應(yīng)用超臨界流體第一頁，共三十五頁，2022年，8月28日3.1應(yīng)用概述3.2在天然產(chǎn)物加工中的應(yīng)用3.3在現(xiàn)代中藥提取中的應(yīng)用第二頁，共三十五頁，2022年，8月28日3.1應(yīng)用概述發(fā)展最早、研究最多并已有工業(yè)化產(chǎn)品的技術(shù)當(dāng)屬超臨界流體萃取.研究領(lǐng)域:燃料\石油\海洋化工\生物化工\醫(yī)藥\食品\香料\環(huán)保\藥檢發(fā)表文章包括:從天然物中萃取高附加值的有用成分（天然色素、香精香料、食用或藥用成分等）煤的直接液化，烴類中有選擇地萃取直鏈烷烴或芳香烴，共沸物的分離，海水脫鹽，活性碳再生，從高聚物中分離單體或殘留溶劑，同分異構(gòu)體的分離，天然產(chǎn)物中有害成分的脫除，有機(jī)物的稀濃度水溶液的分離等。超臨界CO2（SC-CO2）萃取技術(shù)被視為中藥現(xiàn)代化生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)之一.第三頁，共三十五頁，2022年，8月28日3.2在天然產(chǎn)物加工中的應(yīng)用天然精油、香料：玫瑰、茉莉、桂花、啤酒花、檀香木、生姜、八角茴香、薄荷、迷迭香……天然色素：辣椒紅素動(dòng)、植物油：魚油、蛋黃油、花生油、大豆油、紅花籽油、茶籽油、小麥胚芽油、玉米胚芽油......大豆磷脂、蛋黃磷脂咖啡脫咖啡因、茶葉脫咖啡因、煙草脫尼古丁等第四頁，共三十五頁，2022年，8月28日3.2.1咖啡中脫除咖啡因工藝及工業(yè)化3.2.2啤酒花中提取啤酒花浸膏工藝

3.2.3從植物種子中提取食用油新工藝3.2.4超臨界萃取天然香料工藝

第五頁，共三十五頁，2022年，8月28日咖啡豆中含咖啡因約0.9%~3%，屬興奮劑對(duì)高血壓、心臟病、糖尿病、失眠患者尤其有害工業(yè)傳統(tǒng)方法：采用二氯甲烷提取咖啡因缺陷在于：（1）芳香物質(zhì)同時(shí)被提取出來（2）溶劑殘留從咖啡中脫除咖啡因工藝及工業(yè)化第六頁，共三十五頁，2022年，8月28日超臨界CO2萃取咖啡因流程(a)~(c)GO第七頁，共三十五頁，2022年，8月28日超臨界CO2萃取咖啡因流程(d)1.CO2

2.超臨界萃取塔3.水噴淋塔4.反滲透裝置GO第八頁，共三十五頁，2022年，8月28日共同點(diǎn)：半連續(xù)過程原料生咖啡豆必須預(yù)先用水浸漬操作條件：萃取溫度60~90C，萃取壓力16~30MPa需借助其它分離方法實(shí)現(xiàn)咖啡因與CO2的分離處理后咖啡豆中咖啡因含量減少至很低值(0.02~0.08%以下），且無芳香物損失第九頁，共三十五頁，2022年，8月28日區(qū)別：咖啡因與CO2分離途徑不同

