保健食品的生产技术.docx

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1、保健食品的生产技术保健食品的开展为消费者提供一条选择健康食品的最正确途径。保健食 品当中发挥功能作用的物质称为生物活性物质，具有延缓衰老、提高 机体免疫力、抗肿瘤、抗辐射等功能，大多生物活性物质具有热敏性, 在生物活性物质的提取别离中保存其生物活性和稳定性至关重要。保健食品的生产技术主要包括，生物工程技术（包括发酵工程，酶工 程，基因工程，细胞工程等），别离纯化技术，超微粉碎技术，冷冻 干燥技术，微胶囊技术，冷杀菌技术。目前对于保健食品的研究集中于：1 .活性多糖及其加工技术，活性多糖包括膳食纤维，真菌活性多糖， 植物活性多糖。2 .活性多肽及其加工技术，酪蛋白磷酸肽（酶解-沉淀法，酶解-离子

2、 交换法），谷胱甘肽（萃取法，发酵法），降血压肽功能性油脂及其 加工技术.多不饱和脂肪酸，磷脂活性微量元素及其加工技术。3 .自由基清除剂及其加工技术（超氧化物歧化酶，沉淀法制备，离子 交换层析法）.活性菌类及其加工技术4 .功能性甜味料及其加工技术。一般别离技术1初步别离纯化微胶囊技术1微胶囊技术概述纳米微胶囊(nanocapsule),即具有纳米尺寸的微胶囊，其颗粒微小, 易于分散和悬浮在水中，形成均一稳定的胶体溶液，并且具有良好的 靶向性和缓释作用。在保健食品领域中，运用纳米微胶囊技术对保健 食品中的功能因子进行包埋，既可以减少功能因子在加工或贮藏过程 中的损失，又能有效地将功能因子输送

3、到人体的胃肠道位置。纳米胶 囊特定的靶向性可以使功能因子改变分布状态而浓集于特定的靶组 织，以到达降低毒性、提高疗效的目的，并通过控制释放功能因子提 高其生物利用率，同时保持食品的质地、结构以及其感官吸引力。因 此，纳米微胶囊技术对于保健食品的研究与开发提供了新的理论和应 用平台，十分有利于保健食品的开展。微胶囊技术(microencapsulation)是指利用天然的或者是合成的高分 子包囊材料，将固体的、液体的甚至是气体的囊核物质包覆形成的一 种直径在15000pm范围内，具有半透性或密封囊膜的微型胶囊的 技术。纳米微胶囊技术是指利用纳米复合、纳米乳化和纳米构造等技 术在纳米尺度范围内(1

4、1000nm)对囊核物质进行包覆形成微型胶 囊的新型技术。其中，被包覆的物质称为微胶囊的芯材，用来包覆的 物质称为微胶囊的壁材。2微胶囊技术在保健食品中的应用功能性油脂的纳米微胶囊化Zambrano-Zaragoza等采用乳液分散法，制备了以食品级的油脂(红 花油、葵花油、大豆油、B-胡萝卜素、Q-生育酚)为芯材的纳米微胶囊, 并对纳米微胶囊的性质进行了研究，确定了制备纳米微胶囊的最正确条 件，制得的食品级油脂的平均粒径大约在300nm左右，该研究对于 油脂类食品的保存和贮藏具有一定的意义。Zimet等采用小乳球蛋白 和低甲氧基果胶为载体,制备了 W-3系列多不饱和脂肪酸中的二十二 碳六烯酸(

5、DHA)的纳米微胶囊，该纳米粒子的平均粒径为100nm,纳 米微胶囊显示出了良好的胶体稳定性，能够有效地抑制DHA的氧化 分解，在4CTC的环境中将DHA产品放置100h,经过纳米微胶囊化 的DHA只有5%10%被氧化分解掉，而未经过处理的DHA却损失 了 80%o这项研究对于将长链多不饱和脂肪酸进行纳米微胶囊化后, 再应用于澄清酸饮料中有一定的指导意义。GOkmen等采用喷雾干 燥法,用高直链玉米淀粉对co-3系列不饱和脂肪酸亚麻籽油进行纳米 微胶囊化包埋，并按不同的量添加到生面团中，研究其对面包品质的 影响。抗氧化剂类的纳米微胶囊化应用于保健食品中的抗氧化剂主要包括酚类物质、黄酮类化合物(

