超臨界 CO2 萃取阿維菌素的工藝優化

于 榮 王少云

寧夏泰益欣生物科技有限公司 寧夏 銀川 750205

阿維菌素用于農用殺蟲劑,可以有效防治水稻螟蟲,也可以用于家禽及家畜 的體內、體外驅蟲,并且是家庭衛生用藥,被稱為“三位一體”的藥物[1-2];阿 維菌素是一類十六元大環內脂類抗生素,其發酵產物具有相同母核,化學性質穩 定,微溶于水,常溫下沒有腐蝕性,在紫外光照射條件下易分解[3]。近些年,通過對阿維菌素母核進行結構修飾,衍生出伊維菌素、甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽、埃珀利諾菌素、多拉菌素和色拉菌素等相關產品。在工業生產中,一般采用有機 溶劑萃取阿維菌素,但此方法需用大量溶媒進行多次萃取才能獲得較高的收率,成本較高,且對生態環境不利,造成大量廢水,增加廢水處理壓力,因此,本文[4-7]將采用超臨界CO2萃取法提取阿維菌素探究其最佳的生產工藝條件。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

Lab SCF超臨界萃取儀1L（未來化學科技有限公司）;UV1901PC雙光束紫 外可見分光光度計（上海生析超聲儀器）;LC600B液相色譜儀（南京科捷分析 儀器有限公司）;菌渣（寧夏泰益欣生物科技有限公司）;二氧化碳（上海遠陽 工業氣體有限公司）。

1.2 提取方法及實驗設計

稱取100.0g經板框過濾烘箱干燥的灰色鏈霉菌發酵液菌渣,放置于超臨界 萃取釜中,加入適量夾帶劑;在CO2:流量為5L/h的條件下超臨界萃取。萃取結 束后收集產品,得到阿維菌素粗品。本問通過單因素實驗,考察了萃取壓力、溫 度、時間對阿維菌素萃取率的影響;分析各因素對萃取效率的影響。

1.3 阿維菌素產品檢測

①標準樣品溶液配制:取阿維菌素標準樣品0.0125g至25m L 容量瓶中,甲 醇溶解定容,搖勻;②樣品溶液配制:取試樣溶液0.2m L至10m L容量瓶中,甲 醇定容,搖勻待用;③開啟液相色譜儀設置限壓為40 Mp,流量為lml/min,將紫 外可見波長檢測器的輸出衰減設為0.01,波長245nm;④用甲醇水溶液（85:15）沖柱30分鐘,取樣品20ul進樣,電腦采集數據。

2 結果與討論

2.1 萃取壓力對阿維菌素萃取率的影響

超臨界CO2萃取率受萃取壓力的影響,本文采用單因素實驗研究超臨界CO2萃取率與萃取壓力的關系。現用95%的乙醇做夾帶劑,萃取溫度設定為55℃,并 設置不同的壓力梯度15、20、25、30、35、40MPa,在此萃取壓力下,萃取120min,結果如圖1所示:

圖1 萃取壓力對阿維菌素萃取率的影響

由圖1可知,在不同的萃取壓力下,阿維菌素的萃取率不同,且阿維菌素的 萃取率與超臨界CO2萃取壓力呈非線性關系,在萃取壓力為25 MPa 時,萃取率達 到了98%,因此,本實驗的最佳萃取壓力為25 MPa。

2.2 萃取溫度對阿維菌素萃取率的影響

超臨界CO2萃取受萃取溫度的影響,本實驗用95%乙醇做夾帶劑,萃取壓25 MPa,并設置4O、45、50、55、60、65℃萃取溫度梯度,在此萃取溫度下,萃 取120min,研究超臨界CO2萃取率與萃取溫度的關系,結果如圖2所示:

圖2 萃取溫度對阿維菌素萃取率的影響

由圖2可知,不同的溫度對超臨界CO2萃取阿維菌素的影響不同,在40-55℃ 間,隨著萃取溫度的升高,阿維菌素萃取率不斷提升,在55-65℃間,隨著萃取 溫度的升高,阿維菌素的萃取率不斷降低,因此,本實驗的最佳萃取溫度為55℃。

2.3 萃取時間對阿維菌素萃取率的影響

現采用95%乙醇為夾帶劑,在萃取壓力25MPa、溫度為55℃,并設置萃取時 間梯度60,80,100,120,140min,考察萃取時間對阿維菌素萃取率的影響,結果如圖3所示:

圖3 萃取時間對阿維菌素萃取率的影響

由圖3可知,超臨界CO2萃取的時間長短將影響阿維菌素的萃取率,在60-120min內,阿維菌素的萃取率隨著萃取時間的延長,逐漸升高,于120min以后,阿維菌素的萃取率隨著萃取時間的延長,逐漸降低。

2.4 阿維菌素提取工藝優化

根據單因素實驗,現采用L （33）正交實驗優化超臨界CO萃取阿維菌素工 藝,實驗結果如表2所示:

表1 超臨界萃取阿維菌素正交實驗結果

由表2分析可知,以阿維菌素萃取率為指標,影響萃取率因素依次為萃取壓 力＞萃取時間＞萃取溫度,即萃取壓力對阿維菌素萃取率的影響最大,萃取溫度 對阿維菌素的萃取率最小。根據正交實驗結果分析確定最優的工藝條件為:萃取 壓力為30PMa.萃取溫度為55℃,萃取時間為120min。

3 結論

本文對超臨界CO2萃取阿維菌素工藝進行研究,通過以上實驗結果可知:萃 取溫度、萃取壓力、萃取時間都是影響超臨界CO2萃取阿維菌素的重要因素,并 確定超臨界CO2萃取阿維菌素的最佳工藝條件為:萃取壓力為30PMa.萃取溫度為55℃,萃取時間為120min。