研究生超臨界論文作業(yè)

①大大增加被分離組分在氣相中的溶解度；②可使溶質(zhì)的選擇性(分離因子)大大提高；③增加溶質(zhì)溶解度對(duì)溫度、壓力的敏感程度；④同有反應(yīng)的萃取精餾相似，可作反應(yīng)物；⑤能改變?nèi)軇┑呐R界參數(shù)。4超臨界萃取技術(shù)的特點(diǎn)[3]超臨界流體技術(shù)在萃取和精餾過程中，作為常規(guī)分離方法的替代，有許多潛在的應(yīng)用前景。其優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)是：a)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，可在接近常溫下完成萃取工藝，對(duì)熱敏性食品以及食品的風(fēng)味不會(huì)產(chǎn)生影響；特別適合那些對(duì)熱敏感性強(qiáng)、容易氧化分解、破壞成分的提取和分離。b)在高壓、密閉、惰性環(huán)境中，選擇性萃取分離天然物質(zhì)精華。在最佳工藝條件下，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。c)萃取工藝簡(jiǎn)單，效率高且無污染。萃取過程通常將原料和超臨界流體一同進(jìn)人萃取釜，在萃取釜內(nèi)超臨界流體有選擇地將原料中的組分溶解在其中，然后含有萃取物的超臨界流體經(jīng)過恒溫降壓或恒壓升溫進(jìn)入分離釜，在分離釜內(nèi)將萃取物與超臨界流體分離，分離后的超臨界流體經(jīng)過精制可循環(huán)使用。5超臨界萃取技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用我國(guó)食品工業(yè)應(yīng)用超臨界萃取技術(shù)已逐步由實(shí)驗(yàn)室研究走向產(chǎn)業(yè)化，集中用在提取動(dòng)植物油脂、色素、香料及食品脫臭方面。5.1天然香料、色素的生產(chǎn)超臨界萃取技術(shù)生產(chǎn)天然香料的主要原料有鮮花、水果皮等，主要產(chǎn)品為精油，還可提取其他風(fēng)味物質(zhì)，如大蒜中的大蒜素、大蒜辣素；生姜中的姜辣素；胡椒中的胡椒堿及辣椒中的辣椒素等。F．Temelli等用超臨界萃取柑桔香精油，在70℃、8．3MPa下得到柑桔風(fēng)味濃厚的桔香精油[4]。T．Baysal用超臨界萃取法從香菜種子中分離得到檸檬香油和香芹酮[5]。I．Papamichail對(duì)芹菜種子先研磨，再用超臨界CO2提取植物油。ZekovicZ用超臨界C02提取百里香。張?bào)P等從墨紅花中用超臨界C02提取的精油香氣與鮮花相近[6]。超臨界CO2還可以分離天然色素。超臨界CO2可從辣椒中直接提取辣椒色素。RozziNL研究了在溫度32℃~86℃和壓力13．78MPa~48．26MPa的條件下從番茄副產(chǎn)品中提取番茄紅素，結(jié)果表明在86℃、34．47MPa的條件下得到了38．8％的最大提取率[7]。孫慶杰從番茄中提取番茄紅素，在壓力15MPa～25MPa、溫度40℃～50℃、流量20kg／h、萃取時(shí)間1h~2h，番茄皮中90％以上番茄紅色素可萃取出來。用己烷萃取可可色素的萃取率為75％~80％，而超臨界C02萃取率達(dá)90％[8]。5.2在啤酒生產(chǎn)中的應(yīng)用啤酒花是啤酒生產(chǎn)中主要的輔料，賦予啤酒特有的苦味和香味，是啤酒釀造中的防腐劑和芳香劑。對(duì)啤酒花進(jìn)行深加工，萃取其有效成分，或?qū)ζ漭腿∥镞M(jìn)一步分離、異構(gòu)，再應(yīng)用于啤酒釀制中，以提高啤酒苦味值和酒花成分的利用率，減少運(yùn)輸和貯存的費(fèi)用。從20世紀(jì)80年代開始，一些發(fā)達(dá)國(guó)家如美國(guó)、德國(guó)、澳大利亞等都在大量使用啤酒花萃取物[9]。目前，國(guó)內(nèi)一些啤酒生產(chǎn)廠家也在積極試用啤酒花萃取物，使啤酒花萃取物的應(yīng)用得到進(jìn)一步的推廣。