超临界萃取技术在食品工业中因其高效、低温、环保的特性，被广泛应用于天然成分提取、有害物质脱除、食品加工工艺优化等领域。以下是具体应用场景及案例：

一、食用油脂的提取与精炼

1. 植物油的高效萃取

原理：利用超临界 CO₂（SC-CO₂）的非极性特性，选择性溶解油脂，同时避免高温对不饱和脂肪酸（如 Ω-3、Ω-6）的破坏。

优势：

低温（30~60℃）操作，保留维生素 E、植物甾醇等活性成分；

无溶剂残留，产品符合 “清洁标签” 需求；

简化工艺，无需传统溶剂萃取后的脱溶、脱色步骤。

典型应用：

橄榄油、亚麻籽油：提取富含不饱和脂肪酸的高品质油脂，用于功能性食品或保健品；

可可脂：从可可豆中提取纯度高、风味佳的可可脂，用于巧克力生产；

微生物油脂：从微藻、真菌中提取 DHA/EPA 等单细胞油脂，避免传统溶剂对菌体细胞壁的破坏。

2. 油脂精炼与脱臭

应用：通过超临界 CO₂去除油脂中的游离脂肪酸、色素（如叶绿素）及异味物质（如鱼油中的腥味成分），替代传统化学碱炼和高温脱臭工艺。

案例：挪威某公司利用超临界技术精炼鱼油，使产品酸值降低 90% 以上，同时保留 Omega-3 活性成分。

二、天然香料与风味物质提取

1. 植物精油的定向萃取

原理：通过调节压力（5~25 MPa）和温度（30~80℃），选择性提取不同挥发性成分。

优势：

低温下保留热敏性香气成分（如酯类、萜烯类）；

可分级萃取（如先提取低沸点香气，再提取高沸点成分），精准控制风味组成。

典型应用：

香草精油：从薄荷、迷迭香中提取高纯度精油，用于饮料、烘焙食品；

水果香气浓缩：从苹果、柑橘皮中提取挥发性酯类，用于果味饮料增香；

辛香料活性成分：从辣椒中提取辣椒红素（色素）和辣椒素（辣味成分），实现成分分离。

2. 香辛料脱辣 / 脱苦

应用：利用 SC-CO₂选择性溶解辣味或苦味物质（如胡椒碱、姜辣素），降低香辛料的刺激性，同时保留风味主体。

案例：印度某企业对黑胡椒进行超临界脱辣处理，生产低辣度胡椒粉，适用于婴幼儿食品。

三、食品中有害物质的脱除

1. 咖啡因脱除

应用：从咖啡豆、茶叶中脱除咖啡因，生产低因或无因产品，同时保留风味物质。

工艺：

湿润原料（提高咖啡因极性）→ SC-CO₂萃取（压力 20~30 MPa，温度 70~90℃）→ 咖啡因随 CO₂进入分离釜析出。

优势：相比传统溶剂（二氯甲烷）脱咖啡因，无残留风险，且咖啡因回收率高（可用于食品添加剂）。

案例：瑞士某公司年产超万吨超临界脱咖啡因咖啡豆，占全球高端市场 70% 份额。

2. 农药残留与重金属去除

应用：利用 SC-CO₂或超临界水（SCW）萃取食品中的脂溶性农药（如有机氯、有机磷）及重金属络合物。

案例：日本研究显示，超临界水可去除大米中 90% 以上的镉残留，同时保持米粒完整性。

四、功能性成分的分离与富集

1. 天然抗氧化剂提取

应用：从植物源中提取多酚类（如茶多酚、迷迭香酸）、类胡萝卜素（如番茄红素）等抗氧化成分。

案例：巴西某公司用 SC-CO₂从葡萄籽中提取原花青素（OPC），纯度达 95% 以上，用于膳食补充剂。

2. 功能性油脂分馏

应用：分离鱼油中的 EPA（二十碳五烯酸）和 DHA（二十二碳六烯酸），或植物油中的谷维素、角鲨烯等功能成分。

技术：通过多级分离釜控制不同压力，实现成分分级收集（如先分离 EPA，再分离 DHA）。

五、食品加工工艺创新

1. 超临界流体杀菌

原理：利用超临界 CO₂的高扩散性和溶胀作用，破坏微生物细胞膜，实现低温杀菌（如 40~60℃）。

应用：对果汁、液态调味品（如酱油）进行杀菌，相比热杀菌更好保留风味和营养。

2. 超临界干燥

应用：替代传统热风干燥，用于水果脆片、速溶咖啡粉的生产，避免高温导致的褐变和营养损失。

案例：美国某公司用超临界 CO₂干燥技术生产冻干草莓，复水性优于传统冻干工艺。