6、主 要有黄酮醇类、黄酮类、黄烷酮类、黄烷酮醇类等)、生物碱类等， 同时还包括食用色素中的小胡萝卜素、番茄红素、叶黄素、姜黄素等, 都是天然的抗氧化剂。采用纳米微胶囊对抗氧化剂进行包埋，可以提 高其在食品应用中的稳定性和人体的生物利用率，增强其对人体的保 健功效。表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)是从茶叶中别离得到的儿茶素类 单体，也是最有效的水溶性的多酚类抗氧化剂，具有抗氧化、抗癌、 抗突变等生物活性。2010年，Shpigelman等用经过热变性处理的p- 乳球蛋白对EGCG进行纳米微胶囊包埋，得到的纳米粒子尺寸小于 50nm,并且该产品对EGCG有很好的保护作用，能够有效地防止 EGCG

7、的氧化分解，对开发澄清饮料这类强化食品有很好的指导意 义。2012年，Shpigelman等通过改变出乳球蛋白和EGCG的比例, 并采用冷冻干燥法对该纳米粒子进行再改造，研究了纳米粒子构成的 胶体溶液的稳定性、尺寸变化、包埋率、感官性质以及模拟胃肠道消 化的实验。维生素类和矿物质类的纳米微胶囊化维生素是维持人体正常生理功能、促进各种新陈代谢过程中不可缺少 的营养成分，维生素几乎不能由人体合成，必须从食物中获取，主要 包括水溶性维生素（VC、VB系列、叶酸、泛酸等）和脂溶性维生素（VA、 VD、VE等）。将维生素制成微胶囊，可以大大提高其稳定性。在保 健食品中作为功效成分的矿物质主要有钙、铁、锌

8、、硒等，对矿物质 进行微胶囊主要解决矿物质自身的不稳定性、易对食品产生不良风味 以及降低毒副作用等问题。Sem。等以rCM为壁材，对脂溶性的VD2进行包埋，成功制备了平 均粒径在150nm左右的VD2的纳米微胶囊。该研究说明，微胶囊中 的VD2浓度是血清中的5.5倍，并且rCM微胶囊的形态和平均粒径 与天然形成的酪蛋白相似，rCM微胶囊可以局部地保护VD2,防止 紫外光照射引起的VD2的降解。CM可以作为包埋、保护和传递敏感疏水性营养物质的纳米载体，对于开发和生产富集脱脂或低脂的食 品有重要的意义。Haham等在上述研究基础上，制备了以rCM为壁 材，平均粒径为(918)nm的VD3纳米微胶囊

9、(VD3-rCM),并研究了超高压均质对微胶囊性质的影响，评价了 rCM/CM对VD3的热降解和光降解的保护作用，并通过临床实验评价了 VD3的生物利用率。3微胶囊技术应用前景展望纳米微胶囊技术，它是涉及物理和胶体化学、高分子物理和化学、分 散及干燥技术、纳米技术中的纳米材料和纳米加工学等多交叉性学 科。纳米微胶囊技术作为微胶囊技术的开展和延伸，在保健食品加工 生产过程中的应用受到越来越多的关注，尤其是人们对保健食品中的 功效成分的保持与生物利用率的重视，针对保健食品中的功效成分在 应用过程中的溶解度低、功能靶向性差、生物活性低以及生物利用率 差等问题，采用纳米微胶囊技术对各种功效成分进行包埋

10、，增强其在 生物体内的功能靶向释放性能，提高生物利用率，延长贮藏稳定期。 纳米微胶囊作为一种复合相功能材料，其开展趋势将朝着胶囊的粒径 小、分布窄、分散性好、选择性高、应用范围广等方面进行。纳米微胶囊技术在保健食品领域中的应用与开展取得了一些进展，但 对于纳米微胶囊技术本身而言，在理论和应用方面都还刚刚起步，需 要进行更深入的研究。超临界C02萃取超临界流体萃取技术(SFE)是近20年来开展起来的提取技术，它 既是提取技术，又是较理想的别离技术。超临界流体萃取是根据超临 界流体对溶质有很强的溶解能力，且在温度和压力变化时，流体的密 度、赫度和扩散系数随之变化，溶质的亲和力也随之变化，从而使不

