反胶束萃取技术及其在食品科学中应用
反胶束体系在药学领域中的应用
反胶束体系在药学领域中的应用 沈阳药科大学药学院，许琼明，莫凤奎 【摘要】反胶京体系亦称W/O型微乳液，是由表面活性剂（有时需加助表面活性剂）形成的无数的具有纳米尺寸的含有水核的微小胶团分散在有机溶剂（下称油相）中构成的体系。它具有以下一些特点：（1）是宏观均相的透明的并具有高度分散性的热力学稳定体系。（2）具有极低的粘度和界面张力，并具有非常大的亚相（以下简称相）接触面积。（3）对脂溶性的有机物和水溶性的极性化合物都具有良好的溶解性能。（4）内相是一具有纳米尺寸的微小水核，而且该水核中的水同生物膜中的水类似，可分为三种情况：一级束缚水，二级束缚水，自由水。由于反胶束体系的外相一般生物相容性较差，不能直接应用于人体，放过去在药学领域的应用研究不多，近几年随着对反胶束体系研究的深入，反胶束体系在药学领域的应用研究已成为一新的热点。 1反胶束体系在药物合成方面的应用 在药物合成研究中，许多产物或中间体的合成反应因为原料相溶性较差，或因为相接触面积过小，而难以发生反应或反应较慢。反胶束体系不仅具有非常大的相接触面积，而且对油溶性和水溶性的原料都具有良好的溶解性能，以其作为反应介质则可使上述反应易于进行或大大加快。其特点是：操作步骤简单，反应过程温和，产物分高简单，而且可以通过改变反胶束体系的组成来调节反应速度。Blandamer 等通过优选反胶束体系的组成，使水杨酸与苯酚之间的酯化反应速率比在普通乳状液中快1000倍。 近几年来，酶促反应在药物合成中的应用研究已取得一些重要进展，其应用前景备受关注，特别是在一些采用普通的有机化学方法难于合成的药物或手性药物的合成及拆分方面，与常规合成方法相比具有许多优点：（1）反应条件温和、速度快。（2）副反应少，产物易分离纯化。（3）底物专一性强，具有高度立体和光学选择性。（4）反应步骤少，反应产物收率高。反胶束体系在结构和许多性质上同生物膜类似，绝大部分酶在反胜束体系中可以很好地保持其生物活性，有的甚至表现出超活性。石屹峰等利用来自Xanthomonas citri的酰化酶由D-α-苯甘氨酸甲酯和7－ADCA在AOT/异辛烷中合成头形力新，并研究了该反应的动力学过程，发现反胶束体系作为此反应的介质时，不仅提高了酶的催化速度，而且提高了转移酶活力对水解酶活力的选择性，在合成头孢力新时，使水解副反应被抑制，合成途径被强
反胶束体系中的酶催化反应
反胶束体系中的酶催化反应1 曾家豫，唐功，周兴辉，高亚娟 西北师范大学生命科学学院，兰州（730070） E-mail: sdeztg@https://www.360docs.net/doc/ef16992860.html, 摘要：反胶束是新的酶催化反应的介质工程，酶在反胶束体系中的性质与在水溶液中相比有较大区别。本文综述了含酶反胶束体系的制备、反胶束体系中影响酶催化化学反应的因素，以及在反胶束体系中酶的活性及动力学特性，介绍了反胶束体系下酶催化反应的优点及应用，并展望了其发展前景。 关键词：反胶束，酶催化反应，介质工程 传统的酶学实验都是在生物体外的水溶液介质中进行的，而酶起作用却发生在生物体特定的微环境中。介质工程(medium engineering)反胶束为生物催化过程提供理想的溶剂体系，能保持或提高生物催化剂的活性和稳定性。 自1974年Wells[1]发现磷酸酯酶A2在卵磷脂/乙醚/水反胶束体系中具有卵磷脂水解活性以来，国外有二十多个实验室50 多种酶在反胶束中的酶学性质进行了广泛而深入的研究[2、3、4]，由此促进了一个新的研究领域-----胶束酶学(micellar enzymology) 的兴起。分散在有机相中的含酶水滴作为微型反应器(microreactor) 的概念已普遍为人们所接受。胶束酶学研究的权威Martinek[5]预言：反胶束体系有可能成为生物转化的通用介质。酶催化的介质工程的研究经历了从水→有机溶剂→反胶束(reversemicelles)的过程。在水/有机溶剂两相体系和微水有机溶剂单相体系中，仅有少数酶能够保持催化活性。由于反胶束体系能够较好地模拟酶的天然环境，因而在反胶束体系中, 大多数酶能够保持催化活性和稳定性，甚至表现出“超活性”(superactivity)[6、7]。