【正文】 隨著超臨界流體萃取技術(shù)與其他分離技術(shù)（如在線檢測、精餾、膜分離等）的集成；夾帶劑、超聲波、微波和電磁力攪拌技術(shù)的使用、中藥復(fù)方成分的聚類分析，在高附加值、市場前景良好的中藥有效成分提取上，超臨界二氧化碳萃取技術(shù)的應(yīng)用前景將十分廣闊。超臨界流體提取可大大濃縮有效組分，且有效地 防止有效 組分的破壞和損失，再結(jié)合有關(guān)的分離手段，可提高中藥制劑的質(zhì)量或 開發(fā)新產(chǎn)品。 超臨界流體技術(shù)作為一種新的單原操作過程，可起到高效分離或濃縮有效成 分的作用。提取過程有效成分的提取率高，故可充分利用資源。 ******大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 結(jié) 論 超臨界萃取技術(shù)可廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、天然香料工業(yè)、化學(xué)工業(yè)等，且在環(huán)境保護(hù)方面也有顯著的應(yīng)用。由于對(duì)高新技術(shù)的渴望和發(fā)展經(jīng)濟(jì)的急切心情，也由于一些人為的誤 導(dǎo)，造成盲目 上馬、低水平重復(fù)，以至造成數(shù)以億計(jì)的直接和間接經(jīng)濟(jì)損失。 超臨界萃取技術(shù)是一個(gè)新的、受到國內(nèi)外高度重視的分離提取的高技術(shù)，但對(duì)它的估價(jià)一定要科學(xué)和準(zhǔn)確，切不可過于夸大。而化學(xué)萃取法在萃取出物料后要進(jìn)行分離，增加了溶劑的用量和能耗，相比之下， SFE 方法簡單，且節(jié)省能源， CO2易于回收。在最佳工條件下，能將提取的成分幾乎完全提出，從而大大提高了產(chǎn)品的收率和資源的利用率，可以同時(shí)有選擇的進(jìn)行多種物質(zhì)的分離； (3)萃取工藝簡單，效率高且無污染。其優(yōu)勢特點(diǎn)是： (1)操作溫度低，能較完好地使萃取物的有效成分不被破壞，不發(fā)生次生化。 因此，我們應(yīng)當(dāng)從長遠(yuǎn)的戰(zhàn)略高度來認(rèn)識(shí)超臨界萃取技術(shù)的重要性，制定研究規(guī)劃，加大投入，加強(qiáng)對(duì)該技術(shù)的基礎(chǔ)理論和應(yīng)用技術(shù)開發(fā)研究，使它真正應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，造福于人類，造福于社會(huì)。 下列因素決定超臨界萃取技術(shù)在可以預(yù)見的將來會(huì)有非常迫切的需要。切不可將科學(xué)研究的未來前景 ， 誤 看成工業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)實(shí)效益 [62]。許多有價(jià)值的植物資源分布在經(jīng)濟(jì)并不發(fā)達(dá)的邊遠(yuǎn)地區(qū)，往往這些地區(qū)缺少二氧化碳資源，要從很遠(yuǎn)的地方運(yùn)來，這大大增加了運(yùn)輸成本，降低了產(chǎn)品競爭力。 “ 一機(jī)多用 ” 帶來的問題是清洗費(fèi)用大，二氧化碳必須更換，產(chǎn)品易于交叉污染。但一般講，必須將萃取產(chǎn)物開發(fā)成藥才能形成效益。要達(dá)到藥政部門的要求，意味著需要更大的投資。 ③ 進(jìn)行初步的經(jīng)濟(jì)分析時(shí)，要考慮原料中有效組分的含量不能過低 （ 一般不低 于 1%），原料的堆積密度不能過?。ㄒ话悴恍∮?），萃取時(shí)間不能過長 （ 一般不超過6 小時(shí)／批 ） ， 有效組分在超臨界二氧化碳的溶解度不能太低 （ 一般不小于 1‰ ），否則，經(jīng)濟(jì)可行性是值得懷疑的。特別要注意含有夾帶劑的萃取產(chǎn)品如何進(jìn)一步處理，如何回收所加入的夾帶劑，如何保證二氧化碳循環(huán)萃取時(shí)，夾帶劑濃度的穩(wěn)定。在用超臨界萃取時(shí)，是否需要夾帶劑，盡可能不用。 ② 一定要進(jìn)行技術(shù)可行性分析，分析一下確定的產(chǎn)品是否能用超臨界二氧化碳提取，比如茶多酚、銀杏黃酮、葛根素等用超臨界萃取就不合適。產(chǎn)品價(jià)格一定要按批量生產(chǎn)來調(diào)查，切不可以試劑 手冊的小包裝價(jià)格為依據(jù)。也正因?yàn)槿绱?，在決定采用超臨界萃取技術(shù)和建立超臨界設(shè)備時(shí)，一定要做好市場調(diào)查和產(chǎn)品選擇。 ① 選擇產(chǎn)品時(shí)，一定要進(jìn)行市場分析，看看市場需求量多大，市場是否穩(wěn)定持久。因此，如能突破其高效、安全生產(chǎn)要素等的制約，超臨界萃取技術(shù)一定會(huì)有很好的產(chǎn)業(yè)化規(guī) 模效應(yīng) [61]。雖然目前國內(nèi)超臨界二氧化碳萃取產(chǎn)業(yè)化設(shè)備 有 80余套，但實(shí)際利用率不足 20%。 ④ 由于超臨界流體萃取裝置屬高壓設(shè)備，多屬間歇性操作使用。因無相關(guān)經(jīng)驗(yàn)可借鑒，超臨界二氧化碳萃取中藥有效成分只能從小試實(shí)驗(yàn)、中試放大和產(chǎn)業(yè)化的試產(chǎn)逐步來摸索工藝參數(shù)和放大規(guī)律，使產(chǎn)業(yè)化難度進(jìn)一步加大。 ② 由于溶質(zhì)和溶劑在分子大小、結(jié)構(gòu)、能量及臨界性質(zhì)等方面存在著巨大差異，使得超臨界萃取過程中二氧化碳流體的相平衡行為非常復(fù)雜，而高壓條件下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)難于測定，迄今對(duì)超臨界萃取過程中有關(guān)超臨界流體的熱力學(xué)及傳質(zhì)理論研究還很不充分，故需對(duì)現(xiàn)行實(shí)驗(yàn)測試技術(shù)加以改進(jìn)，豐富和完善各種中約體系在超臨界條件下的相平衡及傳熱、傳質(zhì)數(shù)據(jù)，并建立描述超臨界流體萃取過 程的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)模型，從而為超臨界流體萃取過程的設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供理論依據(jù)。 超臨界萃取技術(shù)在中藥有效成分提取中的局限性 但是作為一門新技術(shù)， SFE 也有其局限性，主要表現(xiàn)在以下幾方面： ① 本法中所采用的萃取劑為脂溶性的，所以較適合于親脂性的和相對(duì)分子質(zhì)量較小的物質(zhì)的萃取 ； 但是它對(duì)極性偏大或相對(duì)分子質(zhì)量偏大的有效成分的提取效率卻較差，還需要加入合適的夾帶劑，所以，今后應(yīng)在夾帶劑方面進(jìn)行重點(diǎn)研究。 