由于啤酒花是季節(jié)性生產(chǎn)以及產(chǎn)地一般較偏遠(yuǎn)，啤酒生產(chǎn)廠每年都要花費(fèi)大量的運(yùn)輸和冷貯費(fèi)用。且普通壓縮啤酒花的質(zhì)量，特別是啤酒花精油，隨著貯存時(shí)間的延長(zhǎng)而降低和被氧化，啤酒花中有效成分的利用率明顯降低。因此，提取啤酒花中有效成分以便于保存及降低運(yùn)輸費(fèi)用、提高有效成分利用率是十分必要的[10]。傳統(tǒng)方法是用己烷、二氯甲烷等有機(jī)溶劑進(jìn)行萃取，產(chǎn)品質(zhì)量差，且存在化學(xué)溶劑殘留。5.3在蜂產(chǎn)品加工中的應(yīng)用5.3.1蜂膠由于粗膠里含有蜂蠟等雜質(zhì)，必須進(jìn)行提純。目前主要通過水、丙酮、乙醚、乙醇等溶劑進(jìn)行萃取[11]。乙醇萃取蜂膠液不足之處在于難量化和配伍，并有可能引起服用者的一些過敏反應(yīng)，而其他溶劑萃取率不高。使用超臨界萃取技術(shù)萃取蜂膠中有效成分已越來越受到大家的關(guān)注。超臨界CO2萃取分離整個(gè)過程在一個(gè)高壓密閉容器中進(jìn)行，沒有細(xì)菌和任何外來雜質(zhì)污染物，同時(shí)，系統(tǒng)中各段溫度在萃取生物活性物質(zhì)時(shí)都不超過65℃，從而保證蜂膠中的熱敏性物質(zhì)不被破壞，又由于C02為惰性氣體，蜂膠不會(huì)被氧化。超臨界流體更能有效地將蜂膠分離，不需要一般有機(jī)溶劑萃取時(shí)的溶劑加熱回收過程，故不會(huì)產(chǎn)生有機(jī)溶劑殘留的缺點(diǎn)，且萃取速度快，特別適于提取蜂膠中的易揮發(fā)性物質(zhì)[12]。5.3.2蜂花粉隨著超臨界萃取技術(shù)應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，其在蜂花粉中的應(yīng)用得到了進(jìn)一步研究。馮武等對(duì)云南松花粉使用超臨界CO2技術(shù)進(jìn)行脫脂研究，探索出超臨界CO2萃取脫脂云南松花粉的最佳參數(shù)[13]。5.4提取黃酮類黃酮類化合物具有多種藥理作用，對(duì)該類物質(zhì)進(jìn)行分離是藥物分析的一個(gè)重要領(lǐng)域。國(guó)外學(xué)者用超臨界萃取技術(shù)從黃芩根中萃取黃芩甙和黃芩甙元，回收率分別達(dá)90％和88％[14]。近年來，人們對(duì)銀杏葉的研究較深入，尤其是對(duì)銀杏黃酮和銀杏內(nèi)酯的研究。國(guó)內(nèi)用乙醇和大孔吸附樹脂提取的銀杏葉粗品中有害成分(銀杏酸)含量為20g/kg，經(jīng)CO2超臨界萃取，以乙醇作為添加劑，提取精制后的銀杏酸的含量為0.2g/kg。用反相高效液相色譜法對(duì)銀杏葉超臨界CO2提取物中黃酮類化合物進(jìn)行分析，證明用超臨界C02提取銀杏葉中藥成分是切實(shí)可行的。5.5提取生物堿超臨界流體萃取用于生物堿的研究起步較早，德國(guó)在1978年建成的第一套工業(yè)化規(guī)模超臨界流體萃取裝置是用來對(duì)咖啡因生物堿的萃取[15]。因大多數(shù)生物堿都有極性，用純CO2難以達(dá)到完全萃取和選擇性萃取的目的，通常加入一種超臨界溶劑(如丙烷)和改性劑。從煙草中提取天然煙堿通常用有機(jī)溶劑法，常出現(xiàn)膠著狀態(tài)，處理和分離均困難。國(guó)內(nèi)研究者用體積分?jǐn)?shù)70％的乙醇作為夾帶劑，進(jìn)行超臨界萃取可獲得93.6％的回收率，且煙草不需要預(yù)處理，提取物煙堿含量高，油狀雜質(zhì)少，后續(xù)分離效果好。6超臨界萃取技術(shù)面臨的問題及前景展望6．1超臨界萃取技術(shù)面臨的問題[16]與傳統(tǒng)化學(xué)分離提取方法相比，超臨界萃取技術(shù)具有許多優(yōu)點(diǎn)，但也存在一些問題，主要是處理成本高、設(shè)備生產(chǎn)能力低、對(duì)有些成分提取率低，另外還有能源的回收、堵塞、腐蝕等技術(shù)問題有待解決但它作為一種國(guó)際上公認(rèn)的綠色提取技術(shù)，其本身特性顯示巨大生命力。