11、同性质的溶质被分段萃取出来，到达萃取、别离的目的。这种流体可 以是单一的，也可以是复合的，添加适当的夹带剂可以大大增加其溶 解性和选择性。用于超临界流体的物质很多，但最常用的是二氧化碳, 利用超临界二氧化碳萃取技术提取保健食品的功效成分，对于提高 功效成分的纯度和活性具有重要的作用。从固液别离出来后的提取液需初步别离纯化，进一步除去杂质。常用 的初步别离纯化技术主要有萃取别离、沉淀别离、吸附澄清、分子蒸 储技术、膜过滤法、树脂别离方法等。萃取别离萃取别离萃取别离法既是一个重要的提取方法，又是一个从混合物 中初步别离纯化的一个重要的常用别离方法。这是因为溶剂萃取具有 传质速度快、操作时间短、便于

12、连续操作、容易实现自动化控制、分 离纯化效率高等优点。萃取别离法：一是水一有机溶剂萃取，即用一 种有机溶剂将目标产物自水溶液中提取出来，到达浓缩和纯化的目 的；二是两水相萃取，这是近期出现的、引人注目的、极有前途的新 型别离纯化技术。当两种性质不同、互不相溶的水溶性高聚物混合， 并到达一定的浓度时，就会产生两相，两种高聚物分别溶于互不相溶 的两相中。常用的两水相萃取体系为聚乙二醇（PEG） 一葡聚糖（eD x t ar n ）系统。沉淀别离纯化沉淀别离纯化利用加人试剂或改变条件使功能活性成分（或杂质） 生成不溶性颗粒而沉降的沉淀法是最常用和最简单的别离纯化方法， 由于其浓缩作用常大于纯化作用，

13、因此通常作为初步别离的一种方 法。沉淀别离纯化方法主要有盐析法、等电点法、有机溶剂沉淀法、 非离子型聚合物沉淀法、聚电解质沉淀法、高价金属离子沉淀法和其 他沉淀方法等。吸附澄清技术吸附澄清是通过吸附澄清剂的吸附、架桥、絮凝作用以及无机盐电解 质微粒和外表电荷产生絮凝作用等，使许多不稳定的微粒联结成絮 团，并不断增长变大，以增加微粒半径，加快其沉降速度，提高滤过 率。分子蒸储技术分子蒸镭是利用液体混合物各分子受热后会从液面逸出，并在离液 面小于轻分子平均自由程而大于重分子平均自由程处设置一个冷凝 面，使轻分子不断逸出，而重分子达不到冷凝面，从而打破动态平衡 而将混合物中的轻重分子别离。膜过滤法膜

14、过滤法是以压力为推动力，依靠膜的选择透过性进行物质的别离 纯化的方法，包括微滤、纳滤、超滤、反渗透和电渗析等类型。膜过 滤法具有比普通别离方法更突出的优点，由于在别离时，料液既不受 热升温，又不发生相变化，功能活性成分不会散失或破坏，容易保持 活性成分的原有功能。2高度别离纯化经过初步别离纯化后的功能活性成分，纯度可能还达不到要求，还含 有一些杂质，需要进一步的高度别离纯化，才能满足对功能活性成分 的性质、结构和活性的研究。高度别离纯化的方法大体有结晶别离纯 化和色谱法别离纯化等。结晶别离纯化结晶是溶质呈晶态从溶液中析出的过程。由于初析出的结晶多少总会 带一些杂质，因此需要反复结晶才能得到较纯

15、的产品。从比拟不纯的 结晶再通过结晶作用精制得到较纯的结晶，这一过程叫重结晶。晶体 内部有规律的结构，规定了晶体的形成必须是相同的离子或分子，才 可能按一定距离周期性地定向排列而成,所以能形成晶体的物质是比 较纯的。色谱法别离纯化纸色谱是以纸和吸附的水作为固定相的液相色谱法，主要 应用于亲水化合物的别离。通常的纸色谱是正相色谱，但有时也将滤 纸用极性较小的液体处理作为固定液，而以极性大的含水溶剂为流 动相，此即为反相纸色谱法。纸色谱点样量少，别离后的纯品量少，难 以大量收集供功能活性成分的进一步研究之用。薄层色谱是将吸附剂 涂布在薄板上作为固定相的液相色谱法。薄层色谱的点样量比纸色谱 大，别离

