功能(néng)性食品的定義和生産技術詳解

功能(néng)性食品

1.關于功能(néng)性食品

近兩年，功能(néng)性食品成(chéng)爲行業新風口，你可能(néng)還不清楚“功能(néng)性食品”是什麽，但不可否認的是， 市場上功能(néng)性食品愈加豐富了……

2.功能(néng)性食品如何定義

根據《食品安全法》的規定，我國食品類别可劃分爲普通食品與特殊食品兩大類，特殊食品中包含了保健食品，分類中并沒有“功能(néng)性食品”的名稱。那麽這個在業界被(bèi)廣泛提及的功能(néng)性食品到底是什麽？　　

國家功能(néng)食品工程技術中心副主任、江南大學食品學院教授陸文偉表示，功能(néng)性食品在國内不是一個法定的概念，在特定概念上，功能(néng)性食品就(jiù)是具有特定營養保健功能(néng)的食品。功能(néng)性食品在産業界是食品和藥品的橋梁，可滿足個體對健康的需求。這類食品在國外其實叫(jiào)作膳食補充劑或者機能(néng)性食品。

而在營養專家們看來，功能(néng)性食品目前還沒有一個準确定義，但大部分情況下指的是具有特定營養保健功能(néng)的食品，即适宜特定人群食用，具有調節機體功能(néng)，不以治療爲目的的食品。

功能(néng)性食品的生産技術

功能(néng)食品的發展爲消費者提供一條選擇健康食品的最佳途徑。功能(néng)食品當中發揮功能(néng)作用的物質稱爲生物活性物質, 具有延緩衰老、提高機體免疫力、抗腫瘤、抗輻射等功能(néng), 大多生物活性物質具有熱敏性,在生物活性物質的提取分離中保留其生物活性和穩定性至關重要。

功能(néng)食品的生産技術主要包括，生物工程技術（包括發酵工程，酶工程，基因工程，細胞工程等），分離純化技術，超微粉碎技術，冷凍幹燥技術，微膠囊技術，冷殺菌技術。

目前對于功能(néng)食品的研究集中于：

活性多糖及其加工技術，活性多糖包括膳食纖維，真菌活性多糖，植物活性多糖；

活性多肽及其加工技術，酪蛋白磷酸肽（酶解-沉澱法，酶解-離子交換法），谷胱甘肽（萃取法，發酵法），降血壓肽功能(néng)性油脂及其加工技術；

多不飽和脂肪酸，磷脂活性微量元素及其加工技術；

自由基清除劑及其加工技術（超氧化物歧化酶，沉澱法制備，離子交換層析法）；

活性菌類及其加工技術；

功能(néng)性甜味料及其加工技術。

1.初步分離純化

從固液分離出來後的提取液需初步分離純化, 進一步除去雜質。常用的初步分離純化技術主要有萃取分離、沉澱分離、吸附澄清、分子蒸餾技術、膜過濾法、樹脂分離方法等。

1.1 萃取分離

萃取分離萃取分離法既是一個重要的提取方法, 又是一個從混合物中初步分離純化的一個重要的常用分離方法。這是因爲溶劑萃取具有傳質速度快、操作時間短、便于連續操作、容易實現自動化控制、分離純化效率高等優點。

萃取分離法: 一是水一有機溶劑萃取, 即用一種有機溶劑將(jiāng)目标産物自水溶液中提取出來, 達到濃縮和純化的目的；二是兩水相萃取, 這是近期出現的、引人注目的、極有前途的新型分離純化技術。

當兩種性質不同、互不相溶的水溶性高聚物混合, 并達到一定的濃度時, 就(jiù)會産生兩相, 兩種高聚物分别溶于互不相溶的兩相中。常用的兩水相萃取體系爲聚乙二醇( P E G )一葡聚糖( eD x t ar n )系統。

1.2 沉澱分離純化

沉澱分離純化利用加人試劑或改變條件使功能(néng)活性成(chéng)分( 或雜質) 生成(chéng)不溶性顆粒而沉降的沉澱法是最常用和最簡單的分離純化方法, 由于其濃縮作用常大于純化作用, 因此通常作爲初步分離的一種方法。

沉澱分離純化方法主要有鹽析法、等電點法、有機溶劑沉澱法、非離子型聚合物沉澱法、聚電解質沉澱法、高價金屬離子沉澱法和其他沉澱方法等。

1.3 吸附澄清技術

吸附澄清是通過吸附澄清劑的吸附、架橋、絮凝作用以及無機鹽電解質微粒和表面(miàn)電荷産生絮凝作用等, 使許多不穩定的微粒聯結成(chéng)絮團, 并不斷增長變大, 以增加微粒半徑, 加快其沉降速度, 提高濾過率。

1.4 分子蒸餾技術

分子蒸餾是利用液體混合物各分子受熱後會從液面(miàn)逸出, 并在離液面(miàn)小于輕分子平均自由程而大于重分子平均自由程處設置一個冷凝面(miàn), 使輕分子不斷逸出, 而重分子達不到冷凝面(miàn), 從而打破動态平衡而將(jiāng)混合物中的輕重分子分離。

