超临界流体萃取技术

1、超临界流体萃取技术史丽岩1史景明2张先海31, 2梨树县第二人民医院(吉林梨树136502)3吉林省第 二荣复军人医院中图分类号R943 文献标识码A 文章编号1810-5734(2010)9-0096-021引言早在1879年，Hannay等就发现超临界流体(supercritical fluid,SCF)具有显著的溶解能 力，但超临界流体取(supercritical fluid extraction,SFE)却是在近30年来迅速发展起来的一 种分离技术1,2。2超临界萃取的原理特点2.1超临界流体萃取技术是利用超临界流体的溶解能力与其密度的关系，即利用压力和 温度对超临界流体溶解能力的影

2、响而进行的。在超临界状态下，将超临界流体与待分离的物 质接触，使其有选择性地依次把极性大小、沸点高低和相对分子质量大小不同的成分萃取出 来。2.2 SFE的萃取速率和范围更为扩大，具有以下特点：2.2.1超临界萃取兼有精馏和液液萃取的某些特点。2.2.2超临界流体的萃取能力取决于流体密度，因而可方便地通过调节温度和压力来控 制,这对保证产品质量的稳定是非常有利的。2.2.3萃取剂可循环使用，其分离与回收方法远比精馏和液液萃取简单，且能耗较低。2.2.4超临界流体萃取的操作温度与萃取剂的临界温度有关。3超临界萃取的主要影响因素3. 1 萃取压力萃取压力是SC-CO 2萃取的最重要工艺参数之一。不

3、同原料在不同超临界条件下的溶 解度曲线表明，萃取物在SC-CO 2中的溶解度与SC-CO 2的密度密切相关，而萃取压力 是改变超临界流体对物质溶解能力的重要参数，这种溶解度与萃取压力的关系构成SC-CO 2流体萃取过程的基础3，4。3. 2萃取温度萃取温度是影响SC-CO 2密度的另一个十分重要的参数，对SC-CO 2流体萃取过程 的影响要复杂得多。在一定萃取压力下，萃取温度对植物萃取的影响有两种趋势：一是随温 度的升高，收率逐渐增加，当超过一定温度时，又逐渐下降，这种情况在萃取压力较高时出 现。3. 3萃取时间实验表明，萃取时间越长，萃取率越高。在萃取的初始阶段，萃取率增加显著；但随着 萃取

4、时间的延长，萃取率增长缓慢，存在一个经济时间的终点，且萃取的选择性也下降。为 降低成本，提高设备效率，综合考虑萃取时间一般为1-3 h。3. 4 CO 2 流CO 2流量的变化对SC-CO 2萃取有两个方面的影响。一方面，CO 2流量增加，可 增大萃取过程的传质推动力，也相应地增大了传质系数，使传质速率加快，较快达到平衡溶 解度，从而提高萃取能力，缩短萃取时间;但另一方面，CO 2流量过大，会造成萃取器内 CO 2流速增加，使CO 2停留时间缩短，从而使CO 2与被萃取物接触的时间减少， 不利于萃取率的提高，增加生产成本5。3. 5夹带剂由于纯CO 2本身的非极性特点，大大限制了其应用范围。加

5、入夹带剂可以增加萃取 率或改善选择性，并有效降低萃取压力。据文献报道6，当夹带剂的质量分数达到10%时油脂萃率可以提高到97%左右。然而，夹带剂的用量必须是相对CO 2流量而言的， 其往往有一个最佳值，太大或太小都不好。3. 6原料物性的影响原料的物性主要指含水量和粉碎粒度等。研究发现，物料的水分含量对超临界流体的萃 取率有一定程度的影响。一定量的水分溶解在SC-CO 2中，起到了夹带剂的作用，有利于 萃取率和萃取速率的提高。在其他萃取条件相同的条件下，原料的粒度大小对SC-CO 2萃 取程有着重要的影响。4超临界流体萃取技术在中药有效成分提取中的应用4.1挥发油的SFE提取由于挥发油成分极性

6、小，分子量小且沸点低，在CO 2流体中具有良好的溶解性能。 应用超临界CO 2萃取技术可以有效解决提取时挥发油成分不稳定的难题，如对郁金挥发 油提取时，运用超临界萃取要比水提法高4倍7。4.2生物碱的SFE提取生物碱是生物体内一类含氮有机物的总称。在植物体中，生物碱往往和植物酸性成分结 合成盐存在，只有少数碱性十分弱的可以以游离态存在，或以酯或酐的形式存在。一般使用 夹带剂来进行提取，如从延胡索素中提取延胡索乙素，洋金花中提取东莨菪碱,马钱子中提取 士的宁等,与传统提取方法相比，可大大减少酸或碱性试剂的用量，提取效率较高84.3黄酮类化合物的SFE提取黄酮类化合物是指具有两个芳香环并成C12-

7、C3-C6形式联结 的一系列化合物。超临界CO 2萃取对于黄酮类化合物是一种非常有效的提取分离方法。陶 清等 9 研究了用超临界C 2流体萃取竹叶黄酮，结果表明，用SFE大大提高萃取 得率。4.4皂苷类化合物的SFE提皂苷类是具有复杂结构的大分子式化合物。采用超临界CO 2萃取方法提取皂苷物质， 以在较低的温度下，提取最高浓度的产品。罗登林等 10 用超临界CO 2流体萃 取技人参皂苷的研究，结果表明该法具有速度快、收率高、提取完全等优点。4.5醍类化合物的SFE提取醍类化合物是一类分子中具有不饱和环二酮结构的有机化合物。研究表明，超临界流体 萃取技术可用于中药中醍类化合物的提取。肖飞等11以

8、95 %乙醇作夹带剂，利 超临界CO 2萃取技术提取大黄总蒽醍，结果表明超临界CO 2萃取法具有速度快、收率 高、后处理简单等优点。5超临界萃取技术的展望超临界萃取技术是一种符合当代绿色潮流的洁净的高效提取技术，超临界萃取技术在中 药提取方面取代传统的提取分离技术确实具有诱人的应用前景。超临界萃取技术早已实现工 业化，目前的趋势是向大规模、高附加值和套装工艺方向发展。另外，超临界CO 2萃取也存在着一些弊端：分离过程在高压下进行，设备的一次性 投资过大；萃取釜无法连续操作，造成设备的时空产率较低；过程消耗指标过高。因此在今 后的研究开发中，应充分考虑过程的经济性能，充分发挥该技术的固有优点，才

9、能真正实现 工业化应用。参考文献何之源，付大友,李艳清.中药材活性成分提取技术的研究进展J.四川理工学院学 报，2009,22(3):66.刘春海，陈亮.超临界CO 2萃取技术在中药提取分离中的应用及产业化J.中国经贸 导刊,2009,20(15):96.LIU Wei,FU Yujie,ZU Gangyuan,et.Supercritical carbon dioxide extraction o f seed oil from Opuntia dillenii Haw. and its antioxidant activity J .Food Ch em istry,2009, 114 (

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