二氧化碳超臨界萃取技術(shù)不僅可以對(duì)單味藥進(jìn)行提取，還可以進(jìn)行 復(fù)方提取，且復(fù)方提取有效部分 （ 浸膏 ） 收率均高于單味藥提取。近年來隨著新型超臨界萃取劑 （ 如超臨界水 ） 和夾帶劑引入的深入研究，此項(xiàng)技術(shù)已拓展應(yīng)用到分子量高、極性強(qiáng)的非脂溶性有效成分的提取上，并已在實(shí)驗(yàn)室里成功應(yīng)用于黃酮類、生物堿類、蒽醌類、皂苷類等近 30 種非脂溶性中藥有效成的提取。結(jié)果表明， 10%甲醇調(diào)節(jié)的超臨界 CO2 能有效地提取中藥中的厚樸酚。在壓力 35MPa，溫度 60℃ 條件下提取精制后，銀杏酸成分降低至 %。 李迎春 [57]等研究了用超臨界 CO2流體萃取高良姜中的高良姜素。得到甘草總黃酮的提取率 %，含量 %，該工藝具有提取率高，純度高的特點(diǎn)，為規(guī)?；a(chǎn)甘草總黃酮的提取提供了研究基礎(chǔ)。 鄧啟煥 [56]等 建立了一套超臨界流體萃取小試、中試裝置，并探討了壓力、流體比、溫度、時(shí)間、原料粒度、 CO2流量等因素對(duì)銀杏葉萃取得率和質(zhì)量的影響，并與傳統(tǒng)的溶劑萃取方法比較，認(rèn)為超臨 界流體萃取時(shí)間短 ， 流程簡單，萃取分離一步完成，所得銀杏葉中有效成分的質(zhì)量高于國際現(xiàn)行公認(rèn)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；而且其有效成分保持了其天然品質(zhì)，不存在有害有機(jī)溶劑和重金屬殘留。 繆菊連 [55]等考察了超臨界 CO2 萃取銀杏葉中總內(nèi)酯后對(duì)總黃酮含量的影響，比較用醇回流提取銀杏葉中總黃酮，以及用超臨界銀杏葉中的總內(nèi)酯后，再用醇回流提取銀杏葉中的總黃酮，結(jié)果表明直接用醇回流提取銀杏葉中總黃酮含量為 %；超臨界 CO2萃取銀杏葉中總內(nèi)酯后，再用醇回流 提取總黃酮，總黃酮含量為 %（ 未加央帶劑 ） 、 %（ 加夾帶劑 ） 。而 SFE—CO2萃取對(duì)于黃酮類化合物是一種非常有效的提取方法。黃酮類化合物是一類低相對(duì)分子質(zhì)量的天然藥物成分，其資源非 常豐富。據(jù)研究，約有 20%的中草藥中含有黃酮類化合物。 葛發(fā)歡 [50]等 用 SFE 一 CO2法對(duì)黃花蒿化學(xué)成分進(jìn)行研究表明，青蒿素 （ 倍半萜類 ） 用該法萃取比傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)中的溶劑法 （ 汽油、稀乙醇 ） 提高 11%~59%，且提取時(shí)間大大縮短，從而降低成本。傳統(tǒng)的汽油法存在收率低、成本高、存在易燃易爆等危險(xiǎn) ， 用 SFE 工藝 ， 從 、 5L 設(shè)備小試到 25L、 50L 設(shè)備中試放大 ， 一直到 200L設(shè)備的工業(yè)化生產(chǎn)證明 ， 超臨界 CO2萃取工藝可用于青蒿素的生產(chǎn) ， 青蒿素產(chǎn)品符合中國藥品標(biāo)準(zhǔn) 。 萜類 的提取 青蒿素來自菊科植物 黃花蒿的一種倍半萜內(nèi)酯類成分，是我國惟一得到國際承認(rèn)的抗瘧新藥。香豆素和木質(zhì)素通常為親脂性成分，一般可用純的超臨界 CO2 作為萃取劑，但對(duì)于相對(duì)分子質(zhì)量較大或極性較強(qiáng)的成分，則需加人適當(dāng)?shù)膴A帶劑。