本文综述了酶催化反应在介质工程反胶束体系中的研究。 1 反胶束体系研究 1.1 反胶束体系概述 反胶束是表面活性剂分子在非极性溶剂中自发形成的纳米级的油包水胶体分散系，反胶束体系中，表面活性剂分子在界面上定向排列，碳氢链伸向有机相，极性头或荷电头部及抗衡离子则向内排列，形成极性核[8]。在反胶束体系内部，水可溶解到极性核中形成一个纳米级“水池”（Water pool）[9]，该“水池”可增溶水和酶等极性物质。水含量Wo（Wo为反胶束体系中水和表面活性剂S的物质的量之比即Wo=[H2O]/[S]）它影响反胶束的大小、结构和酶活性。反胶束内部独特“水池”的存在使得其内部环境接近于细胞内环境。这样，包埋于反胶束中的酶不仅避免了与周围有机溶剂直接接触而可能导致的失活，而且为高度分散的反胶束提供了巨大的相界面，使得通过反胶束内外间的传质阻力变的很小。 1.2 反胶束体系的制备 反胶束体系具有三种溶解环境：连续有机相、胶束界面、胶束水池。有机溶剂参与的酶反应常应用于该体系，酶增溶于反胶束体系的方法主要有： （1）注入法这是将含有酶的缓冲液注入到表面活性剂有机溶剂中，然后搅拌至形成透明溶液即反胶束酶体系，这是一种常用的方法，该方法可很好的控制反胶束的水含量（Wo）。 1本课题得到基金项目：甘肃省教育厅科研项目（0601-28，0501B-16）的资助。
超临界流体萃取技术及其在食品领域中的应用
超临界流体萃取技术及其在食品领域中的应用 摘要：介绍了超临界流体的特性，超临界流体萃取的基本原理、萃取上艺，尤其是超临界流体CO2 萃取技术在食品上业中的应用进行了综述。 关键词：超临界流体萃取；食品上业；应用 超临界流体萃取 (Supercritical Fluid Extraction, SFE)是一种新的分离技术。 Hannay 在1897 年就发现了超临界流体(Supercritical fluid，SCF)的独特溶解现象。20 世纪50 年代，美国Todd 从理论上提出将超临界流体用于萃取分离的可能性，但直到 20 世纪 70 年代才引起人们的普遍重视。1978 年联邦德国建成了第一个利用超临界流体萃取技术从咖啡豆脱除咖啡因的工厂。近年来，超临界流体萃取技术在美国、德国、日本等发达国家发展极为迅速，其应用领域有食品、医药、化妆品、化工等领域，特别是在食品工业中的应用发展尤为迅速，由于其选择性强，特别适用于热敏性、易氧化物质的提取和分离，因此，为天然食品原料的开发和应用开辟了广阔的前景[1,2]。 1 超临界流体（SCF）的定义和性质 任何一种物质都存在气相、液相、固相三种相态，三相成平衡状态共存的点叫三相点。液、气两相成平衡状态的点叫临界点。不同的物质其临界点所要求的压力和温度各不相同。SCF 是指热力学状态处于临界点(Pc 临界压力，Tc 临界温度)之上的流体。此时流体处于气态与液态之间的一种特殊状态，气液两相性质非常相近，以至无法分别，具有十分独特的物理化学性质。SCF 的粘度虽高于气体但明显低于液体,密度接近于液体，扩散系数介于气体和液体之间，是液体的10～100 倍，兼有气体和液体的优点，既像气体一样容易扩散，又像液体一样有很强的溶解能力。因而SCF 具有高扩散性和高溶解性。在其它条件完全相同的情况下，液体的密度在相当程度上反应了它的溶解能力，而超临界流体的密度与压力和温度有关，随着压力的增大，介电常数和密度增大，超临界流体对物质的溶解能力增大。超临界萃取就是利用SCF 在临界点附近体系温度和压力的微小变化，使物质溶解度发生几个数量级的突变的性质来实现其对某些组分的提取和分离的目的[3,4]。 常用作SCF 的溶剂有二氧化碳、氨、乙烯、丙烷、丙烯、水、甲苯等。目前研究较多和工业上最常用萃取剂是二氧化碳，CO2 临界温度31.04℃，临界压力7.38MPa，临界条件易达到，并且具有化学性质不活泼、对大部分物质不反应、无色无毒无味、不燃烧、安全性好、价格便宜、纯度高、容易获得等优点。超临界CO2 是一种非极性的溶剂，对非极性的化合物有较高的亲和力，当化合物中极性官能团出现时，则会降低该化合物被萃取的可能性，甚至使之完全不能被萃取，
反相胶束萃取
