天然產(chǎn)物 讀書(shū)筆記

1、讀書(shū)筆記Supercritical Fluid Extraction.、人 、 前言1822年Cagniard de la Tour發(fā)現(xiàn)了臨界點(diǎn)。所謂臨界點(diǎn)，就是某物質(zhì)在其最 高溫度和最大壓力下可以存在氣-液平衡。在這個(gè)溫度和壓力點(diǎn)下，該物質(zhì)具有 氣體和液體的雙重性質(zhì)，既有物質(zhì)液態(tài)的密度，又有氣態(tài)的粘度和擴(kuò)散系數(shù)。這 時(shí)，就稱(chēng)之為超臨界流體（簡(jiǎn)稱(chēng)SF或SCF）。目前最常用的超臨界流體介質(zhì)是CO2， 另外乙烷、丁烷、戊烷、一氧化二氮、氨、三氟甲烷和水等也可以用作介質(zhì)。超臨界流體用于分離的最大優(yōu)勢(shì)在于它是一種廉價(jià)的、低碳環(huán)保的分離分析 技術(shù)，近年來(lái)，超臨界流體技術(shù)在醫(yī)藥、食品、環(huán)?；ぁ⒉牧现苽涞?/p>

2、領(lǐng)域應(yīng)用 廣泛。超臨界流體分離用于從咖啡中提取咖啡因就是一個(gè)非常經(jīng)典的實(shí)例，超臨界 狀態(tài)的CO2具備有機(jī)溶劑的溶解度，而且有著更高的擴(kuò)散系數(shù)，更低的粘度和 較低的表面張力。再加入1-10%的甲醇以增加溶劑劑型，可以起到非常好的提取 效果。本章重點(diǎn)介紹了 SCF在天然產(chǎn)物中的提取和分離應(yīng)用。Francis在1954年完成了在25及5.5MPa下由液態(tài)二氧化碳和其它兩種 化合物組成的共有464個(gè)三元系的平衡相圖，為后人進(jìn)行SFE提供了理論依據(jù)。 超臨界流體萃取分離是利用超臨界流體的溶解能力與其密度的關(guān)系，即利用壓力 和溫度對(duì)超臨界流體溶解能力的影響而進(jìn)行的。在超臨界狀態(tài)下將超臨界流體與 待分離的物

3、質(zhì)接觸，使其有選擇性地依次把極性大小、沸點(diǎn)高低和相對(duì)分子質(zhì)量 大小不同的成分萃取出來(lái)。超臨界萃取的實(shí)驗(yàn)流程示意圖超臨界流體萃取技術(shù)的特點(diǎn)傳統(tǒng)的天然產(chǎn)物有效成分的提取方法主要有水蒸氣蒸餾法和有機(jī)溶劑萃取法，它們均具有明顯的缺陷，大量實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)SCF技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)提取方法具 有許多優(yōu)勢(shì)其優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)為：1.1操作溫度低，能較好地使萃取物的有效成分不被破壞，特別適用那些對(duì) 熱敏感性強(qiáng)、容易被氧化分解、破壞的成分的提取與分離；1.2選擇性強(qiáng)，提取完全，在高壓、密閉、惰性環(huán)境中，能有選擇性提取有 效成分，提取純度高，便于后繼分離；1.3具有無(wú)毒、無(wú)味、不燃、不腐蝕、安全、不污染環(huán)境、價(jià)廉、能循環(huán)使 用等特

4、點(diǎn)，特別適合食品、香料、醫(yī)藥等天然產(chǎn)品提??；1.4萃取工藝簡(jiǎn)單，提取快，生產(chǎn)周期短，效率高。影響超臨界萃取的主要因素在應(yīng)用SCF時(shí)，必須對(duì)影響起萃取效率的各種因素加以考慮，即優(yōu)化的操作 條件下才能使萃取處于最佳狀態(tài)。萃取壓力、萃取溫度、時(shí)間和樣品顆粒大小以 及流體流速、萃取物收集方法和夾帶劑的應(yīng)用等都對(duì)萃取效果影響較大。超臨界萃取在天然活性成分提取中的應(yīng)用3.1提取精油精油是存在于天然產(chǎn)物中的一種復(fù)雜混合物，它包含了單萜、倍半萜和其他 芳香化合物。由于大多數(shù)化合物會(huì)高溫水解，提取過(guò)程中會(huì)破壞其風(fēng)味，SCF提 取的壓力高、溫度低的特點(diǎn)能很好的解決精油水解問(wèn)題。因此，在過(guò)去的幾年中， SCF提取精

