超臨界流體萃取
超臨界流體萃取(SFE,簡稱超臨界萃取)是一種將超臨界流體作為萃取劑,把一種成分(萃取物)從另一種成分(基質)中分離出來的技術。其起源於20世紀40年代,70年代投入工業應用,並取得成功。[1]使用這種技術時基質通常是固體,但也可以是液體。SFE可以作為分析前的樣品製備步驟,也可以用於更大的規模,從產品剝離不需要的物質(例如脫咖啡因)或收集所需產物(如精油)。二氧化碳(CO2)是最常用的超臨界流體。
基本原理
[編輯]超臨界萃取的基本原理是在高於臨界溫度和臨界壓力的條件下,用超臨界流體溶解出所需的化學成分,然後降低流體溶液的壓力或升高流體溶液的溫度,使溶解於超臨界流體中的溶質因其密度下降溶解度降低而析出, 從而實現特定溶質的萃取。[1][2]超臨界流體是處於臨界溫度和臨界壓力以上的高密度流體。既不是氣體,也不是液體,性質介於氣體和液體之間,特點是具有優異的溶劑性質。流體處於超臨界狀態時,其密度接近於液體密度,並且隨流體壓力和溫度的改變發生十分明顯的變化,而溶質在超臨界流體中的溶解度隨超臨界流體密度的增大而增大。超臨界萃取正是利用超臨界流體的這一性質而進行。[1]
萃取劑
[編輯]可作為超臨界萃取中萃取劑的物質很多,如二氧化碳、氧化亞氮、六氟化硫、乙烷、甲醇、氨和水等。但用超臨界萃取方法提取天然產物時,一般用二氧化碳(CO2)作萃取劑。[3]因為CO2的臨界溫度(31℃)接近室溫,對易揮發或具有生理活性的物質破壞較少。同時,CO2安全無毒,萃取分離可一次完成,無殘留,適用於食品和藥物的提取。CO2液化壓力低,臨界壓力(7.31MPa)適中,容易達到超臨界狀態也是重要原因。[2]
技術特點
[編輯]超臨界萃取技術的特點與優勢有以下幾點:[1]
- 可在接近常溫下完成萃取工藝,適合對一些對熱敏感、容易氧化分解、破壞的成分進行提取和分離。
- 在最佳工藝條件下,能將提取的成分幾乎完全提出,從而提高產品的收率和資源的利用率。
- 萃取工藝簡單,無污染,分離後的超臨界流體經過精製可循環使用。
應用
[編輯]在食品工業中,超臨界萃取技術用於茶葉、咖啡豆脫咖啡因;食品脫脂;酒花有效成分提取;植物色素的萃取;植物及動物油脂的萃取。[1]
在醫藥工業中,超臨界萃取技術用於酶、維生素等的精製;動植物體內藥物成分的萃取;醫藥品原料的濃縮、精製;糖類與蛋白質的分離以及脫溶劑脂肪類混合物的分離精製等。[1]
在化妝品工業中,超臨界萃取技術用於天然香料的萃取;合成香料的分離精製;化妝品原料的萃取、精製。[1]