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摘要：近年来，随着食品加工业的发展，对食品进行深层次的加工和分离需求越来越多，要求也越来越高，更多的分离技术逐渐使用在食品加工当中，而萃取作为一种简单有效的分离技术在食品加工当中更是得到了长足的发展，并且各种不同的萃取技术在食品加工和食品分析当中更是相互之间起到了互补的作用。超临界流体萃取技术作为一种新型、绿色的提取工艺受到人们的广泛关注，相比传统提取工艺而言，具有更好的萃取能力和分离能力，且对环境不会造成污染等特点。主要介绍超临界流体萃取的基本原理、影响提取工艺的重要变量及如何进行优化，着重阐述超临界流体萃取技术在食品工业中的应用。
关键词：超临界流体;萃取;食品工业;应用
超临界流体技术发展速度很快，国外已有很多工业化装置，我国工业化速度还不能与发达国家相比，但在我国此项技术也已取得了长足进步。应用超临界流体技术的领域越来越广，其潜在的应用正在等待我们的进一步开发。目前，随着人们对“绿色食品”和“天然产物”的追求，传统的提取分离技术已经不能满足高纯优质的产品要求。超临界流体萃取技术的出现可以解决传统提取技术存在的诸多缺陷如： 使用有毒的有机溶剂、高能源的使用及低萃取得率等。而且由于食品中大多数的营养成分如维生素、蛋白质等遇热极易发生分解、聚合、氧化等变质反应，因此在使用传统提取技术过程中会造成有效成分的破坏和环境的污染。目前超临界流体萃取技术已广泛应用于食品、药品、生物等各个方面，在食品工业方面，国内外已有数百例通过超临界流体萃取技术进行有害成分去除（加工无咖啡因的咖啡）、有效成分提取（萃取植物精油）等，效果明显且已投入工业化生产，超临界流体萃取技术为食品工业开辟了广泛的应用前景。
一、超临界流体萃取的原理
超临界流体萃取技术SFE是将传统蒸馏技术和有机溶剂萃取相结合，利用超临界流体进行基质与萃取物的有效分离、提取和纯化，其优点为提取效率高、无溶剂残留毒性、天然活性成分和热敏性成分不易被分解破坏，能够最大限度的保持提取物的天然特性且实现选择性分离等特点。超临界流体萃取技术就是利用流体的良好的渗透能力和溶解特性来萃取分离混合物的过程。超临界流体是指当物质超过本身的临界温度和临界压力时，气液两相会混合成为一种均一的流体状态。该流体既具备气体的高渗透能力，也有着类似液体的高溶解能力。通过改变压力和温度来控制流体密度，进而控制超临界流体的溶解能力，将超临界流体与待分离物质充分接触后形成流动相，流动相会受到压力和温度的作用，使被萃取物中的某些组分被超临界流体溶解并携带[2]，从而有选择性的依次按溶解能力大小、沸点高低、分子量大小将待分离物质被萃取出来，实现选择性地提取有效成分或去除有害物质。超临界溶剂类型较多，不同的溶剂其临界性质也不同。因此对有机物溶解能力强， 不会对热敏性物质和活性成分造成破坏，安全无毒，无溶剂残留问题，且具有抗氧化灭菌作用，有利于保证和提高天然物产品的质量，广泛应用于食品领域。
二、超临界流体技术在食品业中的应用
在食品工业中，超临界流体萃取具有优于传统提取工艺技术的显著特点，即在实现萃取物无残留的基础上，还可以防止热敏性物质的失活变形。在食品工业中，超临界流体萃取技术主要有两个明显的发展趋势，即去除有害物质和提取有效成分。
