天然產(chǎn)物 讀書筆記

1、讀書筆記Supercritical Fluid Extraction.、人 、 前言1822年Cagniard de la Tour發(fā)現(xiàn)了臨界點。所謂臨界點，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。在這個溫度和壓力點下，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)的粘度和擴散系數(shù)。這 時，就稱之為超臨界流體（簡稱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)勢在于它是一種廉價的、低碳環(huán)保的分離分析 技術(shù)，近年來，超臨界流體技術(shù)在醫(yī)藥、食品、環(huán)保化工、材料制備等

2、領(lǐng)域應用 廣泛。超臨界流體分離用于從咖啡中提取咖啡因就是一個非常經(jīng)典的實例，超臨界 狀態(tài)的CO2具備有機溶劑的溶解度，而且有著更高的擴散系數(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。本章重點介紹了 SCF在天然產(chǎn)物中的提取和分離應用。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個三元系的平衡相圖，為后人進行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 和溫度對超臨界流體溶解能力的影響而進行的。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、沸點高低和相對分子質(zhì)量 大小不同的成分萃取出來。超臨界萃取的實驗流程示意圖超臨界流體萃取技術(shù)的特點傳統(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溶劑萃取法，它們均具有明顯的缺陷，大量實驗研究證實SCF技術(shù)相對于傳統(tǒng)提取方法具 有許多優(yōu)勢其優(yōu)勢特點為：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 熱敏感性強、容易被氧化分解、破壞的成分的提取與分離；1.2選擇性強，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具有無毒、無味、不燃、不腐蝕、安全、不污染環(huán)境、價廉、能循環(huán)使 用等特

4、點，特別適合食品、香料、醫(yī)藥等天然產(chǎn)品提取；1.4萃取工藝簡單，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用SCF時，必須對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用等都對萃取效果影響較大。超臨界萃取在天然活性成分提取中的應用3.1提取精油精油是存在于天然產(chǎn)物中的一種復雜混合物，它包含了單萜、倍半萜和其他 芳香化合物。由于大多數(shù)化合物會高溫水解，提取過程中會破壞其風味，SCF提 取的壓力高、溫度低的特點能很好的解決精油水解問題。因此，在過去的幾年中， SCF提取精

5、油已經(jīng)開始替代傳統(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展。3.2提取辣椒素Perva-Uzunalic等分析不同溫度和壓力對萃取的影響，認為在壓力400bar， 溫度40C下萃取辣椒素可以達到最高收率。Duarte等利用SCF提取小米辣中精 油和辣椒素的過程中研究了壓力的變化對產(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、了有機溶劑萃取還需要吸附洗脫的操作，節(jié)約了時間的同時避免 了對環(huán)境的污染。3.4提取黃酮類SCF應用于黃酮類化合物萃取時，會加入約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)級貫葉連翹的提取上應用了 SCF 分離。得出了在90bar下提取3小時和120bar下提取1小時都可以得到很高的 收率（35%），而且提高溫度會起到反效果，降低收率，原因是高溫會促使貫葉 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特性，因此在萃取和 色譜分離中都具有獨特的技術(shù)優(yōu)勢。近年來，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)、工藝流程到實驗設(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物參加化學反應，從而提高反應效率和選擇性，還可 以與精餾、超聲等技術(shù)結(jié)合起來。特別是超臨界流體色譜分離技術(shù)，具有分離效率高、分離時間短、產(chǎn)品質(zhì)量 好及易于與檢測器匹配等優(yōu)點，在諸多領(lǐng)域都可應用。它在分離分析非揮發(fā)性大 分子、生物大分子、手性對映體以及其