联系我们

联系我们

想了解更多详细信息,请联系我们:

QQ: 61453881

电话:400-077-9993

邮箱:bzwzi8@sina.com

地址:北京市丰台区造甲街11号

超临界CO2萃取技术在油脂提取中的应用!


国家标准物质资源平台:超临界萃取技术(简称SFE)是近年来发来的一种分离新技术,超临界流体萃取技术的工作原理是将超临界流体控制在超过临界温度和临界压力的条件下,从目标物中萃取成分,当恢复到常压和常温时,溶解在超临界流体中的成分即与超临界流体分开。目前广泛采用CO2作为超临界萃取溶剂。


本文对超临界CO2萃取技术的原理、特点进行了综述,介绍了超临界CO2萃取在油脂提取中的应用情况;同时也分析了超临界CO2萃取技术的局限性及存在的问题,并对其在油脂萃取方面的应用前景进行了展望。


1、超临界CO2萃取技术原理


超临界CO2流体萃取(SFE)分离过程的原理是利用超临界流体的溶解能力与其密度的关系,即利用压力和温度对超临界流体溶解能力的影响而进行的。在超临界状态下,将超临界流体与待分离的物质接触,使其有选择性地把极性大小、沸点高低和分子量大小的成分依次萃取出来。当然,对应各压力范围所得到的萃取物不可能是单一的,但可以控制条件得到最佳比例的混合成分,然后借助减压、升温的方法使超临界流体变成普通气体,被萃取物质则完全或基本析出,从而达到分离提纯的目的,所以超临界CO2流体萃取过程是由萃取和分离过程组合而成的。


2、超临界CO2萃取技术特点


CO2是一种不燃烧、无毒、资源丰富、易得、价格低廉、环境友好的溶剂,具有生产安全性,而且SC-CO2具较高的扩散性、溶解能力强。②选择性好。CO2的溶解能力可以通过调节温度和压力控制,从而有选择性地萃取目的产品,减小杂质并使目的产品的有效成分高度富集,改善产品质量和外观,且工艺简单,省时省力,三废污染少。③CO2在常温常压下为气体,所得产品无有机溶剂残留。④低温操作,保护活性物质的生理活性,能取得有效成分稳定、质量较高的产品。在植物油脂的提取过程中能较好地保护蛋白质成分,有利于蛋白质的利用。⑤通过SC-CO2得到的油脂含磷少,色泽浅,后处理中可省去脱胶脱色;通过工艺调整,除去大部分游离脂肪酸,从而省去脱酸步骤,不仅简化了工艺,还避免了营养成分在精炼过程中的损失。


3、超临界萃取技术在油脂提取中的应用


1)植物油脂的提取分离


传统的植物油脂提取方法主要是压榨法和溶剂萃取法,压榨法出油率低,粕内残油高,压榨后粕中的蛋白质已经变性,生物效价低,只能用作饲料,造成资源浪费;而溶剂萃取法具有出油率高,蛋白质不变性的优点,但是产品中的溶剂残留较难控制,且有机溶剂易燃,易爆,并且产品纯度不高。用超临界萃取技术出油率高,选择性好;无溶剂残留,无污染;而且工艺简单,分离范围广、只需控制压力和温度等主要参数即可达到提取混合物中不同组分的目的;萃取剂无毒易回收;超临界萃取由于在低温和无氧情况下操作,可以分离、精制各种热敏和易氧化的组分,特别适应于一些功能性油脂的提取,保护生理活性物质的活性。随着科技的发展,超临界流体萃取技术日益受到重视,许多学者对超临界流体萃取植物油脂进行了研究,例如超临界CO2萃取方法提取小麦胚芽油米糠油、玉米油、酸浆籽油、红花籽油、肉桂挥发油辣椒籽油、花椒籽油、桑椹籽油、燕麦油、核桃油桂花油等。实践证明通过超临界萃取的植物油在外观性状、产率、理化指标及氧化稳定性上都优于传统提取方法。


2)动物油脂的提取


传统的动物油脂分离方法主要是溶剂法和高温煎煮法,溶剂法不仅会给卵磷脂和蛋白质中带来有机溶剂残留,而且会造成环境污染,高温煎煮法易使磷脂分解、油脂颜色加深、酸值升高,产品品质低。采用超临界CO2可有效地将动物中油脂类成分萃取出来,萃取效果与传统溶剂萃取相当,而且品质高于传统方法得到的油。此外,超临界萃取技术还可用于微生物油脂的提取分离,效果也比较好。


4、SC-CO2萃取技术的局限性及存在的问题


目前, SC-CO2萃取技术在各方面的应用正日益受到前所未有的重视,它在理论上和应用上都已经被证明了具有广阔的前景。但是作为一种新技术, SC-CO2萃取也有其局限性。首先, SC-CO2萃取技术较适合于亲脂性的和相对分子质量较小的物质的萃取,但是它对极性偏大或相对分子质量偏大的有效成分的提取效率却较差,还需要加入合适的夹带剂。而夹带剂在产品中有可能残留,这就会影响产品的质量,也有违使用SC-CO2萃取技术的本意。另外, SC-CO2提取的油其氧化稳定性要明显低于传统方法生产的油,这是由于SC-CO2提取的油磷脂含量太低的缘故,磷脂本身并无抗氧化能力,但它是抗氧化剂生育酚的显著增效剂。不过此缺点可以通过向油中添加一定的磷脂来克服。


此外,超临界技术研究在我国仅仅经历了20多年的发展,很多研究仅限于萃取工艺的改进,对超临界萃取的基础研究不够深入,基础数据不够完善,很多时候以萃取物的得率为指标,未能明确目的产物,导致萃取物的有效物质成分含量低,产品等级就相应降低;对产物的产品质量指标、产品的溶解度等的研究都还很缺乏。


5、展望


目前, SC-CO2萃取技术作为一种新兴技术,已初步显示其优势,在植物油脂提取、中药有效成分提取、天然产物研究、食品、化工、香料等多个方面都得到了广泛的应用,尤其在植物油脂的萃取方面具有较好的应用前景。超临界萃取技术还可与现代分析技术相结合,如薄层色谱、气相色谱、液相色谱、气-质联用仪、液-质联用、精馏等,因而更能高效、快速地对所提取的植物油脂进行成分分离和分析。国外在超临界萃取中已经采用了全氟聚醚碳酸胺(PEPE),这使得SC-CO2萃取技术的应用已扩展到水溶性成分,所以开发研究水溶性超临界提取,对研究传统中药的有效成分等方面具有极其重要的实际意义。


  • 上一篇:国内疫情“爆发式”蔓延,短期内仍有继续扩散风险!