而 夏開元 [48]等 用 SFE 一 CO2工藝則可完全避免這些缺點(diǎn)，而且產(chǎn)品色澤好，產(chǎn)率高，無氧化現(xiàn)象，還可提出一些新成分。 袁海龍 [47]等 采取超臨界 CO2 流體萃取何首烏中蒽醌成分大黃酸、大黃素、大黃素甲醚，并與超聲波提取法比較后認(rèn)為，兩種方法無顯著差異，但前者時(shí)間短、效率高、后續(xù)過程簡單。 陳衛(wèi)林 [46]等報(bào)道，以藥材粒度，萃取壓力、萃取溫度、萃取時(shí)間和夾帶劑用量為考察因素，通過均勻 設(shè)計(jì)試驗(yàn)，優(yōu)選出超臨界二氧化碳流體萃取 （ SFE 一 CO2） 掌葉大黃中蒽醌類成分的最佳工藝條件。超臨界萃取中藥中的醌類化合物的情況見表 3 表 3 超臨界萃取醌類化合物實(shí)例 中草藥 目標(biāo)成分 SFE 一 CO2條件 其他提取方法 參 考文獻(xiàn) 大黃 大黃素 ， 50℃ ,10min，甲醇作夾帶劑 收率低，溶劑殘留 [44] 丹參 丹參酮 Ⅱ A 20Mpa， 40℃ ，乙醇作夾帶劑 采用傳統(tǒng)醇提取工藝時(shí)，丹參酮Ⅱ A 降解甚多 [45] 蘇子仁 [45]等應(yīng)用該法對(duì)丹參脂溶性有效成分的提取工藝進(jìn)行了研究，在溫度為400℃ 、壓力為 20Mpa、乙醇為夾帶劑的條件下。醌類及其衍生物******大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 包括苯醌、萘醌、菲醌等，極性較大。 醌類的提取 醌類化合物是天然產(chǎn)物中一類比較重要的化合物，是一類分子中具有不飽和環(huán)二酮結(jié)構(gòu)的有機(jī)化合物。結(jié)果表明不同的提取方法對(duì)總皂苷 含量 有較大的影響，超臨界 CO2 提取技術(shù)無溶劑殘留，操作溫度低，提取效率高，總皂苷含量是傳統(tǒng)溶劑提取的 ~ 倍，有較好的應(yīng)用前景。 此外，韓志惠 [43]等應(yīng)用超臨界對(duì) 7 種山茱萸總皂苷提取分離方法進(jìn)行了比較。 李國鐘 [41]等 研究了用 SFE 一 CO2法從甘草中提取甘草甙的最佳提取工藝表明提高溫度有利于提高提取率；用乙醇的水溶液作添加劑時(shí)，提 出的有效成分增多，切隨著乙醇濃度的增大，提取率顯著提高。 馬熙中 等 [40]進(jìn)行了超臨界 CO2萃取藏藥雪靈芝的研究，并對(duì)不同的萃取方法進(jìn)行了比較： (1)傳統(tǒng)溶劑萃取法； (2)不加夾帶劑的超臨界 CO2萃取法； (3)加不同極性夾帶劑的超臨界 CO2萃取法 ； (4)加不同夾帶劑進(jìn)行梯度 CO2萃取。 這說明超臨界 CO2萃取用于生物堿的提取具有良好的發(fā)展前景。 李玲 [39]采用超臨界 CO2 流體萃取馬藍(lán)、菘藍(lán)和蓼藍(lán)中的靛玉紅。在萃取壓力為 30Mpa，萃取溫度為 70℃ 條件下，萃取物收率 達(dá) %，總生堿含量達(dá)到 %，比常法高 10 倍。 Janicot[36]等用超臨界 CO2技術(shù)在 45℃ 、 20Mpa 下從罌粟莖提取到 5 種生物堿。超臨界萃取中藥中生物堿的情況見表 2。根據(jù)超臨界流體萃取的原理，用超臨界 CO2 萃取技術(shù)很難萃取出以鹽或苷的形式存在的生物堿，因此******大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 基于生物堿的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在提取前需用氨水等堿化劑堿化，使之全部轉(zhuǎn)化為游離堿，在萃取時(shí)還需要用合適的夾帶劑以增加 CO2 的溶解能力，并減少酸或堿性試劑的用量，提高選擇性和提取效率，常用的夾帶劑大多為甲醇、乙醇、丙酮、氯仿等。