□ 李 琪 張 嫻 德陽(yáng)市食品檢驗(yàn)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 德陽(yáng)市食品藥品安全檢驗(yàn)檢測(cè)中心

分子蒸餾是一種非平衡的短程液-液蒸餾技術(shù)，由于不同物質(zhì)分子的平均自由程不同，所以它們的表面蒸發(fā)速率也有差異，在高真空的條件下，分子受熱逸出液體表面，使液體中的不同成分在遠(yuǎn)低于沸點(diǎn)的溫度下分離。分子蒸餾比起常規(guī)蒸餾具有操作溫度低、被分離物質(zhì)受熱時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)，特別適用高沸點(diǎn)、遇熱易分解、易揮發(fā)、易氧化等物質(zhì)以及沸點(diǎn)相近的物質(zhì)的分離，是一種最溫和的分離手段。分子蒸餾技術(shù)已持續(xù)發(fā)展了三十多年，并持續(xù)地受到人們的關(guān)注。研究人員不斷改進(jìn)和完善分離裝置，不斷探索和擴(kuò)展分子蒸餾技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域，使近年來(lái)出現(xiàn)了大批新的專利和應(yīng)用技術(shù)，特別是從二十世紀(jì)八十年代末以來(lái)興起了回歸自然的潮流，人們?cè)絹?lái)越傾向于使用天然的功能性物質(zhì)，進(jìn)一步促進(jìn)了分子蒸餾技術(shù)的迅速發(fā)展。

我國(guó)在20世紀(jì)80年代后期引進(jìn)了幾套用于生產(chǎn)硬脂酸單甘油酯的分子蒸餾生產(chǎn)線，于90年代后期實(shí)現(xiàn)了分子蒸餾技術(shù)在維生素E、卵磷脂等食品添加劑工業(yè)化提純方面的應(yīng)用。如今，我國(guó)在利用分子蒸餾技術(shù)提取各種天然物質(zhì)等方面已有較多的研究，如從植物油中提取天然維生素E和從魚油中提取DHA、EPA等；在精細(xì)化工方面，分子蒸餾技術(shù)在不同中間體如食品中的營(yíng)養(yǎng)成分、中藥中的有效成分等的提取和分離中的應(yīng)用也越來(lái)越多，越來(lái)越廣泛。

分子蒸餾的分離特點(diǎn)

操作溫度低

分子蒸餾可以在遠(yuǎn)低于沸點(diǎn)的溫度下進(jìn)行操作，只要溫度可以使蒸汽分子逸出液面即可實(shí)現(xiàn)分離，無(wú)需達(dá)到沸點(diǎn)，因此適合熱敏性物質(zhì)的分離。分子蒸餾需要較高的真空度，這一條件可進(jìn)一步降低操作溫度，降低能耗和成本。

操作真空度高

高真空條件下分子的平均自由程增大，有利于提高分離效率。分子蒸餾中，蒸發(fā)面的實(shí)際操作真空度遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)真空蒸餾的操作真空度，有利于保護(hù)物料使其不易被氧化。

受熱時(shí)間短

物料在分子蒸餾蒸發(fā)的過程中會(huì)形成一層很薄的液膜，并被定向推動(dòng)，輕分子運(yùn)動(dòng)平均自由程大于加熱面與冷凝面之間的間距，輕分子由液面逸出，可以很快到達(dá)冷凝面，可在幾十秒甚至幾秒內(nèi)冷凝下來(lái)，受熱時(shí)間短，可減少物料的熱損失，使易揮發(fā)、熱敏性物質(zhì)得以更好地保留下來(lái)。

成本低、耗能少

比之傳統(tǒng)的蒸餾分離技術(shù)，整個(gè)分離過程中，分子蒸餾的熱損失少，且分子蒸餾裝置內(nèi)部真空度高，內(nèi)部阻力小，使能耗降低，降低了產(chǎn)品的成本。

