚的高效提取，并将其应用于功能性食品包装薄膜制备，为农林废弃物的资源化利用与绿色食品包装提供了新思路。针对澳洲坚果青皮利用率低、传统提取方法效率低等突出问题，该团队采用COSMO-RS模型，从696种低共熔溶剂组合中筛选出最佳提取体系，用于澳洲坚果青皮多酚提取。最终，在最优提取工艺条件下，多酚提取率达到传统乙醇提取法的3倍。此外，该团队将澳洲坚果青皮多酚低共熔溶剂提取液直接应用于壳聚糖/聚乙烯醇保鲜膜的制备，成功研发出兼具抗氧化与阻隔紫外线功能的新型食品包装材料。

2026年，中国热带农业科学院南亚热带作物研究所热带特色资源加工与高值化利用团队在农业废弃物高值化利用与绿色食品包装材料研发领域取得新进展。扫码看案例呀！中国热科院在澳洲坚果青皮多酚绿色高效提取及应用方面取得新进展该研究不仅实现了农业副产物的资源化利用，还推动了绿色提取技术与活性包装材料的融合发展，为食品产业绿色可持续发展与食品保鲜技术升级提供了可行的技术路径。（资料来源：《中国热科院在澳洲坚果青皮多酚绿色高效提取及应用方面取得新进展》，中国热带农业科学院官网，2026年2月12日）任务导入（1）上述资料提到了哪些食品成分提取技术？还有哪些食品成分提取技术？（2）食品成分提取技术的发展经历了哪些关键阶段？取得了哪些重要技术突破？一、传统食品成分提取技术食品成分提取技术是指通过特定的方法，从食品原料中分离、获取目标成分的技术。在现代工业化食品成分提取技术诞生之前，人们主要依靠经验性的物理方法进行提取，其中应用较为广泛的方法主要包括压榨和热水浸出。一、传统食品成分提取技术（一）压榨是指利用外力将固体物料中的液体成分提取出来的技术。压榨最初，人们通常采用踩踏、揉搓的方法提取食品中的液体成分，这种方法不仅效率低，还易造成原料浪费。新石器时代晚期至青铜时代早期，地中海沿岸的居民开始将杠杆原理应用于压榨作业，并发明了杠杆式压榨机。该装置大幅提高了提取效率，被沿用数千年。后来，人们又发明了螺旋压力机，在进一步提高了提取效率的同时，减少了目标成分的浪费。（二）热水浸出是指利用水的溶解特性，通过加热和浸泡的方式，使食品原料中的目标成分溶解于热水中的技术。热水浸出一、传统食品成分提取技术相传商朝宰相伊尹创制了用以治病的“汤液”，其制作方法可视为该技术的早期雏形。热水浸出工艺逐渐成熟，广泛应用于茶叶和其他药食同源食品中目标成分的提取。此外，人们还利用热水浸出熬制骨汤等食物，以获取风味物质和可溶性营养成分。夏商周时期唐代茶叶“食”话“食”说药食同源食品：是指具有食品和药品双重属性的食品。常见的药食同源食品包括枸杞、山楂、山药、杏仁、花椒、阿胶等。二、食品成分提取技术的规模化与标准化发展（一）溶剂浸出法的大规模应用1856年，法国人戴斯申请并获得了从油料作物中提取油脂的专利，这是浸出法在食品工业中应用的开端。19世纪70—90年代，多国相继建立了罐组式浸出工厂，初步实现了油脂的工业化提取，有效提高了油脂提取效率和产业经济效益。但由于罐组式浸出设备存在下层物料易结块、自动化程度低等问题，后来逐渐被连续式浸出设备取代。20世纪上半叶，履带式浸出器、框式浸出器、平转式浸出器、环式浸出器等连续式浸出设备在全球范围内得到快速发展，进一步扩大了溶剂浸出法的应用规模。如今，溶剂浸出法不仅广泛应用于油脂提取，还广泛应用于茶多酚、植物甾（z`i）醇、天然色素等食品功能性成分的提取，在提高农业资源综合利用率方面发挥着重要作用。“食”话“食”说早期，溶剂浸出法所用的溶剂主要为二硫化碳、石油醚等，这些溶剂虽然提取效率较高，但存在毒性较强的缺点。20世纪，正己烷凭借优异的浸出性能逐渐成为溶剂浸出法的主流溶剂。然而，由于正己烷具有神经毒性。到了21世纪，出于对健康和环保的考虑，人们开始倾向于选择乙酸乙酯、异丙醇等低毒性溶剂，并开始使用超临界流体等绿色溶剂。1879年，德国化学家索克斯莱特发明了索氏提取器。二、食品成分提取技术的规模化与标准化发展（二）索氏提取器的发明应用发展：最初用于提取牛奶中的脂类化合物；→后来逐渐推广应用于提取食品中生物碱、多酚、色素等不易挥发的成分。行业意义：实现了固体样品中脂肪、多酚等成分的可重复定量提取；避免了手工提取过程中时间、温度、溶剂用量的随意性；是食品成分提取技术实现标准化的关键里程碑。索氏提取器见多“食”广索氏提取器的结构和原理索氏提取器的结构索氏提取器的上部为冷凝器，中间为抽提筒，下端连接烧瓶，如图所示。使用索氏提取器时，需先将物料粉末置于抽提筒内，将溶剂置于烧瓶内，然后加热烧瓶。烧瓶内的溶剂受热蒸发，蒸汽通过连接管上升进入冷凝器，冷凝后的溶剂滴落至抽提筒中的物料上。当抽提筒内的溶剂液面超过虹吸管顶端时，就会因虹吸作用流回烧瓶，从而实现溶剂的循环利用，直至物料中目标成分被充分提取。扫码看案例呀！索氏提取器的结构和原理三、食品成分提取技术的绿色化与高效化发展共同推动食品成分提取技术进入绿色化、高效化发展新阶段。传统溶剂浸出法存在热敏性成分易受损、溶剂残留等问题，难以满足消费者在食品安全、营养等方面持续升级的消费需求。超临界流体萃取物理场辅助提取酶辅助提取低共熔溶剂提取应运而生的技术三、食品成分提取技术的绿色化与高效化发展（一）超临界流体萃取是指以超临界流体为萃取剂，利用其特殊的溶解性能，提取食品中油脂、维生素、咖啡因等成分的技术。是一种绿色、高效的食品成分提取技术，也是食品工业中替代传统有机溶剂浸出法的理想选择。“食”话“食”说

