超临界CO2提取

超临界CO2提取（精选10篇）

超临界CO2提取 第1篇

关键词：缫丝蚕蛹,超临界CO2萃取,分子蒸馏,蚕蛹油

超临界流体萃取技术 (supercritical fluid extraction, SFE) 是近二十多年来发展起来的一项新型超微分离精制技术, 工艺简单, 操作方便, 它克服了传统的溶剂提取法的溶剂残留问题, 对热敏性、易挥发性物质, 具有良好的保护作用。超临界CO2对油脂类物质具有较好的溶解能力, 且无毒、无残留[1]。采用超临界CO2从生物基质中萃取油脂被认为是超临界CO2最有应用前景的领域之一。此外, 在CO2环境下, 亚麻酸等多烯不饱和脂肪酸不易氧化, 较传统的压榨法和溶剂浸出法优越。

分子蒸馏技术具有蒸馏温度和压力低、物料受热时间短、分离程度及产品的收率较高和分离速度快的优点, 是分离提取精油化学成分的好方法[2,3]。

缫丝蚕蛹是蚕茧加工企业副产物, 我国每年副产近20万t干蛹[4]。蚕蛹中油脂含量相当丰富, 干蛹中约含31%左右脂肪, 其中油脂中不饱和脂肪酸含量高达70%以上, α-亚麻酸含量高达30%以上[5,6], 是非常好的α-亚麻酸生物质来源。从缫丝蚕蛹中萃取蚕蛹油并加以利用, 有利于提高我国蚕蛹综合利用水平。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

缫丝蚕蛹:广东曲江蚕种场。

CO2:广州市旺气贸易有限公司, 提纯级。

1.2 仪器和设备

202-2-BS电热恒温干燥箱, 上海跃进医疗器械厂

高速中药粉碎机 (30-300目) , 浙江瑞安市环球药械厂

1L-SFE超临界CO2萃取装置, 广州市轻工研究所

DCH-70分子蒸馏装置, 美晨药业

1.3 试验方法

1.3.1 原料预处理

将缫丝蚕蛹放入70℃烘箱中烘干 (平均含水量5.8%) , 粉碎, 过筛待用。

1.3.2 超临界CO2萃取

1.3.2. 1 工艺过程

称取一定量经粉碎过筛的原料装于萃取釜中, CO2从钢瓶出来, 经气体净化器进入制冷槽液化, 然后经高压泵和热交换器 (加热至预定温度) 进入萃取器, 升压至预定压力, 此时CO2成为超临界流体, 在萃取器中, 超临界CO2与原料相接触, 溶解其中的油脂, 当溶有油脂的流体从萃取器中进入分离系统减压后, 因CO2的溶解能力下降, 油脂同CO2分离, 从分离器的底部放出, CO2从分离器上方经净化器进入制冷槽液化, 循环使用。

1.3.2. 2 萃取条件对萃取效果的影响

在基础萃取条件 (投料量300g, CO2流量25~30L/hr, 萃取温度45℃, 萃取压力20MPa, 萃取时间2.5h, 分离釜Ⅰ温度35℃、压力8MPa, 分离釜Ⅱ温度30℃、压力4MPa) 下, 对影响萃取效果的萃取釜一次投料量、时间、温度、压力进行试验, 探寻萃取缫丝蚕蛹油的最佳工艺参数。

1.3.2. 3 萃取率的计算

将所得蚕蛹样品萃取液减压蒸馏后, 用无水Na2SO4干燥24h, 收集油样称重并按下公式计算萃取率。

萃取率 (%) = (萃取得油质量/样品质量) ×100%

1.3.2缫丝蚕蛹油的分子蒸馏

分子蒸馏装置为刮膜分子蒸馏器, 蒸馏温度100~200℃, 进样温度50℃, 内冷凝45℃, 进料速率1.6~2.6g/min, 绝对压力0.1~50Pa, 刮膜速率200 r/min, 冷阱用液氮冷却。蒸发器温度从100℃开始, 每次升高10℃来观察蚕蛹油的蒸出情况。

2 结果与分析

2.1 超临界CO2萃取的结果分析

2.1.1 萃取釜一次投料量对萃取率的影响

选取五种投料量 (240、300、360、420、480g) , 在基础萃取条件下, 以萃取率为指标, 考察不同投料量对萃取率的影响。结果见图1。

由图1可以看出, 在相同的萃取条件下, 萃取釜内一次投料量为360g时, 萃取率己经开始下降, 到480g时萃取率仅为25.79%, 而且试验结束取出物料筒时发现形成了许多“针孔”, 倒出物料发现萃取不均匀, 这主要是由于装料过多, 传质阻力加大, CO2流动不均匀造成的。装料小于300g时萃取率相差不大, 但考虑装料少, 单位时间处理量过少, 且径向传质不均匀。综合考虑选取360g加料量为佳。

2.1.2 萃取时间对萃取率的影响

选取不同的时间段 (0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5h) , 选择装量360g, 在基础萃取条件下, 以提取率为指标, 考察不同萃取时间对提取率的影响。结果见图2。

从以上图2中可以看出, 时间对萃取率的影响比较明显, 随着萃取时间的延长, 蚕蛹油的萃取率随之增加。从理论上讲, 萃取时间越长, 则萃取率越高, 得到的产品越多;但是, 萃取时间长, 产品中杂质含量越多, 动力消耗增加, 操作费用增大, 同时降低了设备的生产强度。实验证明, 当萃取操作达到3h以后, 再延长操作时间, 蚕蛹油的增加量很少, 而且油脂的色泽会随着萃取时间的延长而变深, 这主要是色素等物质后期被萃取出来的缘故。综合考虑把萃取时间选择在3h较为合适。

2.1.3 萃取温度对萃取率的影响

选取不同的萃取温度 (35、40、45、50、55℃) , 在装量360g、萃取时间3h, 其它为基础萃取条件下, 得到不同萃取温度条件下的萃取率, 考察不同萃取温度对萃取率的影响。结果见图3。