反相胶束萃取 Reversed Micelle Extraction 一、反相胶束萃取概况 随着生物工程技术的发展，传统的分离方法(如溶剂萃取)无法满足活性蛋白质等生物大分子物质的提取和分离。因为生物大分子物质一般在40～50℃以上开始变性，且绝大多数生物大分子物质不溶于有机溶剂，有机溶剂也易引起生物大分子物质的变性。同时生物大分子表面带有许多电荷，普通离子缔合型萃取剂很难奏效。 因此研究和开发易于工业化、高效的生化活性物质分离方法就成为生物工程技术发展的当务之急。反相胶束萃取技术是在这一背景下产生的新型分离技术。 反胶束萃取技术的起源可追溯至1977年。Lujsi等人首次提出用反相微胶束萃取蛋白质的概念，当时未引起重视。到20世纪80年代，生物学家开始认识到该技术的优越性，荷兰、美国的科学家首先进行了反相微胶束萃取蛋白质的研究。近年来该项研究已在国内外深入展开。 由于反胶束萃取具有成本低、溶剂可反复使用、萃取率和反萃取率高；能降低蛋白质(胞内酶)在非细胞环境中的迅速失活；且构成反胶束的表面活性剂具有溶解细胞能力，可直接用于从整体细胞中提取蛋白质和酶。所以反相微胶束萃取技术为活性蛋白质和其他活性物质的分离开辟了一条具有工业前景的新途径，得到快速发展。 二、反相胶束萃取的概念
?正常胶束：表面活性剂在极性溶液中形成的胶束或微胶团结构中，表面活性剂的亲水性基团朝外，而疏水性基团则靠内相互聚集成一种微胶团结构（图a），这种微胶束（团）称为正常胶束(normal micelle)。正常微胶束存在于极性溶剂中(多数情况为水)，较为常见。 ?反相微胶束：当表面活性剂在非极性溶液中形成胶束或微胶团时，表面活性剂的排列方向正好与在极性溶剂中的情况相反，即疏水性基团朝外，而亲水性基团则朝内并形成一个极性核区，由于这种微胶团结构（图b）与正常微胶束结构相反，所以称这种微胶束称为反相微胶束（reversed micelle）。 ?水池(water pool) ：在反相微胶束中，表面活性剂的亲水基团所围成的一个极性核心，称为水池。 ?微胶束萃取：如待分离组分是采用形成微胶束的形式进行萃取的过程，称为微胶束萃取或微胶团萃取。 ?反向微胶束萃取：如待分离组分是以反相微胶束（团）的形式被萃取的过程，就称之为反向微胶束萃取或反向微胶团萃取。
亚临界萃取技术在食品领域的应用及展望
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）
超临界萃取技术及其在食品工业中的应用
超临界流体萃取技术及其在食品工业中的应用 摘要：超临界流体萃取技术作为一种环境友好、高效新型的分离技术，因其分离效率高、能耗低等诸多优点而受到人们越来越多的关注。本文对超临界萃取技术的基本原理及特点作了简要介绍，并对超临界流体萃取技术在天然香料、天然色素的提取、油脂的提取分离、食品中有害成分的分离等方面的应用进行了综述。关键词：超临界萃取；食品工业；应用 Supercritical Fluid Extraction Technology and its Application in Food Industry Abstract: Supercritical fluid extraction (SFE) technology as a clean, efficient separation method, it has attract attention of more and more people because of its feature that the advantages of higher separation efficiency and lower energy consumption. The basic principle, features and impact factors of Supercritical fluid extraction technology were briefly described in this article. And the applications of SFE in natural spices and pigment, oil extraction and