有關超臨界二氧化碳萃取技術在天然產物提取中的具體應用研究

鄒書慧 曹曉鋒（赤峰工業職業技術學院，內蒙古 赤峰 024000）

我國土地遼闊，物種繁多，有著豐富的物產資源，各個地區基本都存在著本地特有的生物資源。近幾年，我國的食品行業和藥品行業中天然產物的提取方法得到大力的研究探索，并取得了一定的成果。傳統的天然產物分離純化方法往往是采用有機溶劑，需要花費較高的成本，而且會造成環境污染，處理時間相對較長，操作比較復雜，提取出來的產物純度也很難達到實際要求。所以，食品行業和藥品行業都在積極研發科學有效、簡單快速的高提取率方法，尋求采用無溶劑提取方式的分離方法，超臨界二氧化碳萃取技術就是最為有效的方法之一。

1 超臨界二氧化碳萃取技術概述

1.1 超臨界流體萃取技術的定義

超臨界二氧化碳萃取技術全稱是超臨界二氧化碳流體萃取技術。這項技術是一項比較新的科學技術，伴隨著我國科技化工業的飛速發展，該項技術成為了全世界應用廣泛的物理萃取技術。該技術是采用高壓高密度的超臨界流體作為萃取技術中的溶劑，溶解固體或是液體進而提取出有效成分，隨后采用升溫降壓等手段將萃取結束以后的組分分離開來。

1.2 超臨界二氧化碳萃取技術的基本原理

超臨界流體萃取技術中普遍通用的溶劑就是二氧化碳，二氧化碳的價格相對較低，方便提取，對于環境不會造成污染，達到超臨界時，二氧化碳的流體會具備氣液兩相的優點，滲透能力和低粘度特性非常明顯，特別適合應用在天然產物有效成分的提取中。當超臨界流體和需要分離的物質接觸以后，可以將其按照極性、沸點和分子量大小依次萃取出來。雖然按照一定的壓強分離可能會萃取出非單一的產物，還可以借助減壓升溫等方法將超臨界流體轉變成氣體，進而達成分離提純天然產物的目的。

1.3 超臨界二氧化碳萃取技術的基本特點

溫度低。超臨界二氧化碳萃取技術在進行實驗期間的溫度要求并不高，通常可以固定在35-55攝氏度之間，整個反應流程都處于二氧化碳的環境中，熱敏性成分可以實現隔離，保留下需要的成分。天然產物成分往往遇到高溫容易發生分解，超臨界二氧化碳萃取技術可以有效避免該類問題的產生。

無殘留物。超臨界二氧化碳萃取技術使用過程中不會涉及到任何有機溶劑，所以，最后得到的萃取物中也不會留下任何化學溶劑，可以防止殘留下有害物質。

可靠性高、成本低。二氧化碳并不容易發生反應，無毒無味，不可燃，使用過程中可以保證安全性；制得二氧化碳的工藝目前已經非常成熟了，從而二氧化碳的價格相對較低，純度則很高，生產過程中還能實現循環應用，生產成本大大減低。

2 超臨界二氧化碳萃取技術在天然產物提取中的應用

2.1 超臨界二氧化碳萃取技術在食品工業中的應用

超臨界二氧化碳萃取技術在食品工業中應用已經較為成熟了，應用范圍非常廣泛，在各類型的食品中都有應用，下面具體介紹具有代表性的幾個例子：

2.1.1 脫咖啡因

超臨界二氧化碳萃取技術最早的大規模應用就是將天然咖啡豆中的咖啡因脫除出來。傳統的脫除方法是采用有機溶劑，實際生產中的工藝頗為復雜，生產效率很低，還有有害的殘留物。應用了超臨界二氧化碳萃取技術以后，超臨界二氧化碳對于咖啡因的選擇性很高，溶解性好，價格便宜，受到了相關工作人員的歡迎。同時，咖啡因的脫除效果也有所提升，從傳統的2%降低為0.02%。

2.1.2 啤酒花

過去萃取啤酒花采用的是乙醇或是二氯甲烷，這類溶劑在使用時會殘留很多易燃易爆的有害物質，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，可以達到95%，同時由于二氧化碳的選擇性非常好，可以減低萃取產物中的酚類物質，基本完全去除硬質樹脂，進而得到更加穩定、風味更好啤酒。

2.1.3 植物油脂

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

2.2 超臨界二氧化碳萃取技術在香料和化妝品工業中的應用

2.2.1 植物揮發油

通過超臨界二氧化碳萃取技術可以從芹菜籽中得到揮發性的油，含有豐富的呋喃酮類物質，采用水蒸氣蒸餾法得到的揮發油中主要物質是單萜烯，從而，這兩種物質會出現本質上的不同。采用超臨界二氧化碳萃取技術獲得的芹菜籽油明顯更具備天然的風味，香氣更好，但是采用水蒸氣法獲得的油由于需要受熱，會表現出非常明顯的香氣差異，無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，若是能夠先將這類成分富集到一起以后再采用超臨界二氧化碳萃取技術進行萃取，可以有效避免花費過多成本的問題。通過超臨界二氧化碳萃取技術提取鮮花中的芳香成分，可以避免采用有機溶劑法遺留的不安全問題，并提升萃取效率，特別是針對含有生命活動的鮮花來說，更能發揮出特有的效果，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用非常廣泛，通常可以用作疏水物或是制備油包水類的化妝品。跟傳統的萃取方法比較來看，超臨界二氧化碳萃取技術的生產時間可以有效簡短，并保證羊毛脂的鮮明顏色，減低電導率。

3 結語

超臨界二氧化碳萃取技術是一種非常好的化工分離技術，可以看成是綠色化工技術。采用超臨界二氧化碳萃取法獲取天然產物中的有效成分可以保證高純度、高可靠性和生產安全，完全符合當今世界化工生產的發展潮流，還應進一步推廣研究。

［1］朱凱.超臨界二氧化碳萃取技術在天然產物提取中的應用[J].現代化工,2006(S2)：375-378.

［2］唐韶坤.超臨界二氧化碳萃取葡萄籽中食用及藥用成分的工藝和模型研究[D].天津大學,2003.

［3］迪力夏提·而斯白克,康淑荷,寇亮,齊俊雅.超臨界CO2萃取技術在天然產物提取中的研究及應用[J].西北民族大學學報：自然科學版,2013(4)：1-5+9.

［4］解成駿.淺談超臨界CO2流體萃取技術在天然產物提取中的應用[J].農產品加工(學刊),2012(4)：91-94.