从图3中可以分析出, 在温度45℃以下, 萃取率随温度的升高而升高, 在55℃萃取率有下降趋势, 而且试验中观察到蛹油杂质增多, 颜色加深。超临界CO2的密度随着温度的升高而降低, 升高温度可提高分离组分的挥发性和扩散能力, 可提高系统中流体分子的相对运动速率, 降低流体的运动黏度, 提高分子的扩散能力, 从而使溶质的溶解度增加;另一方面, 温度增加, CO2流体的密度降低, 导致CO2流体的溶剂化效应下降, 使物质在其中的溶解度下降, 萃取率降低。在55℃时温度升高引起CO2流体的密度急剧降低, 此时虽然提高了待分离组分的挥发度和扩散系数, 但不足以弥补由于密度变化而引起的溶解能力下降, 所以导致萃取率的下降。综合考虑各因素萃取温度选择在45℃较为合适。

2.1.4 萃取压力对萃取率的影响

选取不同的压力 (10、15、20、25、30MPa) , 选择装量360g, 萃取时间3h, 萃取温度45℃, 其它在基础萃取条件下, 得到不同萃取压力下的提取率, 考察不同萃取压力对提取率的影响。结果见图4。

从图4中可以看出, 压力对萃取率的影响比较显著。压力增加时, 分子间平均自由程减小, 溶质与溶剂间的亲和性增强, 从而增加了溶剂的扩散与渗透能力, 提高了超临界CO2的溶解能力。溶剂的密度随压力的增加而增大, 对溶质的溶解能力也随之增加, 有利于提高萃取率。但当压力较高达到一定程度时, 萃取率变化越来越少, 萃取率增长缓慢。在试验中观察到, 较高压力下萃取油脂的颜色较深, 这主要是高压下色素等其他难溶成分会被萃取出来, 杂质较多, 外观上造成一定的影响。而且过高的萃取压力还会影响设备的使用寿命。所以, 综合考虑把萃取压力选择在25MPa较为合适。

综合考虑设备等多种因素, 试验的最佳组合为:萃取压力25MPa, 萃取温度45℃, 投料量360g。依据此方案进行验证实验, 重复三次, 平均提取率为30.15%, 证明此组合萃取效果好。

2.2 缫丝蚕蛹油分子蒸馏的结果分析

为将蚕蛹油尽可能地分离为更多不同馏分, 且各馏分组成应有较大差异, 以利于其后的研究, 在保持分子蒸馏刮膜转速、流速不变的条件下, 通过改变蒸馏温度的方法, 分离出不同沸程的馏分。

在温度从100℃升到150℃过程中都没有馏分出现;在160℃时有极少的馏分出现。在180℃较多馏分出现, 开始收集馏分。180℃馏分平均得率为8.80%, 冷后固体, 黄色稍带黑;余分较澄清, 颜色浅黄色。

3 小结

以上研究结果表明, 采用超临界CO2萃取蚕蛹油的最佳工艺条件是:投料量360g, 萃取温度45℃, 萃取压力25MPa, 萃取时间3h, CO2流量25~30L/hr, 分离釜Ⅰ温度35℃、压力8MPa, 分离釜Ⅱ温度30℃、压力4MPa。在此条件下缫丝蚕蛹油的萃取率为30.15%。

经分子蒸馏出固体馏分后缫丝蚕蛹油得率为91.20%, 蒸馏后的蚕蛹油为浅黄色, 澄清透明, 无杂质, 具有蚕蛹特有的气味, 质量好。

参考文献

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超临界CO2提取 第2篇

为进一步研究抗球虫中药复方TF-103的有效组分,利用超临界CO2流体萃取技术对该中药复方进行了提取工艺研究.采用正交试验法,选择干浸膏提取量、指纹图谱相对总峰面积和抗球虫指数作为评价指标,考察了超临界CO2流体萃取的不同工艺参数对提取结果的影响.结果显示,超临界CO2提取的干浸膏平均提取率为1.24%,1.0 g/kg添加量的`抗球虫指数多达180以上,指纹图谱显示提取物多为极性较低的脂溶性组分,宜选择的超临界CO2提取工艺参数为萃取压力35 MPa,夹带剂乙酸乙酯,流速1.0 mL/min,CO2流量1 L/min,萃取温度60 ℃,萃取时间3 h.

作 者：费陈忠 薛飞群 刘咏海 作者单位：费陈忠,薛飞群(中国农业科学院上海兽医研究所,上海,41)

刘咏海(上海雷允上药业有限公司)

超临界CO2提取 第3篇

关键词 黄灯笼辣椒 ；超临界 ；抑菌

分类号 S641.3

Abstract The supercritical carbon dioxide method was used on red pepper，green pepper and Capsicum chinense for analyze the bacteriostatic action to E. coli， Salmonella and Staphylococcus aureus. Antibacterial test results show that： Capsicum extract inhibitory effect on E. coli and Salmonella are better than green peppers and red peppers； inhibitory effect on Staphylococcus aureus and red pepper equivalent， but less than green peppers. The acetone solution of green pepper extract minimum inhibitory concentration for E.coli， Salmonella， and Staphylococcus aureus were 0.75， 0.6 and 0.9 mg/ml， minimum bactericidal concentrations were 0.9， 0.75 and 1.2 mg/ml. The acetone solution of Capsicum extract minimum inhibitory concentrations for E. coli， Salmonella and Staphylococcus aureus were 0.6， 0.45 and 1.2 mg/ml， respectively， the minimum bactericidal concentration 0.75， 0.6 and 1.5 mg/ml. The acetone solution of red pepper extract minimum inhibitory concentration for E. coli， Salmonella， and Staphylococcus aureus were 0.9， 0.9 and 1.2 mg/ml， minimum bactericidal concentrations were 1.2， 1.2 and 1.5 mg/ml.