1、去除有害物质。超临界流体萃取可以对食品中的有害物质进行选择性去除， 最广泛的应用为生产无咖啡因的咖啡。目前该技术不仅可以用于咖啡中，还应用于茶叶、中药如伴侣草等。在提取茶叶和伴侣草的过程中，适宜的压力和60 ℃左右的温度相结合可以提高萃取得率。超临界流体萃取还可以提取釀造啤酒用的啤酒花，既去除了硬树脂、农药等有害成分、还保持了啤酒花的香气香味。对于食品中存在的一些对健康无益或有害物质如多环芳香烃，多氯联苯[4]，也可以通过超临界流体萃取技术进行提取。研究了在猪肉中，利用超临界流体萃取技术，通过使用Na4 EDTA和海砂并结合80 ℃、30 MPa 的CO2和30 %的甲醇，提取氟喹诺酮类抗生素效果显著。还有一些有害物质主要来源于农药残留和环境的污染，通过超临界萃取技术对大米、野生水稻和小麦中残留的杀虫剂进行了研究，在萃取压力为20 MPa， 萃取温度为50 ℃，CO2结合甲醇作为夹带剂可以成功提取出农药残留，且效果远比传统使用乙酸乙酯作为提取溶剂效果好。
在某些食品中存在一些物质，无毒但会降低食品的整体质量。如橄榄油、大豆油、柚子油[3]等中存在的游离脂肪酸，就可以通过逆流超临界流体萃取对提取物进行脱酸处理， 与传统的化学提取过程相比，该技术具有很大的优势， 即可以得到萃余液中脱酸油、游离脂肪酸的含量以及分离器中挥发性化合物的含量。
2、超临界流体萃取技术在植物中提取。应用超临界流体萃取技术最广泛的是从植物中提取功能性成分。植物如小麦胚芽中含有大量亚油酸、天然复合维生素E、蛋白质等，以及人体必需氨基酸均可以通过超临界流体萃取出来。[1]提出了利用超临界二氧化碳技术萃取沙棘油的专利技术，也对米糠油进行了研究，发现利用超临界二氧化碳萃取率在19.2 %～20.4 %之间，且油脂色泽和纯度都相对较好。
超临界流体萃取的另一重要应用为从草药中萃取精油。精油传统上用于制作食品、化妆品、清洁产品、香水、除草剂和杀虫剂。精油中包含着几十或数百的复杂成分，特别是碳氢化合物和含氧化合物，除了特有的香味以外，还具有抗菌、抗氧化等生物活性。通过超临界CO2萃取得到牡丹精油，相比传统水蒸气蒸馏提取和有机溶剂提取，花香浓郁，得率最高为0.6%且挥发性物质种类较多，主体香物质为1，3，5-三甲氧基苯、辛烷等。利用超临界CO2萃取烘烤花生中的挥发性成分，确定在萃取压力25MPa，温度55℃，萃取时间120 min 时为最佳工艺条件， 从萃取率和风味物质提取量来说，超临界CO2萃取技术都优于其他技术。魏贞伟等[47]试验发现在萃取压力25 MPa，萃取温度40 ℃，CO2流量18 kg/h， 萃取时间120 min 时，沙棘籽油的出油率为52%， 且通过高效液相检测发现精油中的α-VE含量为2.6 %，利用超临界萃取后热敏性物质仅损失3.7 %。因此利用超临界流体萃取技术不仅可以提取出植物中具有生物活性的物质，还可以保留植物原有的挥发性风味和热敏性物质。
3、农业副产品中提取。食品工业加工过程中会产生大量副产品和残次品，造成了一定程度的环境污染和浪费。近期发现利用超临界流体萃取技术可以将副产物和残次品高效利用。如从食品及其副产品中提取的多酚类物质、类胡萝卜素、植物甾醇和精油均具有抗氧化活性，多酚类物质的萃取一般选择10%～20%乙醇作为夹带剂。近期，关于橄榄副产品的加工[5]，葡萄及酿酒残留物中多酚类物质的提取也被认为是抗氧化物质的潜在来源。从食物副产品中提取色素及抗氧化剂最多的研究是类胡萝卜素和番茄红素。超临界流体萃取技术利用废弃的胡萝卜干渣和番茄果皮中提取类胡萝卜素，提取过程中提取温度是影响萃取得率的关键变量， 虽然高温可以提高类胡萝卜素的萃取得率，但也会诱导提取物热降解或异构化反应。
参考文献
[1] 裘惠霞，姚雷. 超临界流体技术在食品业中的应用及抗衰老作用[J]. 上海交通大学学报（农业科学版）， 2019，23（1）： 1-4
[2] 王兆松，刘力，宋铁珊. 超临界流体技术在食品业中的精油成分的异同[J].新疆农垦科技，2019（4）：11-12.