separation, separation of the harmful ingredients in food were also introduced. Keywords: Supercritical fluid extraction technology; Food industry; Application 超临界萃取技术(SCFE，Supercritical Fluid Extraction)，是利用超临界流体的特殊性进行萃取的一种新型高效分离技术，于20世纪70年代开始成功应用于工业中，在食品加工业、精细化工业、医药工业、环境领域等，超临界萃取技术作为一种独特、高效、清洁的新型萃取手段，已显示出良好的应用前景，成为替代传统化学萃取方法的首选。目前，在研究超临界萃取技术的基础理论、萃取设备和工业应用等方面，世界各国都取得明显进展。在食品、医药及化工领域发展迅速，特别在提取生物资源的活性有效成分方面取得了很大发展，在多个行业成为研究的新热点[1,2]。 1超临界萃取技术的概念 1.1超临界萃取技术的基本原理及流程
反胶束萃取在食品中的研究与进展
分离工程期末论文 反胶束萃取在食品中的研究与进展Research Progress of Reversed Micellar Extraction in Food Science 学院：化学工程学院 专业班级：化学工程与工艺化工081 学生姓名：林佳楠学号： 050811129 指导教师：戴卫东（副教授） 2011年6月
1 引言或绪论 随着现代生物工程技术的不断发展，传统的溶剂萃取方法难以满足生化分离的要求。1977年Luisi等人[1]首次发现胰凝乳蛋白酶可以溶解于含表面活性剂的有机溶剂，提出反胶束概念，短短几十年，反胶束萃技术已经广泛应用于蛋白质、酶、氨基酸和细胞色素等生物活性大分子的分离提纯。反胶束萃取技术基于液-液相转移，萃取条件温和，萃取效率高且反胶束体系能模拟细胞天然环境作为酶催化反应介质，在食品工业领域有良好的应用前景。 2 反胶束萃取原理和制备 2.1 基本原理 表面活性剂溶于水中，当其浓度超过临界胶束浓度(CMC)时，便形成聚集体，称为正常胶束。表面活性剂溶于有机溶剂，当浓度大于临界胶团浓度时，会在有机相中形成聚集体，称为反胶束。反胶束中极性头朝内，非极性尾朝外排列形成亲水内核，称为“水池”。如图1所示。 萃取时，待萃取的原料液以水相形式与反胶束体系接触，调节各种参数，使其中要提取的物质以最大限度转入反胶束体系(前萃取)，后将含该物质的前萃液与另外一个水相接触，再次调节pH、离子强度等参数分出要提取物质。 2.2 体系性质 反胶束体系的性质常用参数W0(或R)，θ与N来表示，其中W0为水与表面活性剂的摩尔比，θ是增溶水相对总体积的浓度，N是组成每个反胶柬微粒的表面活性剂分子个数(聚焦数)。当W0一定时，θ与N决定了胶柬微粒的相对浓度。其中最重要的参数为W0 。 2.3 增溶动力学 蛋白质在反胶束中增溶，普遍认为动力是蛋白质表面的电荷与形成反胶束内
超临界流体萃取技术简介及在食品领域中的应用
物理化学 课程论文 题目：超临界流体萃取技术简介及在食品领域中的应用专业： 学号： 姓名： 指导教师：
前言:超临界流体萃取技术(Supercritical Fluid Extraction)是近30年发展起来的一种新型分离技术，由于其具有操作方便、能耗低、无污染、分散能力高、制品纯度高、无溶剂残留等优点,被称为“绿色分离技术”。可以作为超临界萃取的介质很多，如二氧化碳、一氧化氮、六氟化硫、已烷、庚烷、氨、二氯二氟甲烷等，其中二氧化碳的超临界温度(Tc = 31.3℃)接近室温，且无色无毒、不燃烧爆炸、对大多数的物质不反应、不昂贵、易制成高纯度的气体，故而常做首选的超临界介质。近年来超临界二氧化碳萃取技术、在食品、医药、化工等领域发展很快,已经初步形成了一个新兴的产业。 最早将超临界CO2萃取技术应用于大规模生产的是美国通用食品公司，之后法、英、德等国也很快将该技术应用于大规模生产中。90年代初，中国开始了超临界萃取技术的产业化工作，发展速度很快。实现了超临界流体萃取技术从理论研究、中小水平向大规模产业化的转变，使中国在该领域的研究、应用已同国际接轨，在某些方面达到了国际领先水平。