超临界萃取技术在中药提取中的应用

兽药天地　

超临界翠取技柬莅巾药生产巾的应用　

薛树山　，张喜臣　，崔玉军２刘欣　，刘鸿鹤。　

（１．辽宁省家畜家禽遗传资源保存利用中心，辽宁辽阳　１１１　０００；　

２．辽宁省动物疫病预防控制中心，辽宁沈阳　１１　００００；　

３．辽宁省兽药饲料监察所，辽宁沈阳　１１　００１　５）　

中图分类号￥８５３．７３　文献标识码　ｃ　文章编号　１　６７２—９６９２（２００７）０４—００４７—０２　ｆ　封　芥辈敢　呆　药秀　笙　节兰萌　拳硝莴效粼　董芥　

超临界萃取技术的作用机理和与传统水提醇沉方法的优势及特点。综述了超临界萃取．撼　

林提取中药有效成分的进展情况，并对其在未来生产中的应用前景进行了展望。　

养　器　主　高解；　喜凰　．－　一　＿　一一　一　－Ｉ　随着现代科学技术的发展，生物科学与技术、　于单一组分流体对溶质的溶解度和选择性有较大局　

材料科学与技术、化学工程科学与技术等在中药生　限性，如ＣＯ　在萃取极性溶质时，溶解度较小，萃　

产中的研究与应用也进入了现代化生产技术阶段。　取量低，因此在超临界萃取过程中为提高萃取能　

中药现代化就是在继承和发扬我国中药优势和特色　力，常加入适当的非极性或极性溶剂，即夹带剂　

的基础上，利用现代科学理论、技术、方法和手　（亦称改性剂），增强溶质在其中的溶解度和选择性。　段，按照国际医药标准和规范，研究、开发、管理　２超临界萃取技术在中药提取中的应用　

