亚临界流体萃取新技术

亚临界萃取技术及其应用

近十几年亚临界萃取技术在国内外迅速发展起来，这是一种较新的少用或不使用有机溶剂的绿色萃取技术，广泛应用于食品行业中物质的提取，对食品生产现代化有重要意义。对于食品这个特殊的行业来说，安全、卫生是其第一要义。而亚临界萃取技术恰如其分的符合现代人所追求的绿色环保这一概念，大力发展亚临界萃取技术将会成为食品行业发展的必然趋势。

1 亚临界萃取的基本概念

亚临界萃取是利用亚临界流体作为萃取剂, 在密闭、无氧。低压的压力容器内，依据有机物相似相溶的原理，通过萃取剂萃取物料，使固体物料中的脂溶性成分转移到液态的萃取剂中，再通过减压蒸发的过程将萃取剂与目的产物分离，最终得到目的产物的一种新型萃取与分离技术。

2 亚临界萃取原理及优点

亚临界萃取是依据有机物相似相溶的原理，通过萃取物料与萃取剂在浸泡过程中的分子扩散过程，达到固体物料中的脂溶性成分转移到液态的萃取剂中，再通过减压蒸发的过程将萃取剂与目的产物分离，最终得到目的产物的一种新型萃取与分离技术。

亚临界流体萃取相比其它分离方法有许多优点：无毒、无害，环保、无污染、非热加工、保留提取物的活性产品不破坏、不氧化，产能大、可工业化大规模生产，节能、运行成本低，易于和产物分离。亚临界萃取技术由于其设备简单、萃取时间短、无二次污染等特点受到越来越多的重视。

3 亚临界萃取技术在天然产物提取中的应用

由于亚临界流体常温常压条件下是气体状态, 因此亚临界流体极易气化，由此可以在常温或者较低温度的状态下对热敏性物料做到萃取和分离。经过近年来的实践，目前亚临界流体萃取技术已应用于众多的天然产物脂溶性成分的提取。如栾树籽、无患子果、青刺果、沙棘、黄连木果、虎坚果、玫瑰花、薰衣草、银杏叶、青蒿等。

目前，亚临界流体萃取在中药行业的应用已经涉及中药及复方中药的有效成分的提取，并已实现工业化生产。如从五味子、红花、川芎、灵芝孢子、水飞蓟、栝楼籽、当归、刺五加亚临界萃取比石油醚抽提优越, 比超临界日处理量大、具有收率高、提取周期短及无溶剂残留等优点, 特别适合于中药脂溶性活性成分的提取

另外，由于许多中药中的脂溶性成分在中成药的生产过程中起着不同程度的副作用，因此亚临界流体萃取在中药加工前的脱脂处理具有很大的发展空间。

4 在食品工业中的应用

近年来，亚临界流体萃取技术在食品工业的应用，主要集中在食用植物粉的脱脂环节及副产物油脂方面的应用，由于某些植物果实本身富含油脂，而高含油食品极易酸败，保质期很短，因此，植物粉的脱脂成为制约植物粉生产的关键环节。用亚临界流体萃取技术脱除大豆、花生、核桃、杏仁、小麦胚芽、咖啡豆、南瓜籽等几十种物料的脱脂生产，同时萃取得到相应的植物油。从萃取效果看，在低温状态下所得的植物粉活性成分得到了最大限度的保护，以植物蛋白为例，水溶性蛋白指标NSI在86%以上，小麦胚芽油的VE成分95%以上得以保持。与其他方法相比具有明显优势: 处理物料量一般在30-100吨/日，萃取时间短、成本低。随着天然产物的开发范围越来越广，亚临界流体萃取技术在食品工业具有更加广阔的应用前景。

目前米糠蛋白的提取方法有碱法和酶法或物理方法辅助提取。碱法简单易行，但高浓度的碱会产生有毒物质。用亚临界水萃取得的米糠蛋白同其他方法相比具有提取率高、快速、清洁、易于操作等优势，是很有应用前景的蛋白提取新方法。

张海晖等通过研究表明：在压力为8. 0 MPa和水料比为15 mL /g 条件下，优化出亚临界水萃取米糠蛋白的最佳工艺条件为: 温度200℃、提取时间25 min、萃取用蒸馏水的pH 值为9. 0。

目前，油茶籽油的提取方法主要有压榨法和溶剂浸出法。压榨法提油率较低; 浸出法需要较复杂的后处理过程，工艺复杂，容易造成环境污染。吴雪辉等用亚临界萃取得的油茶籽油品质好，除酸值、水分及挥发物指标外，其他都能达到一级压榨成品油茶籽油国家标准的质量指标，而且油茶籽油中多酚、黄酮、植物甾醇、类胡萝卜素等成分含量丰富，提高了油茶籽油的营养价值和保健功能，减少精炼工序，降低精炼成本。

吴雪辉等通过实验得到：提取的最佳工艺条件萃取次数3次，萃取时间30min，萃取温度35℃，料液比1:4，该条件下萃取率为69.3%。亚临界萃取的油茶籽油脂肪酸组成中油酸的含量高于常规的压榨法和浸出法，棕榈酸的含量低于压榨法和浸出法。

另外，亚临界流体对全脂奶粉中奶油的提取呈现出很好的效果，提取率在20%以上，所提取奶油味道纯正，是奶粉（含过期奶粉）中提取奶油的最佳生产工艺。

近几年来，亚临界流体萃取技术在色素的提取方面有着很大的发展，在河北，山东、云南、新疆、甘肃、吉林建有十余家亚临界流体萃取生产线，主要从事辣椒红色素、万寿菊黄色素、番茄红色素、姜黄色素、蚕米绿色素的生产。

在天然香料行业，目前已提取出玫瑰浸膏，十香菜浸膏、薄荷浸膏、桂花浸膏、茉莉浸膏、可可脂等产品。

在特种油生产方面，已经涉及小麦胚芽油、葡萄籽油、杏仁油、南瓜籽油、亚麻子油、石榴籽油、橘子籽油、樱桃籽油、沙棘油、花椒油、葵花籽油、胡麻油、青刺果仁油、松子油、大蒜油、洋葱油、生姜油等几十种特种油脂。在动物油脂的提取方面，先已做到从林蛙卵中提取出林蛙卵油，从黄粉虫中提取黄粉虫油，从蚕蛹中提取蚕蛹油，从蝎子中提取蝎子油，从羊蹄子中提取羊蹄子油。

5 在农残检测中的应用

亚临界水萃取技术可以在小米和芸豆等粮食基质中实现一些农药的有效萃取，宓捷波等通过实验发现在0.05mg/kg的残留水平回收良好。潘煜辰等利用亚临界水萃取及气相色谱－串联质谱法测定红茶中21种有机氯和拟除虫菊酯类农药残留的检测方法。该方法避免了使用大量大量有机溶剂，毒害性小，灵敏度高，稳定性好，满足国内外对红茶中有机氯和拟除虫菊酯类农药残留的检测要求。

4 展望

亚临界流体萃取与其他萃取方法相比, 不仅克服了传统工艺的不足,保留了超临界流体萃取的优点, 溶剂选择面大，而且涉及物料广泛，日处理量可以达100吨物料，无任何污染，运行成本低，这是其他低温萃取技术无法做到的。因此亚临界流体萃取技术相比其它萃取与分离方法具有强大的优势。目前, 亚临界流体萃取技术在许多领域有着广泛的运用。今后，通过国内外萃取专家及相关行业的交流与合作, 该技术在不同领域的应用必将更加深入, 推动萃取与分离事业达到一个新的高度。