三、食品成分提取技术的绿色化与高效化发展（一）超临界流体萃取1822年，法国人德拉图尔首次发现了物质的临界现象。随后，研究人员在该领域开展了一系列研究。1879年，汉内和霍格思发现超临界流体能够溶解固体物质，这一发现为超临界流体的应用提供了理论依据。20世纪60年代，超临界流体萃取开始应用于食品加工领域。1985年，我国从瑞士引进了首台超临界流体萃取机，实现了我国在该技术领域零的突破，为后续食品成分提取技术的绿色化发展奠定了基础。目前，超临界流体萃取已广泛应用于食品原料中生物活性物质的提取，以及食品体系中有害物质的脱除。“食”话“食”说生物活性物质有助于调节机体生理功能、维持机体健康。常见的生物活性物质有多糖、蛋白质、维生素、功能性油脂、多酚、生物碱、植物甾醇、萜（tiē）类化合物等。三、食品成分提取技术的绿色化与高效化发展（二）物理场辅助提取技术优势：绿色、高效等。应用：适用于植物、动物组织、微生物等多种食品原料，可用于多糖、蛋白质等多种目标成分的提取。常用的物理场辅助提取技术：超声波辅助提取微波辅助提取脉冲电场辅助提取物理场辅助提取技术20世纪中后期，物理场辅助提取技术开始广泛应用于食品成分提取。三、食品成分提取技术的绿色化与高效化发展是指利用超声波强化溶剂对食品原料的渗透作用，促进目标成分溶出，从而实现食品成分高效提取的技术。1．超声波辅助提取1880年，法国物理学家皮埃尔·居里和雅克·居里发现了压电效应，为超声波设备的研制和超声波技术的应用奠定了理论基础。19世纪末至20世纪初，研究人员相继发明了不同种类的超声波发生器，这使超声波技术的实际应用成为可能。（二）物理场辅助提取技术20世纪80年代，随着电子技术的发展和声学理论的完善，超声波辅助提取快速发展，并在食品加工领域得到了广泛应用。与传统溶剂浸出法相比，该技术具有提取效率高、溶剂用量少等优势，更契合绿色环保的发展理念。“食”无前例突破桃胶多糖提取难题，推动桃产业全链发展桃胶多糖是桃胶的主要活性成分，具有潜在的调节血糖、抗氧化等功能。但桃胶多糖不易溶于水、提取效率低且活性易受损，这使如何高效提取桃胶多糖成为桃胶产业发展中的“卡脖子”问题。中国农业科学院农产品加工所果蔬加工智造与营养健康创新团队经过持续研究和创新，研发出了桃胶多糖超声波辅助提取新工艺。在该工艺条件下，桃胶多糖提取率高达81.19%，α-葡萄糖苷酶抑制活性较传统提取工艺提高3.2倍。与酸碱提取法相比，新工艺的提取时间从6小时缩短至20分钟，能耗显著降低。团队相关负责人表示：“桃胶多糖超声波辅助提取新工艺的研发和使用，有效提高了桃胶的深加工价值，将推动桃产业全链条的高质量发展。”（资料来源：周姝芸，《超声新工艺高效取桃胶》，《人民日报海外版》，2026年1月7日）三、食品成分提取技术的绿色化与高效化发展是指利用微波辐射产生的热效应和电磁效应破坏细胞结构，从而加速目标成分向溶剂中扩散的提取技术。2．微波辅助提取1986年，匈牙利研究人员首次将微波用于有机化合物的提取，开创了微波辅助提取这一新技术。后续研究表明，微波辅助提取可以显著提高提取效率和经济效益。20世纪90年代，随着微波设备的迭代升级，微波辅助提取的应用范围进一步扩大。进入21世纪，微波辅助提取广泛应用于多酚、油脂、多糖、有机酸等食品成分的提取。（二）物理场辅助提取技术三、食品成分提取技术的绿色化与高效化发展是指利用高压脉冲电场增强细胞膜通透性，从而使目标成分快速溶出的提取技术。3．脉冲电场辅助提取20世纪后期，研究人员发现脉冲电场可以改变细胞膜的通透性，这为该技术在食品成分提取领域的应用提供了理论基础。后续的一系列研究证实，脉冲电场可显著提高多酚、多糖等成分的提取率，且该技术不仅具有处理温度低、提取速度快、能耗低等优势，还能较好地保留食品中热敏性成分的活性。（二）物理场辅助提取技术三、食品成分提取技术的绿色化与高效化发展（三）酶辅助提取