和生产以“现代化”和“高技术”为特征的“安　用超临界萃取技术对中药进行提取，既要考虑　

全、高效、稳定、可控”的现代中药产品。其主要　有效成分的提取效率，又要考虑药效。近年来大量　

研究内容为应用现代科技手段和方法，阐明中药药　萃取试验表明，超临界萃取与传统溶剂法相比，具　

效、药理、配伍及毒性作用等，实现中药质量的有　有收率高，有效成份高度浓缩，药效好且毒性低等　

效监测与控制，按国际化标准规范化管理，并依据　优点。目前，超临界萃取的温度一般选择在３０～　

！　Ｑ：垫　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　Ｈｅｒａｌｄ　技术创新　超临界Ｃ　Ｏ　２萃取技术在中草药提取中的应用　嵇江宁　（青海省工程咨询中心　青海西宁８１０００１）　摘要：介绍了超临界二氧化碳革取技术的基本原理和特点，综述７该技术在中草药提取中的应用，井展望了该技术的发展前景。　关键词：超临界　ＣＯ　革取　中草药　应用　中图分类号：ＴＱ　文献标识码：Ａ　文章编号：１　６７４—０９８Ｘ（２０１Ｏ）０７（ｂ）一００２６—０１　中草药因其作用缓和、药效持久、毒副　作用小等优点越来越受到世界各国的重　视，如何在发扬传统中医优点的基础上结　合现代化的科学技术，研发符合国际标准　的中药已成为当务之急。超临界ＣＯ，萃取　（ＳＦＥ－ＣＯ，）技术是最近几年发展起来的一　项新分离技术，在中草药分离提取方面有　良好的发展前景。　１超临界ＣＯ，萃取技术的原理及特点　所谓超临界流体是指在临界温度（Ｔｃ）　和临界压力（Ｐｃ）以上，以流体形式存在的物　质，这种流体同时具液体的高密度和气体　的低粘度的双重特点。超临界Ｃ０，萃取技术　（ＳＦＥ－ＣＯ，）就是在超临界状态下，将超临界　流体与待分离的物质接触，使其有选择性　地把极性、沸点和分子量不同的成分依次　萃取出来，兼有萃取和蒸馏的双重作用。　超临界ＣＯ，萃取技术（ＳＦＥ—ＣＯ，）在用于　对药物、食品等的提取和纯化研究方面具　有以下优点：（１）超临界ＣＯ，萃取技术（ＳＦＥ—　ＣＯ，）为环境无害工艺，所用溶＃，ｊｃｏ，具有无　毒、无味、不燃、不腐蚀、价格便宜、易于精　制、易于回收等优点。与传统溶剂提取法相　比，无溶剂残留，不仅避免了大量有机溶剂　的使用，也防止了提取过程对人体健康的　危害和对环境的污染。（２）萃取速度快、流程　短、效率高、能耗少。不仅萃取效率高、耗能　低，而且从萃取到分离可一步完成，萃取后　ｃＯ，不会残留在萃取物上，萃取物杂质减　少、有效成分高度富集。（３）ｃＯ，的临界温度　和临界压力低，适于高沸点、热不稳定物质　的萃取。（４）超临界ＣＯ，萃Ｉ￣（ＳＦＥ—ＣＯ，）　还具有抗氧化灭菌作用，有利于保证和提　高天然物产品的质量。（５）可以和现代色谱　技术￣ＨＰＬＣ、ＧＣ等分析手段联用，成为中　药现代化生产中一种高效分离分析方法。　２超临界ｃ　萃取技术在中草药提取中的应　用　２．１挥发油成分提取　李伟东ｆ　等比较了常压水蒸气蒸馏　（ＮＰＳＤ）、减压水蒸气蒸馏（ＶＤＳ）和超临界　ＣＯ，萃取（ＳＦＥ－ＣＯ，）法所提取当归挥发油的　化学成分及其含量。并采用气相色谱一质谱　联用技术（ＧＣ—Ｍｓ）进行分析，研究表明：３　种提取方法所提取的挥发油无论在成分还　是在含量上均存在一定差异，以ＳＦＥ－Ｃ０，　法提取效率高，提取成分较完全，为提取当　归挥发油的理想方法。赵怡　等用超临界　ＣＯ，萃Ｉ￣（ＳＦＥ—ＣＯ，）法提ＩＲＴ云南产青果的　挥发油，分出了４８种化合物，并检测了其中　的４３种化合物。　２。２生物碱提取　超临界萃取技术在生物碱的提取分离　方面具有低温、快速、收率高、产品质量好、　成本低等特点，特别是对一些资源少、疗效　好、剂量小及附加值高的产品极为适用。卞　俊　等对二氧化碳超临界流体萃取洋金花　中东茛菪碱进行研究，确立最佳萃取条件。　所得样品萃取完全且含较少杂质，反相离　子对ＨＰＬＣ专一、重现性好，加样回收率为　９８．７８％，ＲＳＤ＝２．３３％，此法简便快速、无环　境污染，为洋金花质量控制提供了可行的　分析手段。　与传统的提取方法相似，超临界ＣＯ，萃　取技术所用的原料一般需要碱性试剂的碱　化预处理。梁宝钻Ｉ　等对亚东乌头总生物碱　进行超临界萃取和含量测定的研究表明，　未经碱化处理，乌头总生物碱的收率及含　量较低，碱化后效果显著提高。　２．３黄酮类物质提取　黄酮类化合物的传统提取方法中较常　见的有醇提法、碱水或碱醇提取、热水提取　等。其粗产物的分离主要是根据其极性差　异、酸性强弱、分子大小和特殊结构等性　质，这些传统的提取方法存在排污量大、有　效成分损失多、提取率低、成本高等一系列　缺点。　莫尚志　等探讨了从紫菀中提取有效　成分紫菀酮的超临界Ｃ０，的萃取工艺，并与　常规提取方法进行了比较，其优点是：时间　短，收率高。优化工艺条件为：萃取压力为　２８ＭＰａ，萃取温度为５０ｏＣ，夹带剂为９５％乙　醇，萃取时间为２ｈ。　２。４糖类及苷类物质提取　糖及其苷类化合物分子量较大、羟基　多、极性大，用纯二氧化碳提取产率低，一　般要加入夹带剂或加大压力以提高产率。　廖周坤Ｉ　等用超临界ＣＯ，萃取技术，试验了　２６　科技创新导报Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　Ｈｅｒａｌｄ　藏药雪灵芝中萃取总皂苷粗品及多糖的３　种萃取工艺。其中，加不同极性夹带剂（不　同浓度的乙醇）的梯度超临界ＣＯ，萃取与传　统溶剂萃取工艺相比，总皂苷粗品和多糖　收率可分别提高至ｌ　８．９倍和１．６２倍。　３超临界ＣＯ，萃取技术前景展望　超临界ＣＯ，萃取技术与传统中草药提　取工艺比有极大的优越性和市场潜力，该　领域将是超临界ＣＯ，萃取技术的主要应用　领域。其萃取效果主要取决于压力、温度、　时间、溶剂流量等因素，单纯的超临界ＣＯ，　萃取技术不能满足精确定量及药理方面分　析的要求，可将其与现代色谱技术（如　ＨＰＬＣ、ＧＣ、ＣＥ、ＭＣ等）联用，以达精确分析　之目的。目前，许多国家正在该领域开展大　量的工作，以完善这一技术，拓宽其使用范　围。由于对环境保护的日益重视，而限制有　机溶剂的使用、以及人们对纯天然高附加　值产品需求的增加，必将大力促进超临界　技术的研究开发向前发展。　参考文献　【１］李伟东，杨光明，蔡宝昌，狄留庆．三种　方法提取当归挥发油的气相色谱一质谱　比较【Ｊ］．广东中医药大学学报，２００４，２１　（３）：２０６～２１０．　【２】赵怡，张国英，肖中华，邱琴超．超临界　ＣＯ　流体萃取法提取草果挥发油化学成　分的研究【Ｊ】．中国药学杂志，２００４，３９　（９）：７０５～７０６．　【３】卞俊，柳正良．二氧化碳超临界流体萃　取洋金花中东莨菪碱的研究【Ｊ】．中国药　学杂志，１９９６，３１（１０）：１２～１４．　【４】李菁．亚东乌头总生物碱的超临界Ｃ０，　萃取及含量测定梁宝钻【Ｊ】．中药材，　２００２，２５（５）：３３２～３３３．　【５】莫尚志，黄星，王峥涛，史庆龙，葛发欢．　超临界ＣＯ，萃取紫菀中紫菀酮的工艺研　究【Ｊ】．中药材，２００４，２７（９）：６７６～６７８．　【６】廖周坤，杨儒逵．超临界ＣＯ，萃取藏药雪　灵芝中总皂苷及多糖的研究【Ｊ】．中草　药，１９９８，２９（９）：６０１～６０２．