1.5 膜過濾法

膜過濾法是以壓力爲推動力, 依靠膜的選擇透過性進行物質的分離純化的方法, 包括微濾、納濾、超濾、反滲透和電滲析等類型。膜過濾法具有比普通分離方法更突出的優點, 由于在分離時, 料液既不受熱升溫, 又不發生相變化, 功能(néng)活性成(chéng)分不會散失或破壞, 容易保持活性成(chéng)分的原有功能(néng)。

2.高度分離純化

經過初步分離純化後的功能(néng)活性成(chéng)分, 純度可能(néng)還達不到要求, 還含有一些雜質, 需要進一步的高度分離純化, 才能(néng)滿足對功能(néng)活性成(chéng)分的性質、結構和活性的研究。高度分離純化的方法大體有結晶分離純化和色譜法分離純化等。

2.1 結晶分離純化

結晶是溶質呈晶态從溶液中析出的過程。由于初析出的結晶多少總會帶一些雜質, 因此需要反複結晶才能(néng)得到較純的産品。從比較不純的結晶再通過結晶作用精制得到較純的結晶, 這一過程叫(jiào)重結晶。

晶體内部有規律的結構,規定了晶體的形成(chéng)必須是相同的離子或分子, 才可能(néng)按一定距離周期性地定向(xiàng)排列而成(chéng),所以能(néng)形成(chéng)晶體的物質是比較純的。

2.2 色譜法

分離純化紙色譜是以紙和吸附的水作爲固定相的液相色譜法, 主要應用于親水化合物的分離。通常的紙色譜是正相色譜,但有時也將(jiāng)濾紙用極性較小的液體處理作爲固定液, 而以極性大的含水溶劑爲流動相,此即爲反相紙色譜法。紙色譜點樣量少,分離後的純品量少,難以大量收集供功能(néng)活性成(chéng)分的進一步研究之用。

薄層色譜是將(jiāng)吸附劑塗布在薄闆上作爲固定相的液相色譜法。薄層色譜的點樣量比紙色譜大,分離純化效果也比紙色譜好(hǎo), 可用于純度鑒定；也可將(jiāng)分離後的斑點刮下,溶解後收集純品,但收集量還是太小, 除特殊的情況外, 一般也不用做純品的收集方法。

二、現代提取技術

分離是食品加工中的一個主要操作，它是依據某些理化原理將(jiāng)一種中間産品中的不同組分分離。

生産功能(néng)食品時, 常利用一些功效成(chéng)分含量較高的功能(néng)性動植物基料, 如銀杏葉、荷葉、茶葉、茶樹花、山藥等, 以提取黃酮、酚類、生物堿、多糖等功能(néng)活性成(chéng)分川。

經典提取方法主要是有機溶劑提取法,這種提取方法往往不需要特殊的儀器, 因此應用比較普遍。現代提取方法是以先進的儀器爲基礎發展起(qǐ)來的新的提取方法, 主要有水蒸氣蒸餾技術、超聲波提取技術、微波提取技術、生物酶解提取技術、固相萃取技術。

1.水蒸氣蒸餾技術

水蒸氣蒸餾是利用被(bèi)蒸餾物質與水不相混溶, 使被(bèi)分離的物質能(néng)在比原沸點低的溫度下沸騰, 生成(chéng)的蒸氣和水蒸氣一同逸出, 經冷凝、冷卻, 收集到油水分離器中, 利用提取物不溶于水的性質以及與水的相對密度差將(jiāng)其分離出來, 達到分離的目的。

2.超聲波提取技術

天然植物有效成(chéng)分大多存在于細胞壁内, 細胞壁的結構和組成(chéng)決定了其是植物細胞有效成(chéng)分提取的主要障礙, 現有的機械方法或化學方法有時難以取得理想的破碎效果。

超聲波提取技術是利用超聲波具有的機械效應、空化效應及熱效應, 加強了胞内物質的釋放、擴散和溶解, 加速了有效成(chéng)分的浸出,大大提高了提取效率。

3.微波提取技術

微波提取技術是利用微波能(néng)來提高提取率的一種新技術。微波提取過程中,微波輻射導緻植物細胞内的極性物質,尤其是水分子吸收微波能(néng),産生大量熱量,使細胞内溫度迅速上升,液态水汽化産生的壓力將(jiāng)細胞膜和細胞壁沖破,形成(chéng)微小的孔洞;進一步加熱,導緻細胞内部和細胞壁水分減少, 細胞收縮, 表面(miàn)出現裂紋。孔洞和裂紋的存在使胞外溶劑容易進入細胞内,溶解并釋放出胞内産物。

4.生物酶解提取技術

生物酶解提取技術是利用酶反應具有高度專一性等特性, 根據植物細胞壁的構成(chéng), 選擇相應的酶,將(jiāng)細胞壁的組成(chéng)成(chéng)分水解或降解, 破壞細胞壁結構,使有效成(chéng)分充分暴露出來, 溶解、混懸或膠溶于溶劑中, 從而達到提取細胞内有效成(chéng)分的一種新型提取方法。