5、油已經(jīng)開(kāi)始替代傳統(tǒng)的溶劑萃取，在食品、醫(yī)藥和化妝品行業(yè)起到了 重要的作用。例如黑胡椒精油萃取、紅辣椒中辣椒精油和類(lèi)胡蘿卜素萃取、香芹 酚萃取以及希蒙得木種子中萃取荷巴油等都有較好的進(jìn)展。3.2提取辣椒素Perva-Uzunalic等分析不同溫度和壓力對(duì)萃取的影響，認(rèn)為在壓力400bar， 溫度40C下萃取辣椒素可以達(dá)到最高收率。Duarte等利用SCF提取小米辣中精 油和辣椒素的過(guò)程中研究了壓力的變化對(duì)產(chǎn)物萃取速率的影響，得出了該系統(tǒng)下 20-22MPa 最高萃取率為 0.06-0.07cm3/s3.3提取多酚茶多酚是從葡萄渣中提取的多酚，SCF方法提取法可以直接得到茶多酚緩沖 水溶液，而避免

6、了有機(jī)溶劑萃取還需要吸附洗脫的操作，節(jié)約了時(shí)間的同時(shí)避免 了對(duì)環(huán)境的污染。3.4提取黃酮類(lèi)SCF應(yīng)用于黃酮類(lèi)化合物萃取時(shí)，會(huì)加入約10%的乙醇以提高萃取效率。以 從銀杏葉中提取銀杏內(nèi)酯和黃酮類(lèi)化合物為例，Chiu和van Beek等分別證明了 在同樣的溫度和壓力下，溶劑中加入10%的乙醇后產(chǎn)物的收率明顯提高。3.5提取貫葉連翹瑞士 SITEC Sieber Engineering AG公司在工業(yè)級(jí)貫葉連翹的提取上應(yīng)用了 SCF 分離。得出了在90bar下提取3小時(shí)和120bar下提取1小時(shí)都可以得到很高的 收率（35%），而且提高溫度會(huì)起到反效果，降低收率，原因是高溫會(huì)促使貫葉 金絲桃素降解。

7、3.6提取小白菊內(nèi)酯SCF可以提取傳統(tǒng)水蒸氣蒸餾法不能提取的不易揮發(fā)的內(nèi)酯，特別是利用SCF 不同溶劑的分步提取。Smith等就利用純CO2先提取出小白菊中的揮發(fā)性精油， 再在溶劑中加入10%的甲醇，提取小白菊內(nèi)酯，收率達(dá)到了 80%。4.總結(jié)超臨界流體具有許多不同于一般液體或氣體的物理化學(xué)特性，因此在萃取和 色譜分離中都具有獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。近年來(lái)，隨著超臨界流體色譜和萃取技術(shù)的 研究，從基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、工藝流程到實(shí)驗(yàn)設(shè)備等方面均有了較快的發(fā)展。除此之外， 超臨界流體還可以作為反應(yīng)物參加化學(xué)反應(yīng)，從而提高反應(yīng)效率和選擇性，還可 以與精餾、超聲等技術(shù)結(jié)合起來(lái)。特別是超臨界流體色譜分離技術(shù)，具有分離效率高、分離時(shí)間短、產(chǎn)品質(zhì)量 好及易于與檢測(cè)器匹配等優(yōu)點(diǎn)，在諸多領(lǐng)域都可應(yīng)用。它在分離分析非揮發(fā)性大 分子、生物大分子、手性對(duì)映體以及其