16、纯化效果也比纸色谱好，可用于纯度鉴定；也可将别离后的 斑点刮下，溶解后收集纯品，但收集量还是太小，除特殊的情况外， 一般也不用做纯品的收集方法。现代提取方法别离是食品加工中的一个主要操作，它是依据某些理化原理将一种中 间产品中的不同组分别离。生产保健食品时，常利用一些功效成分含 量较高的功能性动植物基料，如银杏叶、荷叶、茶叶、茶树花、山药 等，以提取黄酮、酚类、生物碱、多糖等功能活性成分川。经典提取 方法主要是有机溶剂提取法，这种提取方法往往不需要特殊的仪器， 因此应用比拟普遍。现代提取方法是以先进的仪器为基础开展起来的 新的提取方法,主要有水蒸气蒸储技术、超声波提取技术、微波提取 技术、生物

17、酶解提取技术、固相萃取技术。1水蒸气蒸储技术水蒸气蒸播是利用被蒸储物质与水不相混溶，使被别离的物质能在 比原沸点低的温度下沸腾，生成的蒸气和水蒸气一同逸出，经冷凝、 冷却，收集到油水别离器中，利用提取物不溶于水的性质以及与水的 相对密度差将其别离出来，到达别离的目的。2超声波提取技术天然植物有效成分大多存在于细胞壁内，细胞壁的结构和组成决定 了其是植物细胞有效成分提取的主要障碍，现有的机械方法或化学 方法有时难以取得理想的破碎效果。超声波提取技术是利用超声波具 有的机械效应、空化效应及热效应，加强了胞内物质的释放、扩散和 溶解，加速了有效成分的浸出，大大提高了提取效率。3微波提取技术微波提取技

18、术是利用微波能来提高提取率的一种新技术。微波提取过 程中，微波辐射导致植物细胞内的极性物质，尤其是水分子吸收微波 能，产生大量热量，使细胞内温度迅速上升，液态水汽化产生的压力 将细胞膜和细胞壁冲破，形成微小的孔洞；进一步加热，导致细胞内 部和细胞壁水分减少，细胞收缩，外表出现裂纹。孔洞和裂纹的存在 使胞外溶剂容易进入细胞内，溶解并释放出胞内产物。4生物酶解提取技术生物酶解提取技术是利用酶反响具有高度专一性等特性，根据植物 细胞壁的构成，选择相应的酶，将细胞壁的组成成分水解或降解，破 坏细胞壁结构，使有效成分充分暴露出来，溶解、混悬或胶溶于溶剂 中，从而到达提取细胞内有效成分的一种新型提取方法。

19、由于植物提 取过程中的屏障一细胞壁被破坏，因而酶法提取有利于提高有效成 分的提取效率。止匕外，由于许多植物中含有蛋白质，因而采用常规提 取法，在煎煮过程中，蛋白质遇热凝固，影响有效成分的溶出。5固相萃取技术固相萃取（SPE）是根据液相色谱法原理,利用组分在溶剂与吸附 剂间选择性吸附与选择性洗脱的过程，到达提取别离、富集的目的， 即样品通过装有吸附剂的小柱后，目标产物保存在吸附剂上，先用适 当的溶剂洗去杂质，然后在一定的条件下选用不同的溶剂，将目标产 物洗脱下来。膜别离技术1膜别离技术概述膜别离技术自1950年开始应用于海水的脱盐，至今已经成为最具发 展前景的高新技术之一，被广泛应用于化工、制药

20、、生物以及食品工 业等领域。膜别离技术以选择性透过膜为别离介质，借助外界推动力, 对两种组分或多种组分进行分级、别离和富集。与其它别离技术相比, 膜别离为物理过程，无需引入外源物质，节约能源的同时，减少了对 环境的污染；其次，膜别离在常温下进行，过程中没有相变，适宜对 食品工业中生物活性物质进行别离及浓缩。将膜别离技术应用于食品 工业的浓缩、澄清以及别离，可以较好地保持产品原有的色、香、味 和多种营养成分。另外，膜别离设备具有结构简单、易操作、易维修 的特点，使其在化工、制药、生物以及食品工业等领域的应用更加广 泛。2膜别离技术在保健食品中的应用保健食品的开展为消费者提供一条选择健康食品的最正