隨著當(dāng)今社會(huì)高度發(fā)展，維護(hù)和保持一個(gè)可持續(xù)發(fā)展的環(huán)境是人類共同的要求和期望，無論是環(huán)境保護(hù)、污染的治理，還是人們對(duì)天然產(chǎn)物和綠色食品的青睞，超臨界技術(shù)將擁有更為廣闊的發(fā)展空間。我國(guó)從20世紀(jì)70年代末80年代初開展了超臨界流體技術(shù)的研究。國(guó)家對(duì)此項(xiàng)技術(shù)的研究也給予了較犬的支持，但與世界先進(jìn)水平相比，尚存一定差距。我國(guó)具有豐富的天然植物、藥物資源，開發(fā)和利用這些資源具有重要意義，應(yīng)加強(qiáng)超臨界萃取技術(shù)的基礎(chǔ)理論和應(yīng)用研究。6．2展望超臨界萃取技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用日趨成熟，其分離效率高、能耗低，越來越受到人們的關(guān)注。將該技術(shù)應(yīng)用于發(fā)酵法酒精生產(chǎn)過程中，不僅提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，增加了產(chǎn)品的附加值，而且有利于實(shí)現(xiàn)酒精釀造過程的清潔生產(chǎn)。目前，超臨界萃取技術(shù)和設(shè)備由于投資和操作成本等問題，在發(fā)酵法酒精生產(chǎn)過程的應(yīng)用還受到一定的限制，隨著超臨界CO2萃取技術(shù)和裝備的不斷拓展與完善，超臨界萃取技術(shù)在釀酒生產(chǎn)中的應(yīng)用有可能實(shí)現(xiàn)較大的突破[17]。參考文獻(xiàn)[1]顏偉玉，李琳，謝國(guó)秀．超臨界萃取技術(shù)及其在蜂產(chǎn)品加工中的應(yīng)用[J].養(yǎng)蜂科技，2006(1):36—37,35．[2]陳必春，毛多斌，郭鵬，等．超臨界萃取技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用[J].食品工程，2008(2):6—9．[3]張志偉，楊中平超臨界流體萃取技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品精深加工中的應(yīng)用[J].陜西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2005(5):64—66．[4]王建鳴．超臨界萃取技術(shù)的新進(jìn)展[J].高等函授學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2006(1)：56—58，64．[5]李疆，周紅．超臨界萃取技術(shù)及其在啤酒花浸膏生產(chǎn)上的應(yīng)用[J].釀酒，2008(3)：53—55．[6]韓玉謙，隋曉，馮曉梅，等．超臨界CO2萃取蜂膠有效成分的研究[J].精細(xì)化工，2003，20(7)：422—424．[7]吳曉闖，昊家森．超臨界CO2流體萃取蜂膠工藝前景燦爛[J].養(yǎng)蜂科技．2004(7)：13．[8]陳嵐，滿瑞林．超·臨界萃取技術(shù)及其應(yīng)用研究[J].現(xiàn)代食品科技，2006(1)：199—202．[9]呂維忠，鐘振聲，黃少烈．大豆粗磷脂的超臨界CO2提純工藝研究[J].食品工業(yè)，2001(1)：40一42[10]楊靜玉，金顧姬，昊曉聞，等．蜂膠CO2超臨界萃取物藥理活性的初步探討[J].中國(guó)藥理通訊，2003，20(2)：70．[11]高蔭榆，游海，陳芩，等．蜂膠黃酮類化合物超臨界萃取工藝研究[J].食品科學(xué)，2002，23(8)：154—157．[12]孫慶杰，丁霄霖．超臨界CO2萃取番茄紅素的初步研究[J].食品與發(fā)酵工業(yè)．1998(24)：3[13]張侃，劉世斌，郝曉剛，等．超一臨界CO2萃取啤酒花及其應(yīng)用[J]．太原理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2002，33(1)：103—105．[14]黃亞東．利用超臨界CO2流體萃取酒花