关键词：超临界流体;萃取;食品工业;应用
超临界流体技术发展速度很快，国外已有很多工业化装置，我国工业化速度还不能与发达国家相比，但在我国此项技术也已取得了长足进步。应用超临界流体技术的领域越来越广，其潜在的应用正在等待我们的进一步开发。目前，随着人们对“绿色食品”和“天然产物”的追求，传统的提取分离技术已经不能满足高纯优质的产品要求。超临界流体萃取技术的出现可以解决传统提取技术存在的诸多缺陷如： 使用有毒的有机溶剂、高能源的使用及低萃取得率等。而且由于食品中大多数的营养成分如维生素、蛋白质等遇热极易发生分解、聚合、氧化等变质反应，因此在使用传统提取技术过程中会造成有效成分的破坏和环境的污染。目前超临界流体萃取技术已广泛应用于食品、药品、生物等各个方面，在食品工业方面，国内外已有数百例通过超临界流体萃取技术进行有害成分去除（加工无咖啡因的咖啡）、有效成分提取（萃取植物精油）等，效果明显且已投入工业化生产，超临界流体萃取技术为食品工业开辟了广泛的应用前景。
一、超临界流体萃取的原理
超临界流体萃取技术SFE是将传统蒸馏技术和有机溶剂萃取相结合，利用超临界流体进行基质与萃取物的有效分离、提取和纯化，其优点为提取效率高、无溶剂残留毒性、天然活性成分和热敏性成分不易被分解破坏，能够最大限度的保持提取物的天然特性且实现选择性分离等特点。超临界流体萃取技术就是利用流体的良好的渗透能力和溶解特性来萃取分离混合物的过程。超临界流体是指当物质超过本身的临界温度和临界压力时，气液两相会混合成为一种均一的流体状态。该流体既具备气体的高渗透能力，也有着类似液体的高溶解能力。通过改变压力和温度来控制流体密度，进而控制超临界流体的溶解能力，将超临界流体与待分离物质充分接触后形成流动相，流动相会受到压力和温度的作用，使被萃取物中的某些组分被超临界流体溶解并携带[2]，从而有选择性的依次按溶解能力大小、沸点高低、分子量大小将待分离物质被萃取出来，实现选择性地提取有效成分或去除有害物质。超临界溶剂类型较多，不同的溶剂其临界性质也不同。因此对有机物溶解能力强， 不会对热敏性物质和活性成分造成破坏，安全无毒，无溶剂残留问题，且具有抗氧化灭菌作用，有利于保证和提高天然物产品的质量，广泛应用于食品领域。
二、超临界流体技术在食品业中的应用
在食品工业中，超临界流体萃取具有优于传统提取工艺技术的显著特点，即在实现萃取物无残留的基础上，还可以防止热敏性物质的失活变形。在食品工业中，超临界流体萃取技术主要有两个明显的发展趋势，即去除有害物质和提取有效成分。
1、去除有害物质。超临界流体萃取可以对食品中的有害物质进行选择性去除， 最广泛的应用为生产无咖啡因的咖啡。目前该技术不仅可以用于咖啡中，还应用于茶叶、中药如伴侣草等。在提取茶叶和伴侣草的过程中，适宜的压力和60 ℃左右的温度相结合可以提高萃取得率。超临界流体萃取还可以提取釀造啤酒用的啤酒花，既去除了硬树脂、农药等有害成分、还保持了啤酒花的香气香味。对于食品中存在的一些对健康无益或有害物质如多环芳香烃，多氯联苯[4]，也可以通过超临界流体萃取技术进行提取。研究了在猪肉中，利用超临界流体萃取技术，通过使用Na4 EDTA和海砂并结合80 ℃、30 MPa 的CO2和30 %的甲醇，提取氟喹诺酮类抗生素效果显著。还有一些有害物质主要来源于农药残留和环境的污染，通过超临界萃取技术对大米、野生水稻和小麦中残留的杀虫剂进行了研究，在萃取压力为20 MPa， 萃取温度为50 ℃，CO2结合甲醇作为夹带剂可以成功提取出农药残留，且效果远比传统使用乙酸乙酯作为提取溶剂效果好。