Keywords Capsicin chinese ； supercritical carbon dioxide method ； bacteriostatic action

黄灯笼辣椒，又名黄帝椒，中国辣椒，多年生草本植物，起源于亚马逊流域，是海南特有的特色品种之一[1]。味辣且有奇香，有巨大药用价值和开发潜力[2]。其主要药用有效成分为辣椒碱类物质，辣椒碱具有镇痛、抑菌、健胃消食、调节肠道菌群和提高免疫力的作用，并广泛应用于食品、医疗、美容等领域[3-5]。黄灯笼辣椒的超临界提取物黄灯笼辣椒油树脂，常温下为油状液体，是一种主要成分为辣椒碱的混合物[6]。以红辣椒、青线椒和黄灯笼辣椒的超临界二氧化碳提取物为原料，进行体外抑菌试验，本研究首次比较分析以上3种辣椒油树脂对鸡的大肠杆菌、沙门氏菌和金黄色葡萄球菌的抑菌作用。以期为后续在畜禽饲料添加方面的应用研究和开发利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

鲜黄灯笼辣椒，由中国热带农业科学院品种资源研究所蔬菜种质圃；鲜红辣椒，市售；鲜青线椒，市售；DHG-9246A型电热恒温鼓风干燥箱，上海精宏实验设备有限公司；HA221-40-11超临界CO2萃取装置，江苏南通华安超临界萃取有限公司；DT302A型电子天平，北京友仪四方科技发展有限公司；MH肉汤，北京奥博星生物技术有限公司；LB琼脂培养基，北京奥博星生物技术有限公司；麦康凯培养基，北京奥博星生物技术有限公司；营养琼脂，北京奥博星生物技术有限公司；Baird-Parker琼脂培养基，北京奥博星生物技术有限公司；SS琼脂培养基，北京奥博星生物技术有限公司；大肠杆菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌，购自中国兽医微生物菌种保藏中心；HZ-9811K型双速恒温培养箱，上海百典仪器设备有限公司；SA-960-2型洁净工作台，上海上净净化设备有限公司；HVE-50型高压蒸汽灭菌器，日本Hirayama公司；培养皿、三角瓶、试管、培养基、过滤器、移液枪头、试管、稀释用蒸馏水等使用前均在 121℃下湿热高压灭菌20 min。每次开始试验前，开启超净工作台紫外灭菌灯，灭菌2 h。

1.2 方法

1.2.1 辣椒油树脂的提取

将鲜黄灯笼辣椒、红辣椒、青线椒洗净，剪开，55℃烘干48 h，磨粉，过40目筛，避光保存备用。应用超临界二氧化碳萃取装置，设定压力23 MPa，温度50℃，流量45 L/h，连续提取90 min，得到对应3种辣椒油树脂，4℃保存备用。

1.2.2 体外抑菌试验

1.2.2.1 培养基的制备

营养肉汤：称取营养肉汤干粉于锥形瓶中，加入蒸馏水，加热煮沸至完全溶解，121℃高压灭菌15 min，置于4℃冰箱冷藏备用；

营养琼脂培养基：称取培养基干粉于锥形瓶中，加入蒸馏水，加热煮沸至完全溶解，121℃高压灭菌15 min。冷却至50℃左右，倒入平皿中，待凝固后，置于4℃冰箱冷藏备用。

麦康凯培养基制备同营养琼脂。

Baird-parker琼脂基础培养基：称取Baird-parker琼脂基础培养基干粉于锥形瓶中，加入蒸馏水，加热煮沸至完全溶解，121℃高压灭菌15 min。冷却至50℃左右，加入亚碲酸盐卵黄增菌剂，摇匀，倒入平皿中，凝固后，置于4℃冰箱冷藏备用。

SS琼脂培养基：称取SS琼脂培养基干粉于锥形瓶中，加入蒸馏水，加热煮沸至完全溶解，不需要高压灭菌，冷却至50℃左右，倒入平皿中，凝固后，置于4 冰箱冷藏备用。

1.2.2.2 菌种的活化和菌种浓度确定

将大肠杆菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌冷藏菌种分别接入装有2 mL营养肉汤的试管中，37℃培养48 h，得到活化菌悬液。活化后置于4℃冰箱中保存备用。

取6支试管，编号1～6，分别加入4.5 mL灭菌营养肉汤，取0.5 mL菌悬液加人到装有4.5 mL的1号试管中（此浓度为0.5 mL/5 mL=0.1，即为10-1），将10-1试管充分摇匀，吹吸菌液数次使其混匀。用移液枪吸取10-1试管中菌液0.5 mL，加入2号试管，吹吸菌液数次使其混匀（此浓度为10-2），重复操作以此类推，稀释到10-6。

分别吸取4、5、6号试管中的菌液0.2 mL置于营养琼脂培养基平皿上，用涂布器涂板，每一个稀释浓度菌液平行划板3个，置于37℃培养箱中培养48 h后，选取菌落数在30～300的同一稀释浓度梯度的培养基进行菌落计数，计算菌落平均数A。按公式：每毫升中菌落形成单位（cfu）=A×稀释倍数×5，计算出菌悬液浓度。取一定量的菌悬液，用灭菌营养肉汤稀释，配成浓度为10×105 cfu/mL的菌悬液待用。

1.2.2.3 最低抑菌浓度（MIC）和最低杀菌浓度（MBC）的确定

根据各辣椒提取物中辣椒素类物质的总含量，取辣椒提取物用0.22 μm微孔滤器过滤后，配成含辣椒素类物质浓度为6 mg/mL后备用，其中辣椒碱、二氢辣椒碱以及其他辣椒素类物质浓度见表1。

采用数据客观、便于操作的微量稀释法[7-9]对抑菌效果进行测定：在超净工作台上，取10支灭菌试管，分别标记为1～10，将辣椒提取物分别配制成3、1.5、1.2、0.9、0.75、0.6、0.45、0.375 mg/mL的营养肉汤稀释液，分别加入浓度为10×10-5 cfu/mL的大肠杆菌悬液，其中，9号试管为不加辣椒提取物贮备液的阳性对照，10号试管为阴性对照。每个浓度重复3次。将辣椒提取物分别配制成1.5、1.2、0.9、0.75、0.6、0.45、0.3、0.15 mg/mL的营养肉汤稀释液，分别加入浓度为10×10-5 cfu/mL的沙门氏菌悬液，其他步骤同上。1.5、1.2、0.9、0.75、0.6、0.45、0.375、0.3 mg/mL的营养肉汤稀释液，分别加入浓度为10×10-5 cfu/mL的金黄色葡萄球菌悬液，其他步骤同上。将所有试管置于37℃培养箱恒温培养24 h，在黑色背景下肉眼观察试验结果。判定MIC的方法参照李汉浠等的方法，试管内液体为混浊状即为有细菌生长，试管内液体呈澄清透明状即为无菌生长，根据浑浊与否用“+”、“-”表示。无菌生长的最低辣椒提取物溶液浓度即为最低抑菌浓度（MIC）[10]。