目前，超临界流体萃取已被广泛应用于从石油渣油中回收油品、从咖啡中提取咖啡因、从啤酒花中提取有效成分等工业中。 超临界流体萃取技术概述 1 、超临界流体（SCF）的定义和性质 超临界流体萃取技术，是指用超临界流体为溶剂，从固体或液体中萃取可溶组分的传质分离操作。 任何一种物质都存在气相、液相、固相三种相态，三相成平衡状态共存的点叫三相点。液、气两相成平衡状态的点叫临界点。不同的物质其临界点所要求的压力和温度各不相同。SCF 是指热力学状态处于临界点(Pc 临界压力，Tc 临界温度)之上的流体。此时流体处于气态与液态之间的一种特殊状态，气液两相性质非常相近，以至无法分别，具有十分独特的物理化学性质。SCF 的粘度虽高于气体但明显低于液体,密度接近于液体，扩散系数介于气体和液体之间，是液体的10～100 倍，兼有气体和液体的优点，既像气体一样容易扩散，又像液体一样有很强的溶解能力。因而SCF 具有高扩散性和高溶解性。在其它条件完全相同的情况下，液体的密度在相当程度上反应了它的溶解能力，而超临界流体的密度与压力和温度有关，随着压力的增大，介电常数和密度增大，超临界流体对物质的溶解能力增大。超临界萃取就是利用SCF 在临界点附近体系温度和压力的微小变化，使物质溶解度发生几个数量级的突变的性质来实现其对某些组分的提取和分离的目的。 常用作SCF 的溶剂有二氧化碳、氨、乙烯、丙烷、丙烯、水、甲苯等。目前研究较多和工业上最常用萃取剂是二氧化碳，CO2 临界温度31.04℃，临界压力7.38MPa，临界条件易达到，并且具有化学性质不活泼、对大部分物质不反应、无色无毒无味、不燃烧、安全性好、价格便宜、纯度高、容易获得等优点。超临界CO2 是一种非极性的溶剂，对非极性的化合物有较高的亲和力，当化合物中极性官能团出现时，则会降低该化合物被萃取的可能性，甚至使之完全不能被萃取，此时就需要在超临界CO2 中加入少量夹带剂，以增强其溶解力和选择性。常与超临界CO2 一起使用的夹带剂有甲醇、乙烷、乙醇、乙酸酯、丙酮、二氯甲烷、己烷、水、乙酸甲酯等。 2 、超临界流体萃取（SFE）的原理 超临界流体萃取分离的基本原理是利用SCF 对物料有较好的渗透性和较强的溶解能力将SCF 与待分离的物质接触，使其有选择性地依次把极性大小、沸点高低和分子量大小的成分萃取出来。并且SCF 的密度和介电常数随着密闭体系压力的增加而增加, 极性增大, 利用程序升压可将不同极性的成分进行分步提取。当然，对应各压力范围所得到的萃取物不可能是单一的，但可以通过控制条件得到最佳比例的混合成分，然后借助减压、升温的方法使超临界流体变成普通气体，被萃取物质则自动完全或基本析出，从而达到分离提纯的目的，并将
实验六 用反胶束萃取技术提取胰蛋白酶
实验六用反胶束萃取技术提取胰蛋白酶 Ⅰ反胶束萃取法提取胰蛋白酶 一、实验目的和要求 1、加深对反胶束萃取基本原理的理解。 2、了解反胶束萃取的工艺过程及影响因素。 3、了解胰蛋白酶酶话的测定方法和原理。 4、研究pH对萃取率和反胶束率的影响规律，求出适宜的萃取pH值。 二、实验原理 反胶束萃取技术是近年来发展的具有开发前景的新型分离技术。他是由表面活性剂分散在有机溶剂（连续相）中，自发形成纳米级的聚集体，称反胶束（或称反胶团）。在反胶束溶液中，组成反胶束的表面活性剂定向排列，其非极性尾向外伸入非极性有机溶剂的有机主体中，而极性头向内排列，形成一个极性核，核内充满水溶液，具有溶解蛋白质之类大分子物质的能力。当含有反胶束的有机溶剂与蛋白质水溶液接触时，蛋白质在静电引力、疏水作用或亲和力等推动作用力下溶入极性核，从而被萃取，然后再控制适当的条件使蛋白质从负载有机相中重新反萃取到水相，达到纯化的目的。 影响反胶束萃取的因素很多，主要有水相溶液的pH、离子强度、表面活性剂和有机溶剂的种类、浓度和温度等。 胰蛋白酶（trypsin）广泛存在于动物的胰中，是由胰腺腺泡细胞合成的肽链内切酶，分Ⅰ型和Ⅱ型两种，其相应前体分别胰蛋白酶原Ⅰ（CTN）和胰蛋白酶原Ⅱ（ATN）。正常胰液中胰蛋白酶原占总蛋白质含量的19%，CTN 是AT N 的2倍.胰蛋白酶为白色或类白色结晶性粉末，等电点pI = 10.8。 胰蛋白酶是生物化学尤其是蛋白质组学研究的重要试剂。它具有分解肽链的作用，能消化溶解变性蛋白质，对未变性的蛋白质无作用，因此能使浓痰液、血凝块等消化变稀，易于引流排除，加速创面净化，促进肉芽组织新生，而不损伤正常组织或损伤极微（因血清内有胰蛋白酶抑制物）。可帮助创伤或手术后伤口愈合，治疗烧伤，具有多种药用价值。此外，还有抗炎作用。临床上可用于脓胸、血胸、外科炎症、溃疡、瘘管等所产生的局部水肿、血肿、脓肿等。喷雾吸入，