分离工程课程论文

题目：超临界流体萃取技术在天然产物有效成分提取中的应用

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1 前言

我国幅员辽阔、资源丰富，有很多具有巨大经济价值和应用价值的植物及天然产物资源，如红豆杉、黄莲、冬虫夏草等，随着人类对其需求的不断增加以及经济利益的驱使，许多不可重复利用的宝贵资源遭到了破坏，植物资源不断减少。且很多天然产物中的有效成分都具有热敏性，用传统分离方法对其进行分离容易破坏其结构，大大降低了产物质量和提取效率。如何对这些宝贵的资源进行合理利用？在科学家们进行了大量实验研究后发现，超临界流体萃取技术（supercritical fluid extraction,SFE)在天然产物提取中，是一种十分理想的分离手段。与传统的提取分离方法相比，SFE可在近常温条件下提取分离不同极性、不同沸点的化合物，几乎保留产品中全部有效成分，而且更利于热敏性成分的提取。SFE还具有传质速度快、渗透能力强、溶解萃取效率高、提取温度低、无溶剂残留、无污染、操作方便、快速、低廉的优点，越来越受到普遍重视。但是SFE也存在一些缺点，如常用的超临界流体极性小，在提取时需加调节剂来改变极性，从而会影响后续的分离分析。

2 超临界流体及其特性

2.1 超临界流体

所谓超临界流体是指物质的温度和压力分别超过其临界温度（Tc）和临界压力（Pc）时的流体。处于临界点状态的物质可实现液态到气态的连续过渡，两相界面消失，汽化热为零。超过临界点的物质，无论压力多大都不会使其液化，压力的变化只引起流体密度的变化。故超临界流体有别于液体和气体。通常超临界流体用SCF（Supercritical Fluid)表示。

超临界萃取的技术原理及应用

一、超临界萃取的技术原理

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，使其有选择性地把极性大小、沸点高低和分子量大小的成分依次萃取出来。当然，对应各压力范围所得到的萃取物不可能是单一的，但可以控制条件得到最佳比例的混合成分，然后借助减压、升温的方法使超临界流体变成普通气体，被萃取物质则完全或基本析出，从而达到分离提纯的目的，所以超临界CO2流体萃取过程是由萃取和分离过程组合而成的。

超临界CO2是指处于临界温度与临界压力以上状态的一种可压缩的高密度流体，是通常所说的气、液、固三态以外的第四态，其分子间力很小，类似于气体，而密度却很大，接近于液体，因此具有介于气体和液体之间的气液两重性质，同时具有液体较高的溶解性和气体较高的流动性，比普通液体溶剂传质速率高，并且扩散系数介于液体和气体之间，具有较好的渗透性，而且没有相际效应，因此有助于提高萃取效率，并可大幅度节能。

超临界CO2的物理化学性质与在非临界状态的液体和气体有很大的不同。由于密度是溶解能力、粘度是流体阻力、扩散系数是传质速率高低的主要参数，因此超临界CO2的特殊性质决定了超临界CO2萃取技术具有一系列的重要特点。超临界CO2的粘度是液体的百分之一，自扩散系数是液体的100倍，因而具有良好的传质特性，可大大缩短相平衡所需时间，是高效传质的理想介质；具有比液体快得多的溶解溶质的速率，有比气体大得多的对固体物质的溶解和携带能力；具有不同寻常的巨大压缩性，在临界点附件，压力和温度的微小变化会引起CO2的密度发生很大的变化，所以可通过简单的变化体系的温度或压力来调节CO2的溶解能力，提高萃取的选择性；通过降低体系的压力来分离CO2和所溶解的产品，省去消除溶剂的工序。

在传统的分离方法中，溶剂萃取是利用溶剂和各溶质间的亲和性的差异来实现分离的；蒸馏是利用溶液中各组分的挥发度的不同来实现分离的。而超临界CO2萃取则是通过调节CO2的压力和温度来控制溶解度和蒸汽压这2个参数进行分离的，故超临界CO2萃取综合了溶剂萃取和蒸馏的2种功能和特点，进而决定了超临界CO2萃取具有传统普通流体萃取方法所不具有的优势：通过调节压力和温度而方便地改变溶剂的性质，控制其选择性；适当地选择提取条件和溶剂，能在接近常温下操作，对热敏性物质可适用；因粘度小、扩散系数大，提取速度较快；溶质和溶剂的分离彻底而且容易。从它的特性和完整性来看，相当于一个新的单元操作，因此引起了国内外的广泛关注。