是指利用酶的特异性催化作用，破坏细胞结构，从而促进目标成分从食品原料中溶出的提取技术。见多“食”广酶辅助提取的原理多数生物活性物质在细胞内的含量远高于其在细胞间隙中的含量，因此，破坏细胞壁是提高目标成分提取率的关键。纤维素作为细胞壁的主要结构成分，是阻碍目标成分溶出的主要屏障。纤维素酶可以通过水解反应降解纤维素、瓦解细胞壁，促使目标成分从细胞中释放并溶解于提取液中，从而实现生物活性物质的高效提取。部分食品原料中含有大量蛋白质，蛋白质遇热易凝固，从而阻碍目标成分的提取。针对这种情况，适当加入蛋白酶，就可以促进食品原料中蛋白质的分解，从而提高提取效率。此外，提取液中往往还存在淀粉、果胶等大分子杂质，这类物质易导致提取液呈混悬状态，不利于过滤操作。针对这种情况，加入相应的生物酶（如淀粉酶、果胶酶等），不仅能使提取液更加澄清，还能提高产品的生物活性和储存稳定性。一、热力食品杀菌技术的发展（五）商业无菌及其标准的确立早在19世纪，酶就已经开始应用于食品工业。早期，酶主要应用于淀粉、蛋白质等大分子的水解。随着对生物活性物质关注度的提高，研究人员发现酶可以特异性降解细胞壁结构，促进胞内物质释放，由此，酶辅助提取应运而生。20世纪末，酶制剂的种类不断丰富、成本持续下降，使酶辅助提取在多酚、多糖等食品成分提取中快速推广。实际应用中，该技术常与超声波辅助提取、微波辅助提取等技术联用，以进一步提高目标成分的提取效率。“食”无前例“创新乳蛋白鲜萃提取科技”助力全生命周期营养产品高质量发展近年来，随着人们健康意识不断增强，营养健康的相关话题受到了全社会的广泛关注。2025年1月9日，中国飞鹤有限公司依托科研经验积累与技术创新，正式发布了“创新乳蛋白鲜萃提取科技”。该技术涵盖新鲜活性低温分离、层析分离与超滤联用、定向酶解三大核心工艺，能直接从优质鲜奶中精准提取并激活多种活性蛋白成分，实现了乳铁蛋白、酪蛋白、脱盐乳清蛋白、酪蛋白磷酸肽、水解酪蛋白肽、水解乳清蛋白、浓缩牛奶蛋白等11种关键乳蛋白原料的商业化生产。该技术发布后迅速在行业内引起了广泛关注。业内人士分析指出，精准提取和激活各类乳蛋白的活性成分，能显著提高乳制品的品质和附加值，让婴幼儿配方奶粉在营养成分和功能上更接近母乳。这一成果为中国飞鹤有限公司打造全生命周期功能营养产品奠定了坚实的基础，推动了其在大健康领域的发展。（资料来源：沈美，《乳蛋白创新技术深度研发应用飞鹤推进全生命周期功能营养布局》，新华网，2025年1月23日）三、食品成分提取技术的绿色化与高效化发展（四）低共熔溶剂提取

是指利用低共熔溶剂，通过氢键作用选择性溶解目标成分的提取技术。低共熔溶剂：是指由氢键供体和氢键受体按特定摩尔比混合形成的液体混合物，其熔点因各组分间的氢键作用而显著低于单一组分。低共熔溶剂具有低毒性、低成本、高生物可降解性、易制备等特点，是一种理想的绿色溶剂。三、食品成分提取技术的绿色化与高效化发展（四）低共熔溶剂提取2003年，英国学者阿博特等人首次提出了低共熔溶剂的概念，为绿色溶剂的发展开辟了新方向。21世纪，低共熔溶剂提取快速发展，尽管目前该技术工业化应用尚未成熟，但其在功能性食品研发、精准营养、食品安全检测、农业副产物高值化利用等方面有着广阔的发展前景，是绿色食品成分提取技术的发展重点。2011年，低共熔溶剂被证实可作为植物成分提取介质，由此拉开了其在食品成分提取领域应用的序幕。任务实施绘制食品成分提取技术发展时间轴2实施步骤（1）学生自由分组，每组4～6人，并选出一名小组长。（2）各小组结合所学知识，绘制食品成分提取技术发展时间轴。小组长负责检查绘制的时间轴，确保其逻辑合理、内容准确、样式美观，确认无误后提交给教师。（3）教师审阅各小组提交的成果，并选择优秀的作品进行展示、点评。1任务描述请以小组为单位，绘制食品成分提取技术发展时间轴。探究食品成分提取技术发展史课堂小结溶剂浸出法的大规模应用索氏提取器的发明物理场辅助提取技术超临界流体萃取酶辅助提取低共熔溶剂提取压榨热水浸出传统食品成分提取技术食品成分提取技术的规模化与标准化发展食品成分提取技术的绿色化与高效化发展任务二探究食品成分分离技术发展史任务导入