取最低抑菌浓度（MIC）以上各浓度的澄清状试管内液体0.2 mL，用涂布器均匀接种至无菌平皿琼脂培养基进行培养，将含有大肠杆菌的液体对应接种至麦康凯平皿培养基上，含有沙门氏菌的液体对应接种至SS琼脂平皿培养基上，含有金黄色葡萄球菌的液体对应接种至Baird-Parker 琼脂平皿培养基上，每个样品做3个重复，37℃恒温培育24 h，肉眼观察试验结果，琼脂培养基中菌落数少于5个的最低辣椒提取物浓度，即为该辣椒提取物的最低杀菌浓度（MBC）。

2 结果与分析

2.1 辣椒提取物对鸡大肠杆菌抑菌效果

红、青、黄3种辣椒提取物对鸡的大肠杆菌均有抑菌效果，且抑菌效果随着浓度的升高呈增强趋势。黄灯笼辣椒提取物的抑菌效果优于青椒和红椒，最小抑菌浓度为0.6 mg/mL，辣椒提取物和红辣椒提取物的最低抑菌浓度分别为0.75和0.9 mg/mL。见表2。

2.2 辣椒提取物对鸡沙门氏菌抑菌效果

红、青、黄辣椒提取物对鸡沙门氏菌均有抑制效果，且抑菌效果不同，由强到弱依次为黄灯笼辣椒>青辣椒>红辣椒。其中，黄灯笼辣椒提取物的抑菌效果尤为显著，最低抑菌浓度仅为0.45 mg/mL，青辣椒和红辣椒提取物的最低抑菌浓度分别为0.6和0.9 mg/mL。见表3。

2.3 辣椒提取物对金黄色葡萄球菌抑菌效果

红、青、黄辣椒提取物对鸡沙门氏菌均有抑制效果，且抑菌效果存在差异，青辣椒提取物的抑菌效果优于红辣椒和黄灯笼辣椒，为0.9 mg/mL，红辣椒提取物和黄灯笼辣椒提取物的最低抑菌浓度分别为1.2 mg/mL。见表4。

2.4 最低抑菌浓度（MIC）和最低杀菌浓度（MBC）

红、青、黄3种辣椒提取物的最低抑菌浓度和最低杀菌浓度见表5。

3 讨论与结论

本试验研究表明，超临界二氧化碳萃取法所得的红、青、黄3种辣椒提取物都具有对金黄色葡萄球菌、沙门氏菌和大肠杆菌的抑制作用。其中，青辣椒提取物对大肠杆菌、沙门氏菌和金黄色葡萄球菌的最低抑菌浓度分别为0.75、0.6和0.9 mg/mL，最低杀菌浓度为0.9、0.75和1.2 mg/mL；黄灯笼辣椒提取物对大肠杆菌、沙门氏菌和金黄色葡萄球菌的最低抑菌浓度分别为0.6、0.45和1.2 mg/mL，最低杀菌浓度为0.75、0.6和1.5 mg/mL；红辣椒提取物对大肠杆菌、沙门氏菌和金黄色葡萄球菌的最低抑菌浓度分别为0.9、0.9和1.2 mg/mL，最低杀菌浓度为1.2、1.2和1.5 mg/mL。

Wahba等[11]的研究结果表明，辣椒可以有效抑制大肠杆菌、沙门氏菌和酵母菌的增长繁殖。吴影等[12]的研究表明，辣椒碱对金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、大肠杆菌、啤酒酵母菌、黑曲霉和青霉菌等在酸碱条件下均有显著抑制效果，且对金黄色葡萄球菌的抑菌作用显著高于大肠杆菌。梁丽鹏等[13]的研究表明，辣椒碱浸取物对6种常见菌有抑制效果，尤其对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、啤酒酵母抑制作用明显，且抑菌效果与辣椒碱浸取物的浓度呈正相关，线性相关系数均在0.85以上。与本试验的结果一致。

刘锐等[14]的研究表明，辣椒的乙醇提取物对沙门氏菌等6种菌类有显著抑制作用。Dorantes等[15]证明，辣椒提取物对沙门氏菌和金黄色葡萄球菌等5种菌有抑制作用，其有效成分之一可能为肉桂酸类物质。这与本试验的研究结果一致。

曹晓等[16]的辣椒乙醇提取物试验证明，辣椒对金黄色葡萄球菌等12种常见菌有选择性抑制作用，其中对金黄色葡萄球菌的最低抑菌浓度为0.25 mg/mL。这与本试验的定量试验结果存在偏差，可能与所用提取溶剂不同有关，也可能与乙醇溶液本身存在抑菌效果有关。

综上所述：黄灯笼辣椒提取物对鸡大肠杆菌和沙门氏菌的抑菌效果均优于青辣椒和红辣椒；对金黄色葡萄球菌的抑菌作用与红辣椒相当，但低于青辣椒。

参考文献

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超临界CO2提取 第4篇

关键词：和肾络颗粒/分析,当归/分离和提纯,川芎/分离和提纯,中药制药工艺

当归和川芎所含挥发油及其中的藁本内酯为和肾络颗粒组方药物中的主要药效成分[1,2,3], 且当归挥发油中藁本内酯含量可达48.36%～61.95%[4,5,6], 川芎挥发油中藁本内酯可占30%～80%[7,8,9], 因此挥发油和藁本内酯的提取率可以作为该制剂提取工艺的评价指标。本试验采用超临界CO2提取法, 以正交试验设计, 考察萃取压力、萃取温度、CO2流量和萃取时间对挥发油和藁本内酯提取率的影响, 为该制剂制备工艺提供科学依据。

1实验材料

SFT-2000型超临界萃取设备:美国SFT公司;Agilent 1100型高效液相色谱仪:美国Agilent;LE225D型电子分析天平:德国。甲醇 (色谱纯) :美国TEDIA公司;其余试剂皆为分析纯。当归、川芎购自安徽亳州中药饮片厂, 经鉴定均符合《中国药典》2010年版各自的药材标准;藁本内酯标准品:中国药品生物制品检定所。