傳統(tǒng)的提取方法除極少數(shù)具有揮發(fā)性的生物堿可用水蒸氣蒸餾法外，一般用溶劑法、酸水提取法等。生物堿大多數(shù)來自植物界，以罌粟科、豆科 、 防己科、毛莨科等科的植物中分布較多。 到目前為止，運(yùn)用超臨界 CO2 技術(shù)提取中藥揮發(fā)油成分的藥已達(dá)幾十種，而且大部分研究結(jié)果表明，該新技術(shù)對(duì)揮發(fā)的提取效果有著其 他提取方法不可替代的優(yōu)勢。并通過 GC／ MS 分析共鑒定出 39 種化合物。 張虹 [17]等以阿魏酸為指標(biāo)對(duì)川芎有效成分的提取 進(jìn)行了研究 ， 由于川芎富含揮發(fā)性物質(zhì)，表明川芎較適合用 SFE 法萃取其中的有效成分。 魏屹 [28]等也研究了利用超臨界 CO2萃取峨眉桃葉珊瑚中桃葉珊瑚苷的工藝條件，實(shí)驗(yàn)與回流提取法進(jìn)行比較。 周欣 [27]采用二氧化碳超臨界萃取法和水蒸汽蒸餾法分別提取野菊花揮發(fā)性成分，結(jié)果表明水蒸汽蒸餾提取物得率是 %，二氧化碳超臨界萃取物得率是 %。結(jié)果表明，與傳統(tǒng)的水蒸餾法相比 。 超臨界 CO2 流體技術(shù)萃取山蒼子油的工藝是切實(shí)可行的，萃取率可達(dá) 30%以上。 結(jié)果表明 SFE 一 CO2優(yōu)于傳統(tǒng)方法。輝國均 [24]以 SFE 一 CO2法使紫蘇子油中亞麻酸含量提高到 73. 46%，比傳統(tǒng)的溶劑法 （ 石油醚法 ） 和壓榨法提高了 %~%，且所得紫蘇子油無 任何殘留溶劑。 亞麻酸是對(duì)人類健康非常有益的人體必需的脂肪酸，具有重要的生理功能和藥理臨床價(jià)值?？朔艘陨先秉c(diǎn)，得到了一系 列用水蒸汽蒸餾法所提取不到的揮發(fā)性成分。其揮發(fā)性成分提取的常規(guī)工藝是水蒸汽蒸餾法，其提取溫度高，時(shí)間長，易使對(duì)濕和熱不穩(wěn)定的揮發(fā)性成分發(fā)生變化。表 l 列出了應(yīng)用超臨界 CO2 提取中藥材中的揮發(fā)性有效成分的一些實(shí)例。此外，這些傳統(tǒng)提取方法的收率普遍較低，效率也不高。揮發(fā)油因其所含成分極性 比較低 、 親脂性強(qiáng) 、 分子量小而且沸點(diǎn)較低 ，在超臨界 CO2 中有很好的溶解性能。 超臨界萃取技術(shù)在中藥有效成分提取中的應(yīng)用 揮發(fā)油的提取 揮發(fā)油又稱精油，是一類具有芳香氣味的油狀液體的總稱。 例如 在 30℃ 、 20MPa條件下提取中藥柴胡時(shí)， 萃取出來的主要成分是柴胡揮發(fā)油，而在 65℃ 、 30MPa 條件下則可萃取出 2%~3%柴胡皂苷，當(dāng)加入適量的 60%乙醇作夾帶劑時(shí)，柴胡皂苷的收率會(huì)提高到 %。原因是萃取過程的不同，萃取溫度低，而且系統(tǒng)密閉，可大量保存對(duì)熱不穩(wěn)定及易氧化的揮發(fā)性成份。大蒜的有效成份穩(wěn)定性差，在大蒜制劑中，用 二氧化碳超臨界萃取提取大蒜的有效成份，可避免加熱影響，其抑菌作用可提高 3~6 倍。 ③ CO2與萃取物迅速成為兩相 萃取和分離合二為一 ， 當(dāng)飽和的溶解物的 CO2 流體進(jìn)入分離器時(shí) ， 由于壓力的下降或溫度的變化，使得 CO2 與萃取物迅速成為兩相 （ 氣液分