【正文】 袍花椒以及青花椒各500g，采購于成都市鴻運超市。表21 實驗中所需試劑列表試劑名稱純度生產(chǎn)廠家95%乙醇分析純成都市科龍化工試劑廠CO2氣體—成都世茂氣體有限公司 實驗儀器（1）在實驗過程中需要用到的實驗設(shè)備及其生產(chǎn)廠家如表22所示。表23 實驗中所需儀器列表儀器名稱規(guī)格及數(shù)量燒杯100ml（9個）、500ml（2個）量筒100ml（1個）、50ml（1個）移液管5ml（1支）膠頭滴管1個 實驗內(nèi)容 實驗前藥材預(yù)處理首先將干花椒去梗除雜，在恒溫鼓風(fēng)干燥箱中于50度放置6h進行烘干，將花椒果皮與籽分離，然后對花椒果皮進行粉碎，保存待用，原料花椒的預(yù)處理工藝流程見圖21。烘干果籽分離干花椒去梗除雜保存粉碎 → → → → → 圖21 花椒前處理工藝流程 實驗方法 影響超臨界流體萃取的因素比較多，經(jīng)過參考大量文獻以及經(jīng)驗總結(jié)出影響花椒超臨界萃取的因素有：萃取壓力、萃取溫度、萃取時間、CO2流量、藥材粒度、分離壓力、分離溫度、裝料量、夾帶劑種類（本實驗中選用95%乙醇）、夾帶劑用量等。表24 大黃有效成分萃取L9_4_3正交試驗因素水平表ABCD萃取壓力/MPa萃取時間/min萃取溫度/℃水平1126035水平2159040水平31812045使用《正交設(shè)計助手》軟件設(shè)計出正交試驗方案表如表25所示。 （1）清洗方法 萃取溫度在50～55℃，壓力為20MPa，分離器溫度為35℃，分離器Ⅰ調(diào)壓為5MPa的條件下進行無藥材的萃取操作，但要裝上橡膠墊圈并旋緊，當表25 大黃有效成分萃取正交試驗方案表ABCD實驗序號萃取壓力萃取時間萃取溫度實驗方案MPamin℃1111A1B1C1D12122A1B2C2D23133A1B3C3D34212A2B1C2D35223A2B2C3D16231A2B3C1D27313A3B1C3D28321A3B2C1D39332A3B3C2D1 取樣口放出的乙醇由渾濁變?yōu)槌吻搴蠹纯赏Ｖ雇ㄈ胍掖?，繼續(xù)通入CO2沖洗，直至排空萃取釜里面的乙醇為止。CO2超臨界流體萃取工藝流程由萃取和分離兩大部分組成。 由于樣品不多，所以采用自然風(fēng)干法去除樣品中的乙醇。向每個燒杯中加入適量蒸餾水，觀察是否有油狀物浮于液面，如果有則表明花椒油中含有揮發(fā)油，如無油狀物浮于液面，則表明無揮發(fā)油成分。正交實驗結(jié)果及相關(guān)數(shù)據(jù)的分析見表26所示： 對比表26的實驗結(jié)果，可以看出第5組試驗所得的花椒油含量最高，而第1組實驗的花椒油產(chǎn)率最低，這說明在A2B2C3的條件下提取率最高。但這只是定性的說明，要確定本論文的較優(yōu)工藝條件仍需進行直觀分析、因素分析和方差分析。表26 正交試驗實驗結(jié)果列表ABCD實驗序號萃取壓力萃取時間萃取溫度實驗方案 花椒油量花椒油得率（MPa）（min）（℃）（g）(%)1111A1B1C1D12122A1B2C2D23133A1B3C3D34212A2B1C2D35223A2B2C3D16231A2B3C1D27313A3B1C3D28321A3B2C1D39332A3B3C2D1表27 正交試驗結(jié)果直觀分析表所在列1234因素萃取壓力（MPa）萃取時間（h）萃取溫度（℃）實驗結(jié)果試驗11111試驗21222試驗31333試驗42123試驗52231試驗62312試驗73132試驗83213試驗93321表27 正交試驗結(jié)果直觀分析表（續(xù)）所在列1234因素萃取壓力（MPa）萃取時間（h）萃取溫度（℃）實驗結(jié)果均值1均值2均值3極差 由表27的直觀分析可得，所選萃取壓力的三個水平，在萃取壓力在15MPa時，花椒油得率最高，萃取壓力為12MPa時，得率最低；所選萃取溫度的三個水平，在萃取時間在120min時，花椒油得率最高，萃取時間為1h時，得率最低；所選萃取溫度的三個水平，在萃取溫度為45℃時，花椒油樹脂得率最高，萃取溫度為35℃時，得率最低。另外，從直觀分析的極差數(shù)據(jù)來看，從中可以看出各因素對花椒油萃取率的影響程度大小為：萃取壓力對萃取率的影響最大，其次是萃取溫度，萃取時間對萃取率的影響最小，即萃取壓力萃取溫度萃取時間。