2实验方法与结果

2.1 实验方案设计

以萃取温度、萃取压力、CO2流量和萃取时间为考察指标按L9 (34) 正交设计方案进行工艺优选。因素水平见表1, 正交实验方案见表2。

2.2 超临界流体萃取实验

分别称取组方量的当归和川芎药材细粉 (过40目筛) 100.0g共9份, 装入超临界萃取装置的萃取釜中, 按表2实验方案进行萃取, 收集挥发油, 制成9份淡黄色油状物, 4℃以下低温避光密闭保存。

2.3 挥发油提取率测定

将9份淡黄色油状样品液置挥发油测定装置中, 按《中国药典2010版》分别测定挥发油含量。结果见表2。

2.4 藁本内酯含量测定[10]

2.4.1 色谱条件

色谱柱:DiamonsilC18柱 (4.6mm×250mm) ;流动相:甲醇-水 (75∶25) ;流速:1ml/min;检测波长:280nm。

2.4.2 线性关系

取藁本内酯对照品约0.8mg, 精密称定 (0.8245mg) , 置25ml量瓶中, 加甲醇稀释至刻度, 摇匀。制成每1ml含32.98μg藁本内酯对照品溶液。精密吸取1、2、4、6、8、10μl进样, 测定峰面积。以峰面积Y对进样量X (μg) 回归, 得回归方程为:Y=44993.4737X-486.7145, r=0.9999。测定结果表明, 藁本内酯进样量在0.0330～0.3210μg范围内呈良好线性关系。

2.4.3 精密度实验

分别精密吸取藁本内酯对照品溶液5μl, 重复进样5次, 测定峰面积值, 计算RSD值为1.87% (n=5) 。表明该仪器精密度良好。

2.4.4 重复性实验

精密吸取同一批挥发油样品1.0ml, 置10ml量瓶中, 加入甲醇稀释并定容至刻度, 摇匀。分别精密吸取5μl重复进样5次, 测定峰面积, 计算RSD值为1.08% (n=5) 。表明该测定方法重复性良好。

2.4.5 稳定性实验

将“2.2”制成的挥发油样品甲醇稀释液置冰箱避光冷藏 (1～4℃) , 分别于0、2、4、6、8小时, 精密进样5μl, 测定峰面积, 计算RSD值为0.68% (n=5) 。表明挥发油样品冰箱避光冷藏8小时内稳定性良好。

2.4.6 加样回收率实验

分别精密吸取1.0ml同一批已知藁本内酯含量的挥发油样品5份, 分别置10ml量瓶中, 依次加入每1ml含32.98μg的藁本内酯标准品溶液1、2、4、6、8ml, 加入甲醇稀释并定容至刻度, 摇匀。分别吸取5μl依次进样, 分别测定峰面积, 计算加样回收率。结果藁本内酯平均回收率为97.97%, RSD为1.43%, 表明该含量测定方法合理可行

2.4.7 含量测定

将“2.2”制得的9份淡黄色油状样品液各取约1ml, 精密称定, 置10ml量瓶中, 加入甲醇稀释并定容至刻度, 摇匀, 制成9份样品待测溶液 (标记为1～9号) 。分别吸取1～9号样品待测溶液各5μl, 按“2.4.1”色谱条件进样, 测定, 分别计算每100克药材中藁本内酯含量。结果见表2。

2.5 方差分析

将表2的数据进行方差分析, 结果见表3.

F0.01 (2.2) =99.00 F0.05 (2, 2) =19.00

从表2数据来看, 对挥发油的提取, A、D因素影响较小, B、C因素影响较大, 各因素影响大小依次为B>C>A>D;以藁本内酯为指标, 各因素影响大小依次为B>C>D>A。从表3的方差分析结果看, 因素B对挥发油的提取有非常显著影响 (P<0.01) , 对藁本内酯有显著影响 (P<0.05) ;因素C对挥发油的提取有显著影响 (P<0.05) , 对藁本内酯影响不显著 (P>0.05) ;因素A和D对这两种成分提取影响不显著 (P>0.05) 。

2.6 验证试验

称取处方比例量的当归和川芎药材 (过40目筛) 100.0g细粉装入萃取釜中, 在萃取温度50℃、萃取压力30mPa、CO2流量40L·h-1的条件下, 萃取2.5小时, 收集淡黄色油状物测定挥发油和藁本内酯。结果挥发油含量为0.897ml/100g, 藁本内酯含量为397μg/100g;均高于9组实验数据。表明该工艺是可行的。

3结论

优选工艺应为A2B3C3D2, 即药材粒度在10～40目时, 超临界流体萃取优选工艺为50℃萃取温度、30mPa萃取压力、CO2流量在40L·h-1、萃取时间2.5小时。

参考文献

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[9]李章, 章强.中药川芎中内酯类化合物的GC-MS分离及鉴定.药物分析, 1993, 13 (3) :187.

超临界CO2提取 第5篇

超临界CO2的溶剂特性对脂肪酶催化反应的影响

分别用溶解度参数和介电常数表征超临界流体的溶剂特性,并计算了不同压力下二氧化碳的.溶解度参数和介电常数.测定了不同压力下脂肪酶催化月桂酸和正丁醇酯化反应的最大反应速率和米氏常数,研究了溶解度参数δ和介电常数ε对最大反应速率Vm的影响,并比较好地进行了关联:ln[Vmax/(mmol.h-1.g-1)]=4.465-0.153(δ/MPa0.5),ln[Vmax/(mmol.h-1.g-1)]=4.187-8.318(ε-1)/(ε+1).从而通过溶剂特性将压力这一操作条件直接与反应动力学相联系.