咖啡碱是茶叶中含量最高的生物碱。

研究表明，咖啡碱具有缓解疲劳、助消化等作用。

近年来，含咖啡碱的能量饮料深受消费者欢迎。

高咖啡碱速溶绿茶粉是一种常见的功能性速溶茶制品。

其典型制作工艺如下：扫码看案例呀！高咖啡碱速溶绿茶粉的典型制作工艺任务导入（1）热水浸出：绿茶原料与水按照料液比1∶6混合，在90℃条件下浸出2次，每次浸出1小时，在浸出过程中，需不停搅拌。（2）离心分离：使用碟式分离机将茶渣与水分离，得到浸出液。（3）超滤分离：浸出液先经15000分子量的超滤膜分离，截留多糖、蛋白质等可溶性大分子，再经不同截留分子量的滤膜进一步分离。（4）反渗透浓缩：超滤处理后的浸出液经反渗透膜浓缩，进一步提高浸出液中咖啡碱的浓度。（5）喷雾干燥：反渗透处理后的液体经喷雾干燥，即得到高咖啡碱速溶绿茶粉。任务导入（1）高咖啡碱速溶绿茶粉的制作工艺中使用了哪些食品成分分离技术？常用的食品成分分离技术还有哪些？（2）食品成分分离技术的发展经历了哪些关键阶段？取得了哪些重要技术突破？一、食品成分分离技术的早期发展食品成分分离技术：是指借助物理、化学等手段，将食品中不同性质的成分相互分离，以获取目标成分或去除有害成分的技术。早期，人们主要通过筛分、过滤、沉降等物理手段进行食品成分分离。例如，人们利用筛网分离谷物与糠麸，通过扬场分离麦粒和颖壳，将谷物浸泡、研磨后利用沉降法分离出淀粉，等等。扬场一、食品成分分离技术的早期发展早期食品成分分离技术的特点①主要依靠人力、畜力和自然力（如风力、重力等）完成作业，生产规模较小、生产效率较低且生产过程易受自然条件限制；②仅能分离密度、粒径差异显著的组分；③分离工具的材料性能不稳定，容易磨损、吸附杂质或引入异味，难以实现食品成分分离的标准化操作。二、食品成分分离技术的规模化与标准化发展随着工业革命的推进，食品工业逐步迈向规模化生产，对生产效率和产品品质提出了更高要求。在此背景下，各类食品成分分离技术不断迭代升级，共同推动食品成分分离技术朝规模化、标准化方向发展。二、食品成分分离技术的规模化与标准化发展是指利用离心机高速旋转产生的离心力，使不同密度组分分层，从而实现固液分离或液液分离的方法。离心分离法（一）离心分离法在食品领域的应用离心机1659年，荷兰物理学家克里斯蒂安·惠更斯首次提出了离心力的概念，为离心分离法的发明奠定了理论基础。1864年，德国酿酒师普朗特发明了首台间歇式乳脂分离装置，首次将离心原理应用于乳制品加工。19世纪70年代末，瑞典工程师拉瓦尔在间歇式乳脂分离装置基础上进行了改进，并发明了首台连续式乳脂分离机，这项发明有力推动了乳制品行业的发展。二、食品成分分离技术的规模化与标准化发展（一）离心分离法在食品领域的应用乳脂分离机的出现，实现了离心力在食品加工领域的首次系统应用，标志着食品成分分离技术从依靠自然力的粗放式分离模式，转变为利用机械外力的高效化、标准化分离模式。随着工业革命的推进，过滤分离法由传统的重力过滤发展为加压过滤和真空过滤。19世纪初，德国酿酒商发明了板框式压滤机。该设备的出现显著提高了过滤效率并降低了滤饼含水率，标志着固液分离进入机械化时代。19世纪末至20世纪初，转鼓真空过滤机问世并在食品加工领域大规模应用。该设备利用真空负压驱动，可依次完成过滤、洗涤、干燥、卸料等流程，实现了过滤分离的连续化，大幅提高了食品成分分离效率。滤饼是指过滤过程中，被过滤介质截留积聚形成的固体堆积物。板框式压滤机二、食品成分分离技术的规模化与标准化发展（二）过滤分离法的升级转鼓真空过滤机三、食品成分分离技术的精准化和连续化发展随着食品工业对食品成分分离精度、生产效率等要求的不断提高，色谱法、膜分离、场流分离等食品成分分离技术应运而生。这些技术凭借高精度、高效率等优势，推动食品成分分离技术朝精准化、连续化的方向发展。三、食品成分分离技术的精准化和连续化发展是指利用样品中不同组分与固定相、流动相之间的吸附、分配等作用力差异，当两相发生相对运动时，各组分在两相间进行多次平衡分配，从而实现分离的技术。色谱法固定相：是指色谱分离过程中被固定在色谱柱内或薄层板上的相对静止的一相。流动相：是指在色谱分离过程中，携带样品组分通过固定相的流体相，它能推动组分在两相间的分配，影响分离结果，在液相色谱中常被称为洗脱剂。（一）色谱法的诞生和发展色谱柱三、食品成分分离技术的精准化和连续化发展是指将固定相装填于专用色谱柱中，使整个分离过程在色谱柱内完成的色谱法。常用于混合物中不同化学组分的分离和纯组分的制备。1．柱色谱法20世纪初，俄国植物学家茨维特首次提出了色谱的概念，并创立了柱色谱法（经典液相色谱法）。早期，人们使用柱色谱法时，通常以大直径玻璃管为色谱柱，并采用常压操作模式。这种方法分离效率很低，单次分离和分析通常需要数小时甚至数日。尽管如此，柱色谱法的出现仍为后续色谱法的发展奠定了坚实的基础。（一）色谱法的诞生和发展大直径玻璃管是指以气体作为流动相的色谱法。2．气相色谱法三、食品成分分离技术的精准化和连续化发展（一）色谱法的诞生和发展气相色谱法气—固色谱法气—液色谱法根据所用固定相不同应用比较广泛三、食品成分分离技术的精准化和连续化发展（一）色谱法的诞生和发展1957年，M.J.E.戈莱提出了毛细管柱气相色谱法，通过色谱柱技术革新大幅提高了气相色谱法的分离效率和分析精度。20世纪60年代，气相色谱法逐渐成为食品加工领域重要的分离分析技术，广泛应用于易挥发、热稳定性较强的有机化合物分析，为后续色谱法的发展提供了重要的技术参考。20世纪30年代，P.舒夫坦和A.尤肯提出了气—固色谱法，该技术可用于各种气体的分离和分析，但存在吸附剂制备重复性差等问题。1952年，A.T.詹姆斯和A.J.P.马丁提出了气—液色谱法，弥补了气—固色谱法的应用局限，大幅提高了气相色谱法的实用性。2．气相色谱法三、食品成分分离技术的精准化和连续化发展是指以液体作为流动相的色谱法。3．液相色谱法20世纪60年代后期，气相色谱法的理论与工艺被引入液相色谱领域，使液相色谱法迅速发展。细颗粒填料制备技术、检测技术的不断发展和高压输液泵性能的不断改进，使液相色谱法具备了高压、高效、高灵敏度等特点。从此，这种分离效率高、分析速度快、操作自动化程度高的液相色谱法就被称为高效液相色谱法。如今所说的液相色谱法通常是指高效液相色谱法。（一）色谱法的诞生和发展“食”话“食”说气相色谱法主要适用于分析易挥发、热稳定性较强的有机化合物；液相色谱法则可用于分析气相色谱法难以分析的物质，其应用范围远超气相色谱法。三、食品成分分离技术的精准化和连续化发展液相色谱法根据分离机理不同亲和色谱法离子交换色谱法凝胶色谱法吸附色谱法分配色谱法……（一）色谱法的诞生和发展