不可逆性

理論上分子蒸餾是不可逆的，分子蒸餾過程中,分子逸出蒸發(fā)表面，將直接飛射到冷凝面上,不會(huì)碰撞其他分子，不會(huì)返回蒸發(fā)表面。所以，分子蒸餾可應(yīng)用于混合物中低分子物質(zhì)的脫除。

分子蒸餾是一個(gè)物理過程，比之化學(xué)分離，被分離物可避免化學(xué)物質(zhì)的污染和破壞，可得到無(wú)污染、無(wú)殘留、無(wú)毒、無(wú)害且純凈安全的產(chǎn)物。

分子蒸餾技術(shù)在食品功能物質(zhì)提純上的應(yīng)用

分離提純甘油二脂

甘油二酯是一種應(yīng)用極為廣泛的乳化劑，在食品中往往和單甘酯及其他乳化劑復(fù)配使用，起到乳化、減緩油脂結(jié)晶的作用。臨床實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)甘二酯對(duì)于改善餐后高血脂和減少體脂積累效果良好，因此，甘油二脂被認(rèn)為是一種對(duì)身體有益的功能性烹飪油。利用分子蒸餾技術(shù)可以從大豆油中提純甘油二脂，有報(bào)道稱可以利用二級(jí)蒸餾得到純度較高的甘油二酯：一級(jí)蒸餾溫度為150 ℃可以除掉游離脂肪酸，得到純度為42.64%的甘油二酯，二級(jí)蒸餾溫度在230～240 ℃，純度可達(dá)到80%。

分離提純二十八烷醇

二十八烷醇可促進(jìn)降血鈣素的形成，以治療骨質(zhì)疏松，還具有改善心肌功能，增進(jìn)體力、精力，提高機(jī)體代謝率，降低血清膽固醇和甘油三酯的含量等功能，其用于化妝品能活化皮膚細(xì)胞，促進(jìn)血液循環(huán)和消炎、預(yù)防皮膚病等功效。但是，二十八烷醇的特性是易氧化以及對(duì)熱不穩(wěn)定，普通的蒸餾方法易使其分解。分子蒸餾技術(shù)不需要在高溫下進(jìn)行，適用于二十八烷醇的分離提純。相關(guān)研究人員研究了從米糠蠟中提取二十八烷醇的條件，確定蒸餾溫度和蒸餾壓力是影響其純化效率的主要因素，并確定在溫度150 ℃，壓力66.661 Pa下可以得到較好的二十八烷醇分離純化效率。

分子蒸餾應(yīng)用于葡萄籽油

葡萄籽是葡萄酒釀造工業(yè)的副產(chǎn)品，通常被用于提煉葡萄籽油。葡萄籽油富含不飽和脂肪酸和維生素E，其亞油酸含量甚至高于大豆油和葵花籽油，具有極高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。葡萄籽油中的游離脂肪酸含量高會(huì)影響葡萄籽油的品質(zhì)，一般需要用分離手段將其去除。有報(bào)道稱，在高蒸發(fā)速率條件下，葡萄籽油中的游離脂肪酸可有效除去,且可在蒸發(fā)溫度高、進(jìn)料速率快或者蒸發(fā)溫度低、進(jìn)料速率慢等條件下提高維生素E的回收率。研究人員在1.5 mL/min的高進(jìn)料速率、蒸發(fā)溫度在220 ℃的條件下，有效地去除了游離脂肪酸，并且還很好的保留了葡萄籽油中的維生素E。

結(jié)語(yǔ)

分子蒸餾技術(shù)由于其高真空、低溫、低能耗及高效率等優(yōu)點(diǎn)越來(lái)越廣泛地用于物質(zhì)的分離中，然而，分子蒸餾技術(shù)也有一些限制，如設(shè)備結(jié)構(gòu)限制加熱面積，高真空系統(tǒng)成本較高，生產(chǎn)能力較低等，因而分子蒸餾技術(shù)更適用于一些高附加值產(chǎn)品。通過研究人員對(duì)分子蒸餾技術(shù)的不斷研究和改進(jìn)，相信它的應(yīng)用前景將會(huì)越來(lái)越廣闊。