由于植物提取過程中的屏障—細胞壁被(bèi)破壞, 因而酶法提取有利于提高有效成(chéng)分的提取效率。此外, 由于許多植物中含有蛋白質, 因而采用常規提取法, 在煎煮過程中,蛋白質遇熱凝固, 影響有效成(chéng)分的溶出。

5.固相萃取技術

固相萃取( SPE ) 是根據液相色譜法原理, 利用組分在溶劑與吸附劑間選擇性吸附與選擇性洗脫的過程, 達到提取分離、富集的目的, 即樣品通過裝有吸附劑的小柱後, 目标産物保留在吸附劑上, 先用适當的溶劑洗去雜質, 然後在一定的條件下選用不同的溶劑, 將(jiāng)目标産物洗脫下來。

三、膜分離技術

1.超微粉碎技術概述

微粉碎技術是近年來随著(zhe)現代化工、電子、生物、材料及礦産開發等高新技術的不斷發展而興起(qǐ)的，是國内外食品加工的高科技尖端技術。

在國外，美國、日本市售的果味涼茶、凍幹水果粉、超低溫速凍龜鼈粉、海帶粉、花粉和胎盤粉等，多是采用超微粉碎技術加工而成(chéng); 而我國也于20世紀90年代將(jiāng)此技術應用于花粉破壁，随後一些口感好(hǎo)、營養配比合理、易消化吸收的功能(néng)性食品( 如山楂粉、魔芋粉、香菇粉等)應運而生。

超微粉碎技術是利用機械或流體動力的方法，將(jiāng)物料顆粒粉碎至微米級甚至納米級微粉的過程。微粉是超微粉碎的最終産品，具有一般顆粒所不具備的一些特殊理化性質，如良好(hǎo)的溶解性、分散性、吸附性、化學反應活性等。其粒徑限度至今尚無統一的标準，普遍認爲將(jiāng)微粉粒徑界定爲小于75μm較爲合理。

超微粉碎的原理與普通粉碎相同，隻是細度要求更高，它利用外加機械力，使機械力轉變成(chéng)自由能(néng)，部分地破壞物質分子間的内聚力，來達到粉碎的目的。

超微粉碎技術是利用各種特殊的粉碎設備，通過一定的加工工藝流程，對物料進行碾磨、沖擊、剪切等，將(jiāng)粒徑在3 mm 以上的物料粉碎至粒徑爲10μm 以下的微細顆粒，從而使産品具有界面(miàn)活性，呈現出特殊功能(néng)的過程。

與傳統的粉碎、破碎、碾碎等加工技術相比，超微粉碎産品的粒度更加微小。超微粉碎是基于微米技術原理的。随著(zhe)物質的超微化，其表面(miàn)分子排列、電子分布結構及晶體結構均發生變化，産生塊(粒)材料所不具備的表面(miàn)效應、小尺寸效應、量子效應和宏觀量子隧道(dào)效應，從而使得超微産品與宏觀顆粒相比具有一系列優異的物理、化學及表界面(miàn)性質。

2.超微粉碎技術在功能(néng)食品中的應用

Zhu等制備了苦瓜超微粉, 并用于糖尿病患者的治療, 發現食用1周後, 患者血糖從21.40 mmol/L降至12.54 mmol/L, 表明苦瓜超微粉具有較好(hǎo)的抑制糖尿病的性能(néng),可作爲降血糖性功能(néng)食品開發利用。

Sun等制備了杏鮑菇超微粉, 并研究其在小鼠體内的免疫調節和抗氧化作用, 結果發現, 杏鮑菇超微粉具有良好(hǎo)的抗氧化、抗病毒和抗腫瘤功能(néng).Kurek等將(jiāng)燕麥纖維超微粉以一定質量比加入小麥粉面(miàn)團中, 随著(zhe)超微粉比例的增加, 面(miàn)團體積變小, 含水量及彈性增加, 爲開發高膳食纖維含量的面(miàn)包提供了參考。

3.超微粉碎技術應用前景展望

有關超微粉碎技術在功能(néng)保健食品中應用的研究，國内外都(dōu)在進行之中，但研究尚屬初步。

随著(zhe)人類生存環境的惡化，水資源和空氣污染現象的加劇。各種惡性疾病發病率的上升，這些因素都(dōu)刺激著(zhe)人們更加關注自身的健康。因此，人們對功能(néng)保健食品都(dōu)寄托了很大的希望。包括超微粉碎技術在内的各種食品加工新技術，將(jiāng)在功能(néng)保健食品中得到更深入廣泛的應用。

總之，随著(zhe)現代食品工業的不斷發展，必將(jiāng)出現更多、更爲先進的高新技術，超微粉碎技術在食品加工中的應用還隻是在一個起(qǐ)步的階段，超微細粉技術，因爲有著(zhe)其他一般粉碎方式所沒有的優勢與特點，以後在湯料、藥材的生産中肯定會起(qǐ)到更加突出的作用，相信在不久的將(jiāng)來，這種節能(néng)，高效産品品質高的新技術會更加趨于完善。