3．液相色谱法三、食品成分分离技术的精准化和连续化发展（一）色谱法的诞生和发展

3．液相色谱法是指将能被目标成分识别并与其发生可逆结合的生物特异性物质（配位体）共价键合到载体上作为固定相，使其与目标成分发生高特异性的亲和相互作用，从而实现目标成分与体系内其他成分分离的液相色谱法。1）亲和色谱法亲和色谱法中的固定相由载体、间隔臂和配位体3部分构成。常用的载体包括琼脂糖、葡聚糖等。间隔臂是连接载体和配位体的物质。配位体可以是氨基酸、蛋白质、多糖等。三、食品成分分离技术的精准化和连续化发展（一）色谱法的诞生和发展

3．液相色谱法1）亲和色谱法早在1924年，W.A.恩格尔哈特就提出了利用“固定配偶原理”分离生物活性物质的设想。随着相关研究的不断深入，1968年，P.夸特雷卡萨斯、M.威尔切克和C.B.安芬森合作发表了标志性论文，正式提出了亲和色谱的概念。亲和色谱法可用于从大量样品中分离出少量目标生物活性物质，是食品成分分离、分析的有效工具。是指以离子交换树脂作为固定相，以分离离子性物质的液相色谱法。2）离子交换色谱法三、食品成分分离技术的精准化和连续化发展（一）色谱法的诞生和发展

3．液相色谱法早在20世纪40年代，离子交换树脂就开始用于离子性物质的分离，但受限于当时的技术水平，仅能实现简单分离，且存在分离效果较差、耗时较长的问题。20世纪60年代末，随着离子交换树脂性能的改进和流动相输送方式的升级，离子交换树脂柱的分离效率显著提高，但检测灵敏度仍存在不足。1975年，H.斯莫尔等人经过一系列研究，对离子交换色谱法进行了改进，有效提高了其检测灵敏度。如今，离子交换色谱法在食品分析领域得到了广泛应用。三、食品成分分离技术的精准化和连续化发展（一）色谱法的诞生和发展