萃取技术及其在食品工业中的应用
萃取技术及其在食品工业中的应用 摘要介绍了几种萃取技术的原理、特点、工艺流程及其技术要点，综述了近年来萃取技术在食品化学中的应用，今后一系列新型的萃取技术，必将促进食品工业的快速发展。 关键词萃取技术食品工业应用 前言 萃取是利用溶质在互不混溶的两相之间分配系数的不同而使溶质得到纯化 或浓缩的技术。按参与溶质分配的两相不同可分为：液-固萃取和液-液萃取两种。按参萃取原理可分为：物理萃取、化学萃取、双水相萃取、超临界萃取等。萃取广泛应用于分离提取有机化合物，是分离液体混合物常用的单元操作，在发酵和其它生物工程生产上的应用也相当广泛，其中，萃取操作不仅可以提取和增浓产物，还可以除掉部分其它类似的物质，使产物获得初步的纯化，所以广泛应用在抗生素、有机酸、维生素、激素等发酵产物的提取高品质的天然物质、胞内物质（胞内酶、蛋白质、多肽、核酸等）的分离提取，借以从混合物中萃取所得的化合物或除去不需要的杂质。近20年来研究萃取技术还产生了一系列新的分离技术，如：①逆胶束萃取（Reversed Micelle Extraction）②超临界萃取（Supercritical fluid Extraction）③液膜萃取（Liquid Membrane Extraction）④微波辅助萃助等。萃取技术在生产应用中有以下特点：①萃取过程具有选择性②能与其他纯化步骤相配合③通过转移到不同物理或化学特 性的第二相中来减少由于降解引起的产品损失④可从潜伏的降解过程中分离产物⑤适用于各种不同的规模⑥传质速度快，生产周期短，便于连续操作等，但也还需考虑以下问题如：生物系统的错综复杂和多组分特性、产物的不稳定性、传质速率、相分离性能等。在食品化学中应用是很有发展前景的。萃取技术已应用到食品工业的各个研究领域，受到广泛的关注。 1 微波辅助萃取(MAE)技术 在微波场作用下，离解物质产生的离子定向流动形成离子电流，并在流动过程中与周围的分子或离子发生高速摩擦和碰撞，使微波能转为热能，例如在微波场中液态极性分子以每秒24．5亿次的速度不断改变正负方向，分子间高速摩擦和碰撞，从而快速产生高热。分子吸收微波能后，从基态变为激发态，而激发态是一种高能不稳定状态，容易通过释放能量回到基态，在这个过程中实现了能量传递和物质加热升温。微波就是通过分子极化(molecularpolarization)和离子导电(ion conduction)两个效应对物质直接加热的，不同于外加热(通过传导、辐射、对流由表及里传热)，微波加热是一种内加热形式，即内夕同时力口热。 1.1 MAE原理 MAE是一种利用微波作为一种热源对某一体系直接加热而进行的萃取方法。由于不同物质具有不同介电常数(dielectric constant)，其对微波能也具有不
第五章 其他分离技术和分离过程
第五章其他分离技术和分离过程 简介： 蒸馏、吸收和萃取等单元操作主要用来进行气液和液夜两相间的传质。 特点：两相均为流体，两相在相对运动和相互接触的过程中形成自由界面，物质在扩散作用的作用下，从一相传递到另一相。 蒸馏：是使难挥发组分从气相扩散到液相，易挥发组分则以大致相等的传递速率按照相反的方向从液相扩散到气相的操作。 吸收：是使被吸收的组分从气相扩散到液相的操作。 萃取：是利用液体溶剂的选择作用来萃取液相混合物中的一种组分，组分经过两相间的边界层，由一相扩散到另一相。 三者传质过程的最终结果皆是达到相平衡，而相平衡只有在无限长的时间接触后，才可以实现。二实际生产过程中的接触时间是有限的，因而要研究在一定的接触时间内物质的传递量和强化这种传递过程的方法。 一、萃取的基本概念 1 萃取的定义 萃取——应用溶剂从混合物中提取某种物质的过程。 