中國粉體網(wǎng)訊  食品行業(yè)中，微射流和高壓均質(zhì)技術(shù)正日益受到重視，尤其在生產(chǎn)納米乳液方面。這些技術(shù)通過高壓閥均質(zhì)器或微流體化器實現(xiàn)，能有效生成亞微米級液滴。這些微小液滴有助于提升食品的物理穩(wěn)定性、改善口感和加速風(fēng)味釋放。特別是對于油溶性微量營養(yǎng)素和生物活性物質(zhì)的傳遞，這種技術(shù)能使其以幾乎不可察覺的方式存在于食品中，從而在不改變食品質(zhì)感和味道的前提下增加其營養(yǎng)價值。

近期，對微射流與高壓均質(zhì)技術(shù)之間的差異仍存在一定的不清晰認識。為了解決這一問題，伯明翰大學(xué)的研究團隊在Journal of Food Engineering上發(fā)表了一項開創(chuàng)性研究。該研究首次明確闡述了在食品級納米乳液制備過程中，高壓均質(zhì)器和微射流技術(shù)之間的關(guān)鍵區(qū)別[1]。

高壓均質(zhì)器與微流體化器的關(guān)鍵參數(shù)對比

高壓均質(zhì)（High-Pressure Homogenizer, HPH）和微射流（Microfluidizer）在關(guān)鍵參數(shù)方面有顯著區(qū)別。高壓均質(zhì)器的主要參數(shù)包括操作壓力、處理次數(shù)和乳化劑的類型。這些參數(shù)直接影響液滴的大小和乳液的穩(wěn)定性。而微流體化器的關(guān)鍵參數(shù)不僅包括操作壓力和乳化劑類型，還涉及其內(nèi)部通道和腔室的設(shè)計。這些設(shè)計決定了液體的流動特性和剪切力分布，從而影響液滴的形成和分布。因此，盡管兩者都是乳化設(shè)備，但它們在關(guān)鍵參數(shù)的設(shè)置和調(diào)整上有著本質(zhì)的區(qū)別。

高壓均質(zhì)與微射流技術(shù)在乳液制備中的本質(zhì)區(qū)別及應(yīng)用特點

高壓均質(zhì)和微射流作為食品工業(yè)中制備乳液的兩種關(guān)鍵設(shè)備，雖然在功能上有所重疊，但它們在操作原理和設(shè)計結(jié)構(gòu)上存在本質(zhì)區(qū)別。

高壓均質(zhì)的工作機制基于高壓力和機械剪切力。該設(shè)備通常包含一個高壓泵和一個狹窄的閥間隙，通過這個間隙液體在高壓下被迫通過。這一過程中，液體中的大液滴在經(jīng)歷劇烈的剪切力和高速沖擊后，被分解為更小的液滴。這種基于物理力的方法使得HPH特別適用于大批量、高效率的乳液生產(chǎn)。

兩級高壓均質(zhì)機的設(shè)計圖[2]

與之相對，微射流的設(shè)計采用了更為精細的流體動力學(xué)原理。它通過精密設(shè)計的微型通道和沖擊室來實現(xiàn)液滴的均質(zhì)化，其中液體在高壓下通過這些通道，產(chǎn)生強烈的剪切和沖擊力。這一機制不僅實現(xiàn)了液滴的有效破碎，還保證了液滴大小的均勻分布，適用于對粒徑分布有嚴格要求的高精度乳液制備。

兩步單通道微流體化過程制備O/W納米乳液的示意圖[3]

這兩種設(shè)備在設(shè)計結(jié)構(gòu)上的區(qū)別，導(dǎo)致它們在操作靈活性、設(shè)備維護、以及應(yīng)用領(lǐng)域上各有特點。高壓均質(zhì)以其高效率和大規(guī)模生產(chǎn)能力，在食品工業(yè)中廣泛應(yīng)用；而微射流則因其精細控制能力，更適合于需要特定液滴大小控制的專業(yè)領(lǐng)域。因此，根據(jù)具體的生產(chǎn)目標和乳液的特性要求，選擇合適的設(shè)備顯得尤為重要。

總結(jié)與展望

高壓均質(zhì)和微射流在食品工業(yè)中的應(yīng)用反映了對于不同生產(chǎn)需求的技術(shù)適應(yīng)性。高壓均質(zhì)以其高效率和大規(guī)模生產(chǎn)能力，在標準化生產(chǎn)中占據(jù)優(yōu)勢。而微射流則因其對粒徑控制的精細度而在特殊應(yīng)用中顯得更為適用。隨著食品工業(yè)技術(shù)的不斷進步，這兩種設(shè)備將持續(xù)在乳液制備領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。

參考文獻：

[1]L. Lee and I. T. Norton, “Comparing droplet breakup for a high-pressure valve homogeniser and a Microfluidizer for the potential production of food-grade nanoemulsions,” J. Food Eng., vol. 114, no. 2, pp. 158–163, 2013, doi: 10.1016/j.jfoodeng.2012.08.009.

[2]S. Plazzotta and L. Manzocco, “Effect of ultrasounds and high pressure homogenization on the extraction of antioxidant polyphenols from lettuce waste,” Innov. Food Sci. Emerg. Technol., vol. 50, pp. 11–19, 2018.

[3]C. N. Cheaburu-Yilmaz, H. Y. Karasulu, and O. Yilmaz, Nanoscaled dispersed systems used in drug-delivery applications. Elsevier Inc., 2018. doi: 10.1016/B978-0-12-813932-5.00013-

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/青黎）

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