3．液相色谱法是指以多孔凝胶（如多孔硅胶、多孔玻璃或多孔交联高分子）为固定相的液相色谱法。3）凝胶色谱法凝胶色谱法凝胶过滤色谱法凝胶渗透色谱法根据流动相不同以水或缓冲溶液为流动相，适用于水溶性大分子的分离；以有机溶剂为流动相，适用于脂溶性大分子的分离。“食”话“食”说凝胶色谱法的核心原理是利用多孔凝胶对不同大小的分子进行体积排阻筛选，以此实现不同大小分子的分离：大分子无法进入凝胶孔洞，在流动相中移动速度较快，较早被洗脱；小分子可以进入凝胶孔洞，在流动相中移动速度较慢，较晚被洗脱。3）凝胶色谱法三、食品成分分离技术的精准化和连续化发展（一）色谱法的诞生和发展

3．液相色谱法1959年，瑞典人J.波拉特和P.弗洛丁提出了以水溶性高分子凝胶作为分离介质，用于蛋白质分离的凝胶过滤色谱法。1964年，美国人J.C.穆尔发明了采用耐有机溶剂的多孔凝胶作为分离介质的凝胶渗透色谱法。20世纪70年代，随着多孔填料的制备技术不断发展，色谱柱的柱效大幅提高。如今，凝胶色谱法广泛应用于蛋白质、多糖等大分子的分离和检测。是指利用天然或人工合成的高分子薄膜，以外界能量或化学梯度为推动力，对食品成分进行分离、分级、提纯和富集的技术。膜分离三、食品成分分离技术的精准化和连续化发展（二）膜分离根据所用膜的形态不同，膜分离可分为液膜分离和固体膜分离。固体膜分离主要包括以压力差为推动力的微滤、超滤、纳滤、反渗透，以浓度差为推动力的气体分离、渗透蒸发、渗析，以电位差为推动力的电渗析等。1748年，人们首次发现水能自然地扩散到装有酒精的猪膀胱内，该发现成为膜分离的早期雏形。直到20世纪60年代，膜分离才快速发展起来并应用于食品分析领域。20世纪80年代后，随着新型膜材料和新型膜分离工艺的应用，膜分离取得了长足发展。三、食品成分分离技术的精准化和连续化发展（二）膜分离是指利用热力场、离心力场、电力场等外场作用，使不同组分在薄层流道中以不同速度迁移，从而实现食品成分分离的技术。场流分离三、食品成分分离技术的精准化和连续化发展（三）场流分离直至21世纪初，随着非对称流场流分离的成熟和场流分离自动化程度的提高，该技术才开始逐渐应用于食品分离和分析领域，并在食品中大分子蛋白质、多糖等成分的分析方面展现出独特优势。20世纪60年代，吉丁斯等人首次提出了场流分离，但该技术早期主要停留在理论研究阶段。课堂互动如今，AI技术在食品分离和分析领域的应用范围越来越广，基于这一现状，谈谈AI能为食品成分分离技术的发展创造哪些便利条件。任务实施绘制食品成分分离技术发展时间轴2实施步骤（1）学生自由分组，每组4～6人，并选出一名小组长。（2）各小组结合所学知识，绘制食品成分分离技术发展时间轴。小组长负责检查绘制的时间轴，确保其逻辑合理、内容准确、样式美观，确认无误后提交给教师。（3）教师审阅各小组提交的成果，并选择优秀的作品进行展示、点评。1任务描述请以小组为单位，绘制食品成分分离技术发展时间轴。探究食品成分分离技术发展史课堂小结食品成分分离技术的早期发展食品成分分离技术的规模化与标准化发展离心分离法在食品领域的应用过滤分离法的升级食品成分分离技术的精准化和连续化发展膜分离色谱法的诞生和发展场流分离任务三探究食品成分精制技术发展史任务导入为了探究精制处理对多酚生物活性的影响，研究人员先从某食品原料中提取了多酚粗提液，再利用大孔树脂吸附法进行精制，最后比较了精制前后多酚的抗氧化活性和体外降血糖活性。结果显示，经大孔树脂吸附法精制后的多酚纯度显著提高，其抗氧化活性和体外降血糖活性均较强。多酚是水果、蔬菜中重要的生物活性物质，制备高纯度多酚是实现食品资源高效利用的重要途径之一。常用的多酚精制技术包括大孔树脂吸附法、色谱法等。大孔树脂吸附法因稳定性高、选择性强、绿色环保等优点应用较广。任务导入除了上述资料中提到的大孔树脂吸附法和色谱法，常用的食品成分精制技术还有哪些？一、食品成分精制技术的起源与早期发展食品成分精制技术：是指在食品成分分离的基础上，通过物理、化学等手段深度除杂、分级、富集，从而获得高纯度、高活性、高稳定性目标成分的技术。是实现食品原料高值化利用的关键技术。一、食品成分精制技术的起源与早期发展（一）食品成分精制技术的起源