在某些食品中存在一些物质，无毒但会降低食品的整体质量。如橄榄油、大豆油、柚子油[3]等中存在的游离脂肪酸，就可以通过逆流超临界流体萃取对提取物进行脱酸处理， 与传统的化学提取过程相比，该技术具有很大的优势， 即可以得到萃余液中脱酸油、游离脂肪酸的含量以及分离器中挥发性化合物的含量。
2、超临界流体萃取技术在植物中提取。应用超临界流体萃取技术最广泛的是从植物中提取功能性成分。植物如小麦胚芽中含有大量亚油酸、天然复合维生素E、蛋白质等，以及人体必需氨基酸均可以通过超临界流体萃取出来。[1]提出了利用超临界二氧化碳技术萃取沙棘油的专利技术，也对米糠油进行了研究，发现利用超临界二氧化碳萃取率在19.2 %～20.4 %之间，且油脂色泽和纯度都相对较好。
超临界流体萃取的另一重要应用为从草药中萃取精油。精油传统上用于制作食品、化妆品、清洁产品、香水、除草剂和杀虫剂。精油中包含着几十或数百的复杂成分，特别是碳氢化合物和含氧化合物，除了特有的香味以外，还具有抗菌、抗氧化等生物活性。通过超临界CO2萃取得到牡丹精油，相比传统水蒸气蒸馏提取和有机溶剂提取，花香浓郁，得率最高为0.6%且挥发性物质种类较多，主体香物质为1，3，5-三甲氧基苯、辛烷等。利用超临界CO2萃取烘烤花生中的挥发性成分，确定在萃取压力25MPa，温度55℃，萃取时间120 min 时为最佳工艺条件， 从萃取率和风味物质提取量来说，超临界CO2萃取技术都优于其他技术。魏贞伟等[47]试验发现在萃取压力25 MPa，萃取温度40 ℃，CO2流量18 kg/h， 萃取时间120 min 时，沙棘籽油的出油率为52%， 且通过高效液相检测发现精油中的α-VE含量为2.6 %，利用超临界萃取后热敏性物质仅损失3.7 %。因此利用超临界流体萃取技术不仅可以提取出植物中具有生物活性的物质，还可以保留植物原有的挥发性风味和热敏性物质。
3、农业副产品中提取。食品工业加工过程中会产生大量副产品和残次品，造成了一定程度的环境污染和浪费。近期发现利用超临界流体萃取技术可以将副产物和残次品高效利用。如从食品及其副产品中提取的多酚类物质、类胡萝卜素、植物甾醇和精油均具有抗氧化活性，多酚类物质的萃取一般选择10%～20%乙醇作为夹带剂。近期，关于橄榄副产品的加工[5]，葡萄及酿酒残留物中多酚类物质的提取也被认为是抗氧化物质的潜在来源。从食物副产品中提取色素及抗氧化剂最多的研究是类胡萝卜素和番茄红素。超临界流体萃取技术利用废弃的胡萝卜干渣和番茄果皮中提取类胡萝卜素，提取过程中提取温度是影响萃取得率的关键变量， 虽然高温可以提高类胡萝卜素的萃取得率，但也会诱导提取物热降解或异构化反应。
参考文献
[1] 裘惠霞，姚雷. 超临界流体技术在食品业中的应用及抗衰老作用[J]. 上海交通大学学报（农业科学版）， 2019，23（1）： 1-4
[2] 王兆松，刘力，宋铁珊. 超临界流体技术在食品业中的精油成分的异同[J].新疆农垦科技，2019（4）：11-12.