从食品副产品中回收高附加值化合物的工业实施过程。
尽管在这一领域做出了巨大努力，但从食品副产品中提取的产品仍然相当有限。在最近的调查中，全世界只有35家拥有相关产品的企业，但其中很多企业还没有完全商业化或处于开发初期阶段。这些产品包括从乳清蛋白、膳食纤维,从蔬菜废弃物多酚从橄榄油厂废水(至少5公司为每个应用程序),鱼油从渔业副产品(至少3家公司),番茄红素是从番茄浪费(至少2家公司),从鸡的羽毛角蛋白,糖和糖浆从柑橘皮类黄酮,松树树皮中的多酚，葡萄渣中的花青素，葡萄种子中的原花青素和油，肉类加工副产品和鱼皮中的蛋白质，酵母提取物和甜菜纸浆中的乳酸，咖啡废料和酿酒用谷物废料中的多糖，大豆蛋白分离废水中的白蛋白，从虾壳中提取的壳聚糖(每一种应用至少有一家公司)(Galanakis & Schieber, 2014;Galanakis等人，2015)。红葡萄和葡萄酒中含有相当数量的酚类物质，如低分子量(0.15-0.35 kDa)酸、水解单宁(没食子酸、鞣花单宁)、黄酮醇(儿茶素和原花青素)和花青素。由于其抗自由基和还原能力的提高，这些化合物既可以用作营养补充剂，也可以用作食品天然防腐剂。酒庄污泥(WS)，即葡萄酒滗析过程中产生的固体废弃物，也含有显著的酚类化合物，浓度范围在1.2至19.0 g·kg之间－1因此，它可能被认为是生物活性化合物的潜在低估来源(Galanakis et al.， 2013)。
“通用恢复策略”与“五阶段通用恢复过程”
从食品垃圾中提取、分离和分离高附加值化合物通常遵循分析化学原理。随后，对应用的方法进行相应的修改，最终目标是:
- 使目标化合物的收率最大化，
- 适应工业加工需求，
- 从杂质和有毒化合物中澄清高附加值成分，并
- 避免在加工过程中变质和功能丧失，确保最终产品的食品级性质。
根据分析化学的原理，从食品副产品中回收任何目标化合物可分五个不同的阶段完成。这些包括:(a)宏观预处理，(b)从低分子化合物中分离出高分子化合物，(c)萃取，(d)纯化/分离和(e)包封或产品形成。这个下游计划(所谓的“5阶段通用恢复过程)，如果回收了两种不同的成分，或有价值的成分是一个小分子(如抗氧化剂)，则通常会选择。相反，当目标化合物是大分子(如蛋白质)时，第二阶段可以省略。对于每一个回收步骤，传统的处理技术，如膜分离，醇沉淀，溶剂提取和其他已经开发(Galanakis, 2012)。非热新兴技术(即高压放电、超声波或脉冲电场)最近被提出，以缩短处理时间，提高回收率，控制美拉德反应，改善产品质量，并增强提取物的功能(Galanakis, 2013)。最近，普遍的恢复策略”的开发是为了在营养药品回收领域提供一种整体方法，考虑到该过程所需的所有必要信息(例如初始源内容的变化、适当的步骤和技术等)(Galanakis, 2015b)。
目标
超滤(UF)、纳滤(NF)等膜技术是上述下游处理的第二、第三和第四步应用的关键物理化学和非破坏性技术(Galanakis, 2015a)。特别是，研究人员的目标是集中大分子和释放小分子的渗透流。本研究的目的是探讨利用超滤(UF)从酒庄污泥(WS)中回收酚类化合物并将其从其他共萃取成分中分离出来的可能性。因此，使用WS作为初始材料制备了两种氢乙醇提取物(稀释和浓缩)，并在交叉流动装置中对三种膜类型(100 kDa-和20 kDa-聚砜，1 kDa-氟聚合物)进行了测定。通过测定果胶、糖、酚类和花青素类的性能参数和保留系数来监控该过程(Galanakis et al.， 2013)。
结果
结果表明，溶质的保留主要受极性电阻和膜吸附的影响，而不受粒径排斥的影响。事实上，除了可以分离聚合体和单体花青素外，聚砜膜不能分离酚类。这两种膜，特别是20 kDa的膜，保留了高百分比(即>60%)的极性溶质(酚类化合物和糖)，可能是由于它们在膜表面的吸附，而100 kDa的膜，允许它们从果胶中分离。在极性的基础上，在稀释和浓缩的提取物中，含氟聚合物膜分别成功地从花青素和黄酮醇中分离出羟基肉桂酸衍生物，因为酸的保留率几乎是其他测试类别的2倍(Galanakis et al.， 2013)。
参考文献
Galanakis, .,2012.从食物垃圾中回收高附加值成分:传统、新兴技术和商业化应用。食品科学技术趋势26,68-87
Galanakis, .,2013.从农业副产品生产保健品的新兴技术:机遇与挑战的观点。食品和生物制品加工91,575-579
Galanakis, .,2015 a。功能大分子与小分子的分离:从超滤到纳滤边缘。食品科学技术趋势42,44 -63
Galanakis, .,2015 b。全面复苏战略。《食品垃圾回收:加工技术和工业技术》，C.M. Galanakis主编，59-84，伦敦:学术出版社
加拉纳基斯，马库利，E，格卡斯，V，2013.膜过滤法从酿酒污泥中分离和回收不同酚类。分离纯化技术107,245-251
Galanakis, m.m.， Martinez-Saez, N.， del Castillo, m.d.， Barba, F.J， & Mitropoulou, v.s.，2015.专利和商业化应用。《食品垃圾回收:加工技术和工业技术》，C.M. Galanakis主编，59-84，伦敦:学术出版社
加拉纳基斯，c.m.，希贝尔，A。2014.社论。关于从食品加工副产品中回收和利用有价值化合物的特刊，国际食品研究65,299-230
C. M.加拉纳基斯著*
*研究与创新部门，Galanakis实验室，Chania，希腊cgalanakis@chemlab.gr