最早的食品成分精制过程可追溯到公元前3000年，这时人们就已经开始通过蒸发结晶制取食盐。南北朝时期的《魏书》中记载了高昌出产赤盐与白盐；唐代《新修本草》首次记载了别名为石盐、水晶盐的光明盐。这些关于盐的产地、颜色和外形的详细记载，反映了早期盐类精制技术的进步。“食”话“食”说蒸发结晶是指通过加热或自然蒸发，使溶剂不断汽化、溶液浓度持续升高，直至达到过饱和状态，从而使溶质以晶体形式析出的技术，是食盐生产中的核心技术。古代，人们主要利用日晒法对海水进行蒸发结晶，实现食盐的初步提取和浓缩，为后世食品精制技术的发展奠定了基础。

食品成分精制技术的早期发展主要以糖、油脂等基础食品成分的精制为核心，为后续现代食品成分精制技术的工业化、标准化、精细化发展奠定了重要的基础。一、食品成分精制技术的起源与早期发展（二）食品成分精制技术的早期发展1．糖精制技术在食品成分精制技术的早期发展历程中，糖精制技术最具代表性。早在宋代，我国的冰糖（时称糖霜）结晶工艺就已经发展成熟。宋代《糖霜谱》中详细记载了“插竹引晶”制糖工艺，该工艺将竹丝、细绳等作为晶种加入过饱和糖浆中，利用晶种引导糖分结晶析出，使冰糖的制作过程实现了从简单熬煮到人工干预结晶的转变。明代《天工开物》中详细记载了利用黄泥水淋脱色法生产白糖的操作方法和原理，该技术有效改善了糖的品质，是吸附技术在食品成分精制领域应用的早期雏形。一、食品成分精制技术的起源与早期发展黄泥水淋脱色法：是指利用黄泥水吸附糖浆中的色素，从而生产出白糖的技术。糖霜（二）食品成分精制技术的早期发展2．油脂精炼技术早期的油脂精炼技术比较粗放，通常原料经机械压榨出油后，仅通过自然沉降、纱布过滤等方法去除油脂中的水分和油渣。唐宋时期，油脂精炼技术有所优化，人们开始通过熬煮脱水、沉淀除杂等工艺去除油脂中的部分水分和杂质，有效提高了油脂的透明度和储存稳定性。19世纪末至20世纪初，油脂精炼技术实现了标准化，形成了由脱胶、脱酸、脱色、脱臭四大工序组成的完整油脂精炼技术体系。一、食品成分精制技术的起源与早期发展（二）食品成分精制技术的早期发展见多“食”广油脂精炼的步骤油是从动物或植物油料中制取的、未经精炼的初级油脂，其中含有的各类杂质会严重影响油脂的品质和储存稳定性。因此，毛油需经过精炼处理后方可食用，常规的精炼步骤如下：（1）脱胶，即去除毛油中胶溶性杂质（如磷脂等）的过程。实际生产中，一般使用水化脱胶法，其原理为利用胶溶性杂质的亲水性，将一定量的水性介质加入油中，使胶溶性杂质吸水凝聚、沉降分离。（2）脱酸，即降低油脂酸值的过程。油脂酸值是用于表征油脂中游离脂肪酸含量、评价油脂品质的核心指标。脱酸的方法主要包括碱炼法和蒸馏法。其中，碱炼法的原理是利用氢氧化钠中和毛油中的游离脂肪酸，生成不易溶于油的脂肪酸钠盐，进而将其分离去除，降低油脂酸值。见多“食”广油脂精炼的步骤（3）脱色，即去除毛油中的色素、杂质，改善油脂色泽的过程。常用的方法为吸附脱色法，即利用吸附剂在热油中的强吸附能力，吸附色素和杂质，然后通过过滤去除吸附剂，从而达到脱色目的。（4）脱臭，即去除异味成分的过程。脱臭的方法包括真空汽提法、气体吹入法等。其中，最常用的方法为真空汽提法，即在高真空度、高温条件下通入蒸汽，利用汽提作用促使异味成分随蒸汽挥发，从而实现脱臭。此外，在实际油脂精炼过程中，还可根据对油脂的品质要求，增设脱蜡等其他工序。二、现代食品成分精制技术（一）大孔树脂吸附法（三）分子蒸馏（二）色谱法（四）AI辅助食品成分精制技术是指利用大孔吸附树脂作为吸附剂，在特定条件下，使食品提取液中的目标成分被吸附剂吸附，然后再用洗脱剂将被吸附的成分从吸附剂上解吸下来，从而实现食品成分精制的技术。大孔树脂吸附法二、现代食品成分精制技术（一）大孔树脂吸附法20世纪60年代，国外成功研发出了非离子型大孔吸附树脂，标志着大孔树脂吸附法正式诞生。我国对大孔树脂吸附法的研究始于1974年，以何炳林院士为首的南开大学高分子研究所率先开展了相关研究。20世纪70年代末，该技术逐步应用于食品成分精制领域。大孔吸附树脂见多“食”广大孔树脂吸附法的应用大孔吸附树脂是指由聚合单体和交联剂、致孔剂、分散剂等添加剂经聚合反应制备的，具有较大孔径的树脂，其内部呈交联网状多孔结构，孔径一般为50～1000纳米，能为食品成分的吸附提供巨大的吸附表面。