有關(guān)超臨界二氧化碳萃取技術(shù)在天然產(chǎn)物提取中的具體應(yīng)用研究

鄒書(shū)慧 曹曉鋒（赤峰工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，內(nèi)蒙古 赤峰 024000）

我國(guó)土地遼闊，物種繁多，有著豐富的物產(chǎn)資源，各個(gè)地區(qū)基本都存在著本地特有的生物資源。近幾年，我國(guó)的食品行業(yè)和藥品行業(yè)中天然產(chǎn)物的提取方法得到大力的研究探索，并取得了一定的成果。傳統(tǒng)的天然產(chǎn)物分離純化方法往往是采用有機(jī)溶劑，需要花費(fèi)較高的成本，而且會(huì)造成環(huán)境污染，處理時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，操作比較復(fù)雜，提取出來(lái)的產(chǎn)物純度也很難達(dá)到實(shí)際要求。所以，食品行業(yè)和藥品行業(yè)都在積極研發(fā)科學(xué)有效、簡(jiǎn)單快速的高提取率方法，尋求采用無(wú)溶劑提取方式的分離方法，超臨界二氧化碳萃取技術(shù)就是最為有效的方法之一。

1 超臨界二氧化碳萃取技術(shù)概述

1.1 超臨界流體萃取技術(shù)的定義

超臨界二氧化碳萃取技術(shù)全稱(chēng)是超臨界二氧化碳流體萃取技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)是一項(xiàng)比較新的科學(xué)技術(shù)，伴隨著我國(guó)科技化工業(yè)的飛速發(fā)展，該項(xiàng)技術(shù)成為了全世界應(yīng)用廣泛的物理萃取技術(shù)。該技術(shù)是采用高壓高密度的超臨界流體作為萃取技術(shù)中的溶劑，溶解固體或是液體進(jìn)而提取出有效成分，隨后采用升溫降壓等手段將萃取結(jié)束以后的組分分離開(kāi)來(lái)。

1.2 超臨界二氧化碳萃取技術(shù)的基本原理

超臨界流體萃取技術(shù)中普遍通用的溶劑就是二氧化碳，二氧化碳的價(jià)格相對(duì)較低，方便提取，對(duì)于環(huán)境不會(huì)造成污染，達(dá)到超臨界時(shí)，二氧化碳的流體會(huì)具備氣液兩相的優(yōu)點(diǎn)，滲透能力和低粘度特性非常明顯，特別適合應(yīng)用在天然產(chǎn)物有效成分的提取中。當(dāng)超臨界流體和需要分離的物質(zhì)接觸以后，可以將其按照極性、沸點(diǎn)和分子量大小依次萃取出來(lái)。雖然按照一定的壓強(qiáng)分離可能會(huì)萃取出非單一的產(chǎn)物，還可以借助減壓升溫等方法將超臨界流體轉(zhuǎn)變成氣體，進(jìn)而達(dá)成分離提純天然產(chǎn)物的目的。

1.3 超臨界二氧化碳萃取技術(shù)的基本特點(diǎn)

溫度低。超臨界二氧化碳萃取技術(shù)在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)期間的溫度要求并不高，通常可以固定在35-55攝氏度之間，整個(gè)反應(yīng)流程都處于二氧化碳的環(huán)境中，熱敏性成分可以實(shí)現(xiàn)隔離，保留下需要的成分。天然產(chǎn)物成分往往遇到高溫容易發(fā)生分解，超臨界二氧化碳萃取技術(shù)可以有效避免該類(lèi)問(wèn)題的產(chǎn)生。

無(wú)殘留物。超臨界二氧化碳萃取技術(shù)使用過(guò)程中不會(huì)涉及到任何有機(jī)溶劑，所以，最后得到的萃取物中也不會(huì)留下任何化學(xué)溶劑，可以防止殘留下有害物質(zhì)。

可靠性高、成本低。二氧化碳并不容易發(fā)生反應(yīng)，無(wú)毒無(wú)味，不可燃，使用過(guò)程中可以保證安全性；制得二氧化碳的工藝目前已經(jīng)非常成熟了，從而二氧化碳的價(jià)格相對(duì)較低，純度則很高，生產(chǎn)過(guò)程中還能實(shí)現(xiàn)循環(huán)應(yīng)用，生產(chǎn)成本大大減低。

2 超臨界二氧化碳萃取技術(shù)在天然產(chǎn)物提取中的應(yīng)用

2.1 超臨界二氧化碳萃取技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用

超臨界二氧化碳萃取技術(shù)在食品工業(yè)中應(yīng)用已經(jīng)較為成熟了，應(yīng)用范圍非常廣泛，在各類(lèi)型的食品中都有應(yīng)用，下面具體介紹具有代表性的幾個(gè)例子：