圖23 因素分析效應(yīng)曲線圖 通過分別以萃取壓力、萃取時間、萃取溫度所在列作為誤差列，用《正交設(shè)計助手》進行方差分析，得出以萃取時間所在列為誤差列數(shù)據(jù)較好分析，即得到以下分析結(jié)果，如表28～210所示。 通過綜合考慮直接對比分析、直觀分析和方差分析的結(jié)果，可確定本論文的較佳萃取工藝條件是：A2B2C3組合，即萃取壓力為15MPa，萃取溫度為45℃。按照《中國藥典》中的規(guī)定，%方可入藥，在本論文中，第3,4,5,%的要求，說明本論文用花椒符合入藥標準。隨著萃取壓力的逐漸升高，超臨界CO2的密度也逐漸增大，使得分子間距離減小，物料的溶解度也逐漸變大，因而會提高萃取率。由于物料選擇性會受到壓力變化的影響，物料中待萃取物的含量是有限的，當萃取壓力地不斷增大時，超臨界CO2的選擇性逐漸降低，被萃取物中更多化學(xué)成分被CO2流體溶解，同時從萃取釜中帶出。因此，綜合以上實驗分析，認為比較適宜的萃取壓力應(yīng)為15MPa。一般來說，在超臨界流體萃取過程中，當溫度、壓力和流體流量等其他條件一定時，萃取時間延長，萃取率就會相應(yīng)提高 ，但是并非時間越長越好，長時間萃取，會增加溶解度較小的雜質(zhì)的溶解量，對提純造成不利影響，而且操作成本也在增加。 萃取溫度會影響超臨界CO2的溶解度，但是卻是雙向影響，因為升高萃取溫度不僅可以增加超臨界CO2溶解度，也可降低溶解度。當萃取壓力為15MPa時，萃取率隨著溫度的升高而增大，大于40℃時萃取率則增加變慢。在萃取壓力為18MPa，萃取溫度逐漸升高時，萃取率卻增加緩慢，可能是因為低壓條件下非揮發(fā)性組分的溶解度低于揮發(fā)性組分，升高溫度會降低CO2流體密度，溶解能力低于高壓。 由于存在裝置內(nèi)殘留有空氣、水等，CO2氣瓶壓力太小，CO2壓縮時間不夠或壓縮壓力過小等問題，導(dǎo)致萃取壓力無法達到實驗指定值，所以在實驗時應(yīng)檢查CO2氣瓶壓力是否保持在4MPa以上，裝置內(nèi)殘留氣體和水則要重新排氣直至放氣閥排出連續(xù)的白色氣體。 在更換不同的萃取物料時，上一種藥材的組分會殘留在萃取裝置中，這將會對新物料目標組分造成交叉污染，造成實驗結(jié)果的不準確，因而在萃取前應(yīng)先對裝置進行清洗，清洗方法為直接向萃取釜中加入100ml95%分析乙醇，在20MPa的萃取壓力下萃取30min即可。所以在進行實驗之前，要確保藥材的干燥性，同時還可以在裝置中設(shè)置一個干燥器，使得CO2在制冷液化前除去水分。因此，花椒有效成分提取工藝的研究具有很深遠的意義。超臨界CO2流體萃取技術(shù)作為一種新興的分離提取技術(shù)用于花椒中有效成分的提取與分離，并具有方法簡單，有機溶劑無殘留以及提取效率高等優(yōu)點。本論文在花椒粒度為40目，CO2流量20L/h，夾帶劑為95%乙醇的條件下，以萃取壓力，萃取溫度，萃取時間為影響因素建立三因素三水平正交試驗法進行花椒有效成分萃取的較佳工藝研究，得出如下結(jié)論：萃取壓力對超臨界CO2萃取花椒中有效成分具有最大的影響，在一定范圍內(nèi)，隨著壓力的上升，花椒油的得率顯著增加，而到達15MPa時花椒油得率隨著萃取壓力的增大而顯著下降，因此本論文較佳壓力水平為15MPa；萃取溫度的影響是實驗開始時花椒油的得率提高較快，但隨溫度的提高，萃取率的增加也變得平緩，這是因為當萃取溫度升高時，溶質(zhì)的蒸汽壓上升，CO2分子熱運動加強，使溶解度增加，同時，溫度的上升可引起CO2密度下降，溶質(zhì)在CO2流體中的溶解度下降，所以本論文較佳萃取溫度為45℃；萃取時間是本論文中影響最小的因素，本論文中萃取時間由60min提高到120min，花椒油的得率呈現(xiàn)很平緩的上升趨勢，上升幅度很小，因此考慮到實驗成本和實際條件，萃取時間選擇90min即可。本論文萃取出了花椒中的花椒油成分，并鑒定了萃取樣品中是否含有揮發(fā)油，同時通過對9組實驗中花椒油的得率的數(shù)據(jù)進行綜合分析，確定了以上的較佳工藝條件，為以后代替?zhèn)鹘y(tǒng)提取工藝，實現(xiàn)超臨界萃取工業(yè)化生產(chǎn)提供了依據(jù)。在此對童老師致以誠摯的感謝。其次要感謝師兄薛鵬喜、謝遠在實驗中對我耐心地指導(dǎo)和幫助，還要感謝生命學(xué)院幫助過我的老師和同學(xué)。參考文獻[1] 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