大孔树脂吸附法在食品成分精制领域的应用主要包括以下几个方面：（1）食品添加剂的纯化：去除食品添加剂中的杂质，从而提高食品添加剂纯度，如氨基酸的分离纯化等。（2）果汁品质改良：去除果汁中的杂色物质、苦味物质等，从而提高果汁的澄清度、储存稳定性，改善果汁的口感。（3）功能性成分的提取：从食品原料中提取生物碱、多酚等功能性成分，以用于功能性食品的生产。亲和色谱法、离子交换色谱法、凝胶色谱法等技术，不仅可以应用于食品成分分离，还可以应用于食品成分精制。此外，膜分离也可用于食品成分精制。二、现代食品成分精制技术（二）色谱法20世纪80年代，研究人员提出将膜分离和色谱法相结合的设想，并发明了膜色谱。如今，膜色谱在食品工业中的应用已经逐渐成熟，在食品级酶制剂、乳铁蛋白等高附加值成分的精制中展现出独特优势。是指在高真空度条件下，利用混合物组分之间分子运动自由程度的差异，实现食品成分分离、精制的技术。分子蒸馏二、现代食品成分精制技术（三）分子蒸馏20世纪80年代，我国开始引进分子蒸馏，将其应用于单硬脂酸甘油酯、丙二醇单硬脂酸酯等热敏性食品添加剂的精制。目前，分子蒸馏广泛应用于EPA、DHA等功能性脂肪酸，叶黄素、β-胡萝卜素等天然色素和天然维生素的分离、精制。20世纪20年代，分子蒸馏的概念被提出；20世纪60年代，该技术成功应用于从浓缩鱼肝油中提取维生素A，实现了分子蒸馏的工业化应用。“食”话“食”说分子蒸馏可用于去除毛油中的游离脂肪酸。与传统的碱炼法和常规的高温真空蒸馏法相比，该技术的加工条件更加温和，不仅脱酸效果好，还能降低脱酸过程油脂中活性物质的损耗。AI辅助食品成分精制技术是21世纪新兴的智能精制技术，融合了机器学习、大数据分析和食品工程原理，推动食品成分精制过程从经验驱动向数据驱动转变。如今，AI技术正从辅助工具演变为食品成分精制过程的“智能大脑”，推动食品成分精制朝精准化、绿色化方向发展，成为食品工业4.0（深度融合数字技术的食品智能制造新模式）的核心支撑技术之一。（四）AI辅助食品成分精制技术二、现代食品成分精制技术扫码看案例呀！AI助力黑土地农产品升级智能“食”代AI助力黑土地农产品升级大近年来，AI技术飞速发展，在科技赋能产业发展的浪潮中展现出强大的变革力量。蓝莓、木耳、红松籽等东北特色农产品经过融合AI技术的生产线进行精深加工，成功升级为高值化食品、特殊功能食品等高附加值的产品。实现这一转变的，是哈尔滨工业大学化工与化学学院特种食药与生物化工创新研究中心王振宇团队自主研发的工业AI活性物质模块化智能仿生萃取与分离纯化系统。该系统达到工业4.0标准，在生物活性物质提取、分离和纯化方面表现卓越，终端分离活性物质的活性和纯度均达到国际先进水平。目前，这一创新成果已获得了丰硕的回报，累计申请专利219项、实现成果转化48项，为产业发展注入了强劲动力。王振宇介绍道：“2026年年初，我们团队一次性完成了10项航天生物技术专利转化，有力地推动了特色农业产品附加值的大幅提高。”不仅如此，王振宇团队还在加紧推进花青素等生物活性物质生产线建设和产品研发工作。未来，更多“黑土地制造”的高附加值产品将走向市场，丰富优质食品供给。（资料来源：阚思邈，《哈工大以AI播种“农业未来”》，哈尔滨工业大学新闻网，2026年3月10日）任务实施绘制食品成分精制技术发展时间轴2实施步骤（1）学生自由分组，每组4～6人，并选出一名小组长。（2）各小组结合所学知识，绘制食品成分精制技术发展时间轴。小组长负责检查绘制的时间轴，确保其逻辑合理、内容准确、样式美观，确认无误后提交给教师。（3）教师审阅各小组提交的成果，并选择优秀的作品进行展示、点评。1任务描述请以小组为单位，绘制食品成分精制技术发展时间轴。探究食品成分精制技术发展史课堂小结食品成分精制技术的起源与早期发展现代食品成分精制技术色谱法大孔树脂吸附法分子蒸馏AI辅助食品成分精制技术食品成分精制技术的起源食品成分精制技术的早期发展学习成果检验

一、填空题（1）______________的发明，实现了固体样品中脂肪、多酚等成分的可重复定量提取，避免了手工提取过程中时间、温度、溶剂用量的随