萃取过程和蒸馏、吸收等过程一样，都是属于两相之间的传质过程，即物质从一相转相另一相的过程。 广义理解分类： （1）液相到液相：碘在水和四氯化碳中的溶解 （2）故相到液相：从大豆中提取豆油 （3）气相到液相：吸收 但是在科学研究和生产实践中，萃取通常是指液液萃取过程，而将故液传质过程称为：浸出，气液传质过程称为：吸收。 2 基本概念 液液萃取：也成为溶剂萃取，简称为萃取。 萃取过程：萃取是分离混合液的一种常用的单元操作。它是根据混合液体中的个组分在所选择的溶剂中的溶解度的差异，使混和液中预分离的组分溶解于溶剂中，而余下的组分完全不互溶或者部分互溶，从而达到与其他组分完全分离或部分分离的操作。 萃取剂：在萃取过程中所选择的溶剂。 溶质：混和液中预分离的组分。 稀释剂：混合液中的原溶剂。 萃取相：萃取操作中所得到的溶液，其组成是主要是萃取剂和溶质。分离萃取相中的溶质和萃取剂通常采用蒸馏或蒸发的方法，达到回收萃取剂和溶质的目的。 萃余相：被萃取后的原混合溶液，其成分主要是稀释剂和残余的溶质等组分。
反胶束萃取技术及其在食品科学中应用_杨颖莹
01ls01-13 粮食与油脂2012年第1期 1 反胶束萃取技术及其在食品科学中应用 杨颖莹，陈复生，布冠好，徐卫河 （河南工业大学粮油食品学院， 河南郑州 450052） 摘 要：该文综述反胶束技术概念及特点，及在食品科学中研究及应用，并分析反胶束技术用于蛋白质萃取方面存在问题，为相关领域研究提供参考。关键字：反胶束；萃取；蛋白 Reversed micelle technology and its application in food science YANG Ying-ying ，CHEN Fu-sheng ，BU Guan-hao ，XU Wei-he （College of Food Science and Technology ，Henan University of Technology ，Zhengzhou 450052，China ） Abstract ：Summ ari z ed t h e co n c ept and ch ara c teri s ti c o f rever s e m i c elle ，and t h e re s ear ch and appli c ati o n in f oo d sc ien c e ，and analy z ed extra c ti o n te ch n o l o gy o f t h e rever s e m i c elle pr o tein f o r t h e exi s ting pr o ble ms t o pr o vide t h e referen c e f o r t h e related field .Keywords ： rever s e m i c elle ；extra c ti o n ；pr o tein 中图分类号：TS201.1 文献标识码：A 文章编号： 1008―9578（2012）01―0001―01收稿日期：2011–12–14 基金项目：国家自然基金项目（20976037，21176058，31171790）作者简介：杨颖莹（1986~ ），女，硕士研究生，研究方向：食品资源开发与利用。 1 反胶束概念及特点 表面活性剂分子由亲水疏油极性头和亲油疏水非极性尾两部分组成。表面活性剂溶于水中，当其浓度超过临界胶束浓度（CMC）时，便形成聚集体，称为正常胶束。表面活性剂溶于有机溶剂，当其浓度大于临界胶团浓度时，会在有机相形成聚集体，称为反胶束。反胶束体系是透明、热力学稳定体系，同时也是一种动态平衡体系。两亲分子形成胶束过程自由能主要来源于两亲分子间偶极子―偶极子相互作用。另外，平动能和转动能丢失及氢键和金属配位键形成等都有可能参与该胶束化过程。反胶束中极性头朝内，非极性尾朝外排列形成亲水内核，称为“水池”；此“水 池”具有加溶蛋白质和氨基酸等极性物质能力〔1~2〕 。水在反胶束中有两种存在形式：自由水和结合水。结合水受到两亲分子束缚，且与主体水（普通水）有着不同物化性质。例如，粘性增大、介电常数减小、氢键形成网络结构遭到破坏等。