作 者：陈惠晴 杨基础 CHEN Huiqing YANG Jichu 作者单位：清华大学,化学工程系,北京,100084刊 名：清华大学学报(自然科学版) ISTIC EI PKU英文刊名：JOURNAL OF TSINGHUA UNIVERSITY(SCIENCE AND TECHNOLOGY)年，卷(期)：199939(6)分类号：Q55 TQ01关键词：超临界二氧化碳 酶催化反应 溶解度参数 介电常数

超临界CO2萃取芝麻油 第6篇

1 材料与方法

1.1 材料、试剂

市购黑芝麻、脱皮白芝麻, 黑芝麻经过筛、水洗、晾干备用。原料主要成分见表1。

CO2气体, 99.9%;正己烷、石油醚、95%乙醇、氢氧化钾、硼酸、氢氧化钠、盐酸、硫酸联氨、钼酸钠等均为分析纯。

1.2 仪器、设备

HA121-50-01超临界萃取装置、UV-7504单光束紫外-可见分光光度计、SXL-1008程控箱式电炉、RE-52A旋转蒸发器、DZF-6050真空干燥箱、索氏脂肪抽提器、半微量凯氏定氮仪、FW-80高速万能粉碎机。

1.3 试验方法

1.3.1 SC-CO2萃取工艺

将黑芝麻和脱皮白芝麻, 用高速粉碎机粉碎至20~40目后直接投料, 根据试验装置条件确定SC-CO2流量为18L/h。萃取为一次投料, 水浴加热萃取釜和分离釜, 待温度达到设定值, 制冷机达到平衡后开始萃取, 在分离釜回收油。改变萃取压力、温度和时间等因素萃取黑芝麻, 以油脂萃取率确定工艺条件。在单因素试验基础上, 选择合适的因素水平对脱皮白芝麻油萃取进行均匀试验, 得出优化工艺条件。油脂萃取率计算式为:

油脂萃取率= (原料中油的质量-粕中油的质量) /原料中油的质量×100%

1.3.2 测定方法

酸值的测定, 油样进行水浴加热排除CO2, 参照GB/T 5530-2005进行检测;粗蛋白的测定, 参照GB/T5511-2008;磷脂含量的测定, 参照GB/T 5537-2008;过氧化值的测定, 参照GB/T 5538-2005方法;油脂色泽、280℃加热试验, 参照GB/T 5531-2008方法。

2 结果与讨论

2.1 SC-CO2萃取黑芝麻的单因素试验

2.1.1 SC-CO2萃取压力对油脂萃取率的影响

装料50g, 萃取温度32.5℃, 萃取时间240min, CO2流量18L/h, 粒径范围20~40目, 分析SC-CO2萃取压力对油脂萃取率的影响, 结果如图1所示。

由图1可知:随着萃取压力的上升油脂萃取率逐渐增加。SC-CO2对甘油酯的溶解度主要影响着萃取效率, 在临界点附近SC-CO2对甘油酯溶解度很低, 油脂萃取率并不高;萃取压力提高, SC-CO2密度增加同时对甘油酯的溶解度增加, 油脂萃取率上升;随压力增加到一定程度, 油脂萃取率增加不大, 试验选取萃取压力为25MPa。

2.1.2 SC-CO2萃取温度对油脂萃取率的影响

装料50g, 萃取压力25MPa, 萃取时间240min, CO2流量18L/h, 粒径范围20~40目, 分析SC-CO2萃取温度对油脂萃取率的影响, 结果如图2所示。

由图2可知:萃取温度由临界温度上升至50℃, 油脂萃取率增加平缓, 萃取温度继续增加油脂萃取率迅速下降。温度对SC-CO2萃取过程的影响有两方面:一方面, 由于温度的升高, 溶质扩散系数增大, 甘油酯萃取效率增加, 显示出正效应;另一方面, 温度的升高引起CO2流体的密度变小, 对甘油酯的溶解度下降, 显示出负效应。负效应的影响大于正效应时油脂萃取率开始下降, 所以萃取温度确定为50℃。

2.1.3 SC-CO2萃取时间对油脂萃取率的影响

装料50g, 萃取压力25MPa, 萃取温度50℃, CO2流量18L/h, 粒径范围20~40目, 分析SC-CO2萃取时间对油脂萃取率的影响, 结果如图3所示。

由图3可知:随着萃取时间增加, 油脂萃取率逐渐上升, 240min后油脂萃取率增加趋势平缓, 过多的萃取时间不仅浪费能源, 对油脂萃取也没有太大帮助, 所以选择萃取时间为240min。

2.2 SC-CO2萃取脱皮白芝麻的均匀试验

在SC-CO2萃取脱皮白芝麻的试验中, 选定压力、温度2个因素, 都取7个水平, 选用U7 (76) 表, 因素压力、温度安排在1、3列进行均匀试验, 结果见表2。根据上面的单因素试验选定萃取条件的范围, 确定萃取时间240min, CO2流量18L/h, 萃取粒径范围20~40目。

由表2直观分析可知:试验2的结果最好, 其工艺条件萃取压力25.5MPa、萃取温度53℃, 油脂萃取率达到95.5%。按此条件对SC-CO2萃取脱皮白芝麻进行验证试验, 油脂萃取率为95.3%。在最优工艺条件下, SC-CO2萃取脱皮白芝麻比黑芝麻有更高的萃取效率。

2.3 萃取产物的指标分析

2.3.1 毛油理化指标分析

按照国标方法分析所得毛油的色泽、酸值、过氧化值、磷脂含量和280℃加热试验等指标, 并与压榨法和浸出法制取的毛油理化指标进行比较, 结果见表3。

由表3可知:使用SC-CO2萃取的毛油色泽浅, 酸值和过氧化值都很低, 毛油中几乎未萃出磷脂, 可见SC-CO2萃取油的品质要优于压榨法和溶剂浸出。其中萃取的脱皮白芝麻油比黑芝麻油品质更高, 表明芝麻种皮也影响着SC-CO2萃取油的最终质量。

2.3.2 SC-CO2萃取油的酸价分布

对单因素条件下萃取黑芝麻毛油与脱皮白芝麻均匀试验萃取的毛油酸值进行比较如图4所示, 发现SC-CO2脱皮白芝麻油的酸值在各个条件下萃取的油酸值 (KOH) 均小于0.6 mg/g, 未脱皮的黑芝麻毛油酸值在2~5 (KOH) / (mg/g) 之间明显大于脱皮白芝麻毛油的酸值, 这可能是由于芝麻皮中含有大量的草酸引起的。