2.1.1 脫咖啡因

超臨界二氧化碳萃取技術(shù)最早的大規(guī)模應(yīng)用就是將天然咖啡豆中的咖啡因脫除出來(lái)。傳統(tǒng)的脫除方法是采用有機(jī)溶劑，實(shí)際生產(chǎn)中的工藝頗為復(fù)雜，生產(chǎn)效率很低，還有有害的殘留物。應(yīng)用了超臨界二氧化碳萃取技術(shù)以后，超臨界二氧化碳對(duì)于咖啡因的選擇性很高，溶解性好，價(jià)格便宜，受到了相關(guān)工作人員的歡迎。同時(shí)，咖啡因的脫除效果也有所提升，從傳統(tǒng)的2%降低為0.02%。

2.1.2 啤酒花

過(guò)去萃取啤酒花采用的是乙醇或是二氯甲烷，這類(lèi)溶劑在使用時(shí)會(huì)殘留很多易燃易爆的有害物質(zhì)，采用二氧化碳以后，啤酒花中的有效成分萃取率得到了大幅度上升，可以達(dá)到95%，同時(shí)由于二氧化碳的選擇性非常好，可以減低萃取產(chǎn)物中的酚類(lèi)物質(zhì)，基本完全去除硬質(zhì)樹(shù)脂，進(jìn)而得到更加穩(wěn)定、風(fēng)味更好啤酒。

2.1.3 植物油脂

傳統(tǒng)的提取植物油脂的方法是比較機(jī)械的壓榨法，雖然該用有機(jī)溶劑以后，得油率得到了提升，但是選擇性較差，殘留溶劑較多的問(wèn)題仍然存在。采用了超臨界二氧化碳萃取技術(shù)以后，可以得到純度更高、色澤更淺、工藝更加簡(jiǎn)單地油脂提取方法。目前，在工業(yè)提取花生油、茶籽油、小麥胚芽油、米糠油等方面都得到了廣泛的應(yīng)用。

2.2 超臨界二氧化碳萃取技術(shù)在香料和化妝品工業(yè)中的應(yīng)用

2.2.1 植物揮發(fā)油

通過(guò)超臨界二氧化碳萃取技術(shù)可以從芹菜籽中得到揮發(fā)性的油，含有豐富的呋喃酮類(lèi)物質(zhì)，采用水蒸氣蒸餾法得到的揮發(fā)油中主要物質(zhì)是單萜烯，從而，這兩種物質(zhì)會(huì)出現(xiàn)本質(zhì)上的不同。采用超臨界二氧化碳萃取技術(shù)獲得的芹菜籽油明顯更具備天然的風(fēng)味，香氣更好，但是采用水蒸氣法獲得的油由于需要受熱，會(huì)表現(xiàn)出非常明顯的香氣差異，無(wú)法有效保留油中的姜辣素。

2.2.2 鮮花芳香成分

鮮花中的香氣成分并不是很高，若是能夠先將這類(lèi)成分富集到一起以后再采用超臨界二氧化碳萃取技術(shù)進(jìn)行萃取，可以有效避免花費(fèi)過(guò)多成本的問(wèn)題。通過(guò)超臨界二氧化碳萃取技術(shù)提取鮮花中的芳香成分，可以避免采用有機(jī)溶劑法遺留的不安全問(wèn)題，并提升萃取效率，特別是針對(duì)含有生命活動(dòng)的鮮花來(lái)說(shuō)，更能發(fā)揮出特有的效果，得到好幾倍的香氣。

2.2.3 化妝品原料制備

化妝品配方中的羊毛脂應(yīng)用非常廣泛，通常可以用作疏水物或是制備油包水類(lèi)的化妝品。跟傳統(tǒng)的萃取方法比較來(lái)看，超臨界二氧化碳萃取技術(shù)的生產(chǎn)時(shí)間可以有效簡(jiǎn)短，并保證羊毛脂的鮮明顏色，減低電導(dǎo)率。

3 結(jié)語(yǔ)

超臨界二氧化碳萃取技術(shù)是一種非常好的化工分離技術(shù)，可以看成是綠色化工技術(shù)。采用超臨界二氧化碳萃取法獲取天然產(chǎn)物中的有效成分可以保證高純度、高可靠性和生產(chǎn)安全，完全符合當(dāng)今世界化工生產(chǎn)的發(fā)展潮流，還應(yīng)進(jìn)一步推廣研究。

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