Wo（含水量与表面活性剂摩尔比）是反映反胶束中含水量多少一个重要参数，Wo 越大，反胶束中增溶水越多。反胶团在几千次碰撞中不断打开和重组，当Wo 增大时，自由水可快速在 各个水核之间交换〔3〕 。这个发现说明，反胶团是各物质相互混合和交换的动力来源，对于研究有效物质交换过程意义重大。图1为胶束与反胶束示意图。 图1 正常胶束与反胶束示意图 Ⅰ ? 喋B喌? ? 喋C喌 ? ? 反胶束体系可增溶一些有机溶剂不能溶解一些 物质，包括蛋白质、核酸、短肽、氨基酸、抗生素〔4，5〕 、生 物碱〔6〕、黄酮类等生物物质。由于反胶团屏蔽保护作用，这些物质不与有机溶液直接接触，可保护生物物质活性，从而实现生物物质溶解和分离。 形成反胶束体系表面活性剂根据其极性头基团性质不同，可将反胶束体系分为四种类型：非离子型，如脂肪醇聚氧乙烯醚（Brij3O）；阴离子型，如丁二酸二异辛酯磺酸钠（AOT）；阳离子型，如十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）；两性离子型，如卵磷脂（PC）。反胶束可有一种表面活性剂形成单一反胶束体系；也可有两种或多种表面活性剂形成混合反胶束体系。某些双亲性物质，如三辛基甲基氯化铵（TOMAC）、卵磷脂，需加入一定量助表面活性剂（一般为C 4~C 12脂肪醇）才能形成稳定体系，称为亲和反胶束体系。最简单的是由一种表面活性剂构成，然而能形成这种反胶束的表面活性剂却很少，除AOT 等少数表面活性剂可直接形成稳定反胶束外，其余表面活性剂大都需要通过加入助溶剂才能形成反胶束。目前在反胶束萃取蛋白质研究中，常用表面活性剂及相应有机溶剂如表1所示。 表1 表面活性剂及相应有机溶剂 表面活性剂有机溶剂 AOT 异辛烷、环已烷、四氯化碳苯CTAB 正丁烷、正辛烷TOMAC 环已烷SDS 异丙醇、环已烷Tritonx-100环已烷、正辛醇Tween-85异丙醇、正已烷Brij56 辛烷 2 反胶束萃取转移驱动力 由于反胶束内存在微水池，故可溶解氨基酸、肽和蛋白质等生物分子，为生物分子提供易于生存亲水环境。一般认为，反胶束萃取驱动力是表面活性剂极
双水相萃取技术在食品工业中应用(精)
粮食与油脂 6 2011年第 9期 双水相萃取技术在食品工业中应用 孙晨 (河南工业大学化学与化工学院, 河南郑州450001 摘要:在食品工业, 双水相萃取技术与传统萃取相比具有很多优势。该文介绍双水相萃取技术 及其原理、特点, 综述双水相萃取技术在食品工业中应用, 并展望其应用前 景。关键词:双水相萃取; 萃取技术; 食品工业 Application of aqueous two-phase extraction in food industry SUN Chen (College of Chemistry and Chemical Engineering, Henan University of Technology, Henan Zhengzhou 450001, China Abstract :Compared with conventional technology, aqueous two– phase extraction has many advantages in food industry. In this paper, the principle and characteristics of aqueous two–phase extraction technology and its application in food have been reviewed. In the end, the foreground was prospected. Key words:aqueous two– phase extraction; extraction technology; food industry中图分类号:TS201.1 文献标识码:A 文章编号:1008― 9578(2011 09― 0006― 03收稿日期:2011–08–02作者简介:孙晨 (1979~ , 女, 博士, 讲师, 从事分离科学研究。 在现代食品工业, 萃取分离是生产工艺中较常用