3 结论

(1) 通过试验研究在CO2流量18L/h、原料粒径范围20~40目, 超临界CO2萃取黑芝麻的最佳工艺条件为萃取压力25MPa、萃取温度50℃和萃取时间240min;超临界CO2萃取脱皮白芝麻的最佳工艺条件为萃取压力25.5MPa、萃取温度53℃和萃取时间240min。在最佳工艺条件下, 油脂萃取率分别为87.7%和95.3%, 油脂的色泽、酸值和磷脂含量明显低于压榨法和浸出法制取油。

(2) SC-CO2对脱皮白芝麻的萃取效率高于黑芝麻, 脱皮白芝麻油的色泽Y12.1、R0.5, 酸值<0.6 (KOH) / (mg/g) , 过氧化值2.7mmol/kg均优于黑芝麻油, 品质达到一级芝麻油指标。它们唯一的缺陷是失去了显著的芝麻油香味。

摘要：通过单因素试验和均匀试验, 分别考察了超临界CO2萃取黑芝麻和脱皮白芝麻的最佳工艺条件。结果表明:在CO2流量18L/h、原料粒径范围20～40目, 超临界CO2萃取黑芝麻的最佳工艺条件为萃取压力25MPa、萃取温度50℃和萃取时间240min;超临界CO2萃取脱皮白芝麻的最佳工艺条件为萃取压力25.5MPa、萃取温度53℃和萃取时间240min。在最佳工艺条件下, 油脂萃取率分别为87.7%和95.3%, 脱皮白芝麻油色泽Y12.1、R0.5, 酸值<0.6 (KOH) / (mg/g) , 过氧化值2.7mmol/kg均优于黑芝麻油。超临界CO2萃取的芝麻毛油品质明显优于压榨法和浸出法制取油。

关键词：芝麻油,黑芝麻,脱皮白芝麻,超临界二氧化碳,萃取

参考文献

[1]Tzia C, Liadakis G.Extraction optimization in food engineering[M].New York:Marcel Dekker Inc., 2003.

[2]Boutin O, Badens E.Extraction from oleaginous seeds using super-critical CO2:Experimental design and products quality[J].Jour-nal of Food Engineering, 2009, 92 (4) :396～402.

[3]Hui Y H.贝雷:油脂化学与工艺学 (第二卷) [M].徐生庚, 裘爱泳, 译.第5版.北京:中国轻工业出版社, 2001.

TH系列超临界CO2萃取装置 第7篇

超临界流体萃取 (简称SCFE或SFE) 技术是当今世界上正在兴起的、适用性很强的新型绿色分离技术。该分离技术在处理过程中一般不加入任何化学试剂, 所分离的物质不会受任何污染;还具有萃取效率高、产品质量高、分离温度低、能耗低、无污染的特点, 尤其适合于热敏性及生物活性物质的分离。

其特点:

(1) 设计有一个或多个萃取釜 (1～24 L、24～1 000 L) 、分离釜的不同组合方式;

(2) 萃取釜采用快开盖结构, 具有快速启闭、自锁、快速提升的功能。生产型装置萃取釜盖的开启、关闭均采用液压缸进行自动操作, 提高了工作效率;在快开盖机构中设置有安全联锁装置, 能满足连续工作、快速启闭的要求, 同时符合压力容器技术安全监察规定;

(3) 采用计算机系统对整个工艺流程进行过程控制, 根据工艺设定, 对装置的压力、温度、流量、时间等工艺参数进行自动控制、自动调节。各项工艺参数通过传感器传送至计算机并存储, 有历史记录可供查询;

(4) 生产型装置采用行车自动装料、自动出渣, 装料、出渣方便可靠;

(5) 各容器、泵出口等处均设置有安全阀、磁助电接点压力表控制;

(6) 方便快捷的装料及卸料机构, 物料筐采用快装快开结构, 并设计有专用卸料装置;

(7) 整套装置采用不锈钢制造, 能满足食品、医药行业对设备的要求;并附加有夹带剂工艺。

温州市成东药机有限公司 (温州市中制药机械设备厂)

TH系列超临界CO2萃取装置 第8篇

超临界流体萃取(简称SCFE或SFE)技术是当今世界上正在兴起的、适用性很强的新型绿色分离技术。该分离技术在处理过程中一般不加入任何化学试剂，所分离的物质不会受任何污染;还具有萃取效率高、产品质量高、分离温度低、能耗低、无污染的特点，尤其适合于热敏性及生物活性物质的分离。

其特点：

(1)设计有一个或多个萃取釜(1～24 L、24～1 000 L)、分离釜的不同组合方式;

(2)萃取釜采用快开盖结构，具有快速启闭、自锁、快速提升的功能。生产型装置萃取釜盖的开启、关闭均采用液压缸进行自动操作，提高了工作效率;在快开盖机构中设置有安全联锁装置，能满足连续工作、快速启闭的要求，同时符合压力容器技术安全监察规定;

(3)采用计算机系统对整个工艺流程进行过程控制，根据工艺设定，对装置的压力、温度、流量、时间等工艺参数进行自动控制、自动调节。各项工艺参数通过传感器传送至计算机并存储，有历史记录可供查询;

(4)生产型装置采用行车自动装料、自动出渣，装料、出渣方便可靠;

(5)各容器、泵出口等处均设置有安全阀、磁助电接点压力表控制;

(6)方便快捷的装料及卸料机构，物料筐采用快装快开结构，并设计有专用卸料装置;

(7)整套装置采用不锈钢制造，能满足食品、医药行业对设备的要求;并附加有夹带剂工艺。

温州市成东药机有限公司(温州市中制药机械设备厂)

厂址:浙江省温州市机场大道559号邮编:325024电话:0577-86371414总经理:王成东

TH系列超临界CO2萃取装置 第9篇

超临界流体萃取(简称SCFE或SFE)技术是当今世界上正在兴起的、适用性很强的新型绿色分离技术。该分离技术在处理过程中一般不加入任何化学试剂,所分离的物质不会受任何污染;还具有萃取效率高、产品质量高、分离温度低、能耗低、无污染的特点,尤其适合于热敏性及生物活性物质的分离。

其特点:

(1)设计有一个或多个萃取釜(1～24 L、24～1 000 L)、分离釜的不同组合方式;