21、确途径。保健食 品当中发挥功能作用的物质称为生物活性物质，具有延缓衰老、提高 机体免疫力、抗肿瘤、抗辐射等功能，大多生物活性物质具有热敏性, 在生物活性物质的提取别离中保存其生物活性和稳定性至关重要。膜 别离技术是在常温下进行操作，对生物活性物质的别离是一种较为理 想的别离技术。Loginov等用超滤膜对亚麻籽皮提取物中的蛋白质和多酚进行别离， 通过调节pH值为44使蛋白质凝集，离心后使用截留分子量为30 KDa聚酸碉超滤膜对上清液过滤。通过蛋白质凝集，多酚纯度由 33.5%增至56. 0%,超滤后多酚纯度进一步增至76. 6%。许浮萍等 将膜别离与醇沉法相结合，对大豆异黄酮纯化。试验采用20

22、 nm和 50 nm两种孔径的膜对脱脂豆粕的乙醇萃取液进行超滤。超微粉碎技术1超微粉碎技术概述 微粉碎技术是近年来随着现代化工、电子、生物、材料及矿产开发等 高新技术的不断开展而兴起的，是国内外食品加工的高科技尖端技 术。在国外，美国、日本市售的果味凉茶、冻干水果粉、超低温速冻 龟鳖粉、海带粉、花粉和胎盘粉等，多是采用超微粉碎技术加工而成; 而我国也于20世纪90年代将此技术应用于花粉破壁，随后一些口 感好、营养配比合理、易消化吸收的功能性食品（如山楂粉、魔芋粉、 香菇粉等）应运而生。超微粉碎技术是利用机械或流体动力的方法， 将物料颗粒粉碎至微米级甚至纳米级微粉的过程。微粉是超微粉碎的 最终产

23、品，具有一般颗粒所不具备的一些特殊理化性质，如良好的溶 解性、分散性、吸附性、化学反响活性等。其粒径限度至今尚无统一 的标准，普遍认为将微粉粒径界定为小于75pm较为合理。超微粉碎的原理与普通粉碎相同，只是细度要求更高，它利用外加机 械力，使机械力转变成自由能，局部地破坏物质分子间的内聚力，来 到达粉碎的目的。超微粉碎技术是利用各种特殊的粉碎设备，通过一 定的加工工艺流程，对物料进行碾磨、冲击、剪切等，将粒径在3 mm 以上的物料粉碎至粒径为10 pm以下的微细颗粒，从而使产品具有 界面活性，呈现出特殊功能的过程。与传统的粉碎、破碎、碾碎等加 工技术相比，超微粉碎产品的粒度更加微小。超微粉碎是

24、基于微米技 术原理的。随着物质的超微化，其外表分子排列、电子分布结构及晶 体结构均发生变化，产生块（粒）材料所不具备的外表效应、小尺寸 效应、量子效应和宏观量子隧道效应，从而使得超微产品与宏观颗粒 相比具有一系列优异的物理、化学及表界面性质。2超微粉碎技术在保健食品中的应用Zhu等制备了苦瓜超微粉，并用于糖尿病患者的治疗，发现食用1周 后，患者血糖从21.40 mmol/L降至12.54 mmol/L,说明苦瓜超微粉 具有较好的抑制糖尿病的性能，可作为降血糖性保健食品开发利 用.Sun等制备了杏鲍菇超微粉，并研究其在小鼠体内的免疫调节和 抗氧化作用，结果发现，杏鲍菇超微粉具有良好的抗氧化、抗病

25、毒和 抗肿瘤功能.Kurek等将燕麦纤维超微粉以一定质量比加入小麦粉面 团中，随着超微粉比例的增加，面团体积变小，含水量及弹性增加， 为开发高膳食纤维含量的面包提供了参考。3超微粉碎技术应用前景展望有关超微粉碎技术在功能保健食品中应用的研究，国内外都在进行之 中，但研究尚属初步。随着人类生存环境的恶化，水资源和空气污染 现象的加剧。各种恶性疾病发病率的上升，这些因素都刺激着人们更 加关注自身的健康。因此，人们对功能保健食品都寄托了很大的希望。 包括超微粉碎技术在内的各种食品加工新技术，将在功能保健食品中 得到更深入广泛的应用。总之，随着现代食品工业的不断开展，必将 出现更多、更为先进的高新技术，超微粉碎技术在食品加工中的应用 还只是在一个起步的阶段，超微细粉技术，因为有着其他一般粉碎方 式所没有的优势与特点，以后在汤料、药材的生产中肯定会起到更加 突出的作用，相信在不久的将来，这种节能，高效产品品质高的新技 术会更加趋于完善。