(2)萃取釜采用快开盖结构,具有快速启闭、自锁、快速提升的功能。生产型装置萃取釜盖的开启、关闭均采用液压缸进行自动操作,提高了工作效率;在快开盖机构中设置有安全联锁装置,能满足连续工作、快速启闭的要求,同时符合压力容器技术安全监察规定;

(3)采用计算机系统对整个工艺流程进行过程控制,根据工艺设定,对装置的压力、温度、流量、时间等工艺参数进行自动控制、自动调节。各项工艺参数通过传感器传送至计算机并存储,有历史记录可供查询;

(4)生产型装置采用行车自动装料、自动出渣,装料、出渣方便可靠;

(5)各容器、泵出口等处均设置有安全阀、磁助电接点压力表控制;

(6)方便快捷的装料及卸料机构,物料筐采用快装快开结构,并设计有专用卸料装置:

(7)整套装置采用不锈钢制造,能满足食品、医药行业对设备的要求;并附加有夹带剂工艺。

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超临界CO2提取 第10篇

纯叶黄素为棱格状黄色结晶,有金属光泽,熔点183~190℃,对光和氧不稳定,需在-20℃和氮气条件下贮存[2~3]。叶黄素分子式为C40H56O2,分子量568.85,叶黄素分子结构如图1所示。

目前国际市场上,1g叶黄素的价格与1g黄金相当,同时,国际上正在对叶黄素制品进行深层次、高附加值产品的开发,每深加工一次,产品价值就成10倍、100倍递增。因此,研究能实现规模化生产的萃取分离工艺,对于万寿菊深加工的开发有深远的意义;并且尽快开发国产的叶黄素产品和富含叶黄素的保健食品,对促进我国国民经济发展具有非常重大的意义。

超临界CO2流体萃取技术是食品工业新兴的一项萃取和分离技术,与传统的有机试剂法相比,采用超临界CO2流体萃取技术生产的产品无溶剂残留、无污染,可避免萃取物在高温下的热劣化,保护生理活性物质的活性,保持萃取物的天然风味等。目前超临界CO2流体萃取技术已经成功地应用到辣椒红素、番茄红素、β-胡萝卜素和栀子黄色素等天然食用色素的萃取和精制中[4~8]。

笔者以超临界二氧化碳萃取万寿菊中的叶黄素,优化超临界二氧化碳提取万寿菊中叶黄素的新工艺,以期开发出超临界二氧化碳提取万寿菊中叶黄素的新工艺。

1 实验材料与方法

1.1 材料

实验原料:万寿菊颗粒由云南曲靖博浩生物科技有限公司提供,使用前经40℃干燥,粉碎机粉碎,过0.42mm筛混匀后使用。

主要试剂及材料:CO2(纯度99%),乙醇(95%,AR),环己烷(AR)。

主要仪器:752紫外光栅分光光度计,Spectrum Lab 22可见分光光度计,1100 series LC-MSD Trap SL型高效液相色谱-质谱联用仪,HA120-50-01超临界萃取装置。

1.2 分析方法

叶黄素含量的测定:根据FAO/WHO方法[9]采用分光光度法测定样品中叶黄素含量,

1.3 实验内容

超临界二氧化碳萃取是多因素相互作用的复杂过程,探讨各单因素和多因素交互作用对萃取率的影响,可以更加清楚地了解各操作条件对超临界萃取工艺的影响,更加直观地分析此复杂过程。本实验以影响叶黄素萃取的主要参数作为输入变量,以叶黄素萃取量作为输出变量,分析超临界二氧化碳萃取工艺参数对叶黄素萃取的影响。试验中选取萃取压力、温度、流速、萃取时间为考察因素,实验因素及各实验因素的水平安排见表1。

2 实验结果与讨论

2.1 正交试验结果

按表1的实验因素及水平安排,我们设计正交实验方案L9(34)进行实验,每组实验做重复实验3次,得到9组叶黄素萃取量结果,试验数据如表2所示。

2.2 结果方差分析

我们根据表2的实验结果及数据统计计算情况进行方差分析,分析结果见表3。

根据正交试验方差分析可以得到如下结果:

(1)因子A、B、D对试验结果均有非常显著的影响,其影响程度由大到小的顺序是D>B>A,而因子C对试验结果没有显著影响。这说明在分离过程中影响叶黄素萃取量的主要因素是萃取时间,其次为萃取温度,最后为压力,而流量对结果没有显著影响。

(2)将各因素的不同水平对其均值K作图,如图2所示。从图2可以看出,在正交试验设定的参数范围内,随着萃取罐压力的升高,叶黄素萃取量先增加后减小,在萃取压力为25 MPa时叶黄素萃取量最多,压力的变化对萃取量的影响比较显著;萃取罐温度对叶黄素萃取量的影响与压力相同,但温度的变化对萃取量的影响比压力更大;流量相对于压力和温度而言对叶黄素的萃取量影响很小;时间的增加在前期对叶黄素的萃取影响很大,但随时间增加影响逐渐减小。

(3)根据表3的方差分析结果和图2超临界CO2萃取过程与各因素不同水平的关系,我们可以确定各因素的较优水平,即用超临界CO2萃取万寿菊中叶黄素的最优工艺条件是:萃取压力25MPa,萃取温度55℃,流量10 L·h-1,萃取时间3h。

(4)在萃取压力25 MPa,萃取温度55℃,流量10 L·h-1,萃取时间3h条件下得萃取叶黄素824.3 mg·(100g原料)-1,提取率达95.7%。

3 结论

(1)超临界二氧化碳萃取万寿菊中的叶黄素是可行的,万寿菊萃取压力、温度、二氧化碳流量和时间是影响叶黄素萃取的重要因素。

(2)影响叶黄素萃取的主次因素是萃取时间>萃取温度>萃取压力>流速。

(3)正交试验分析对超临界二氧化碳萃取工艺参数筛选和试验验证,得到萃取万寿菊中叶黄素的工艺参数为萃取压力25 MPa,温度55℃,流速10 L·h-1,萃取时间3h,在该工艺参数下,可萃取叶黄素824.3 mg·(100g原料)-1,提取率达95.7%。

参考文献

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