流程(a)：水洗－蒸餾

流程(b)：活性炭吸附器

流程(c)：萃取吸附一體

流程(d)：水洗－反滲透

第十頁，共三十五頁，2022年，8月28日研究發(fā)現(xiàn)：咖啡中咖啡因在SC-CO2中的溶解量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于純咖啡因在相同條件下的溶解度值原因在于咖啡中的綠原酸和咖啡因以化學(xué)鍵的形式連結(jié)，母體對(duì)其束縛作用導(dǎo)致萃取出的咖啡因濃度比其溶解度小幾個(gè)數(shù)量級(jí)水的加入可以改變此化學(xué)結(jié)構(gòu)并使咖啡因游離出來第十一頁，共三十五頁，2022年，8月28日由于CO2相中的咖啡因濃度遠(yuǎn)低于其溶解度值，因此采用單純降壓或變溫方法很難使咖啡因從CO2相中析出集成了其他化工分離技術(shù)(1)水洗(2)活性炭吸附第十二頁，共三十五頁，2022年，8月28日3.2.2從啤酒花中提取啤酒花浸膏工藝啤酒花又稱蛇麻花，在我國主產(chǎn)于新疆，含律草酮(-酸)、異律草酮A和B、蛇麻酮(-酸)、聚蛇麻酮、香葉烯、律草烯、芳樟醇、蛇麻醇、蕓香甙、鞣質(zhì)、膽堿等物質(zhì)第十三頁，共三十五頁，2022年，8月28日是啤酒釀造中不可缺少的添加物，最重要的物質(zhì)是-酸，賦予啤酒特有的清爽、苦味和香氣早期啤酒生產(chǎn)主要直接使用干花，自70年代國外開始將啤酒花制成浸膏以便于使用和保存?zhèn)鹘y(tǒng)方法常采用二氯甲烷浸取，萃取物一般為暗綠色糊狀物，浸膏中-酸含量不足40%，含大量雜質(zhì)，殘留溶劑不易去除而影響質(zhì)量SC-CO2萃取選擇性高，浸膏中-酸含量高達(dá)98.9%，不含有機(jī)溶劑，農(nóng)藥、重金屬等全部去除，且能夠保持天然色澤和氣味第十四頁，共三十五頁，2022年，8月28日3.2.3從植物種子中提取植物油新工藝食用或藥用有效成分大豆油、花生油、葵花籽油、小麥胚芽油可可脂紅花籽油紫蘇籽油棕櫚果油葡萄籽油第十五頁，共三十五頁，2022年，8月28日目前主要生產(chǎn)方法為壓榨法和正己烷溶劑萃取法。壓榨法收率較低，而己烷易燃且有溶劑殘留超臨界CO2萃取回收率高，油產(chǎn)品色澤、氣味好，無溶劑殘留，質(zhì)量明顯提高第十六頁，共三十五頁，2022年，8月28日對(duì)于附加值高的產(chǎn)品，如小麥胚芽油已實(shí)現(xiàn)超臨界萃取工業(yè)化（南方面粉廠）但對(duì)于大宗的食用油產(chǎn)品，如油菜籽、玉米種子、向日葵籽、大豆、棉籽等，市場尚未見有SFE技術(shù)產(chǎn)品，原因是受產(chǎn)品規(guī)模和產(chǎn)值等經(jīng)濟(jì)因素制約，也即超臨界萃取技術(shù)對(duì)規(guī)模大而附加值低的產(chǎn)品優(yōu)勢目前尚難以顯現(xiàn)第十七頁，共三十五頁，2022年，8月28日天然香料的制備方法：水蒸氣蒸餾法、浸提法、壓榨法等。水蒸氣蒸餾溫度高且有水存在，易導(dǎo)致產(chǎn)品受熱分解、水解、水溶等作用發(fā)生；壓榨法收率低；浸提法工藝周期長，且使用大量有機(jī)溶劑，溶劑殘留，影響香料的質(zhì)量CO2具有親脂性，又是無味、無毒、價(jià)廉氣體，作為提取天然香料溶劑獨(dú)具優(yōu)勢。所得成品無毒、無溶劑殘留、顏色和香味純正、香色完全，售價(jià)比普通提取法高20-25%，提取率也高出20～100％超臨界萃取天然香料工藝第十八頁，共三十五頁，2022年，8月28日非常成功的應(yīng)用領(lǐng)域是天然香料的萃取，如名貴香料茉莉浸膏、玫瑰精油、丁香油、迷迭香料的提取等日本富士香料公司于1989年建成了1×300L的天然香料生產(chǎn)裝置。目前國外市場上已出現(xiàn)了由該技術(shù)制取的具有高附加值的天然香料、色素和風(fēng)味物質(zhì)等高質(zhì)量的食品添加劑系列第十九頁，共三十五頁，2022年，8月28日3.3在現(xiàn)代中藥提取中的應(yīng)用3.3.1傳統(tǒng)中藥提取技術(shù)3.3.2中草藥超臨界萃取的優(yōu)勢與特點(diǎn)3.3.3中草藥超臨界CO2萃取應(yīng)用分析3.3.4需要關(guān)注的問題第二十頁，共三十五頁，2022年，8月28日3.3.1傳統(tǒng)中藥提取技術(shù)溶劑萃取法浸漬法、滲漉法、煎煮法、熱回流法等

水蒸氣蒸餾法升華法第二十一頁，共三十五頁，2022年，8月28日浸漬法：粉碎成粒狀或片狀的中草藥加入溶劑浸泡溶出滲漉法：藥材粉裝于滲漉器，溶劑自上而下通過煎煮法：陶器、砂罐或銅制、搪瓷器皿回流提取法：采用回流加熱裝置，以免溶劑揮發(fā)損失。效果優(yōu)于冷浸法，大量生產(chǎn)多采用連續(xù)提取一、溶劑萃取法第二十二頁，共三十五頁，2022年，8月28日二、水蒸氣蒸餾法

適用于能隨水蒸氣蒸餾而不被破壞的中草藥成分的提取。沸點(diǎn)多在100℃以上，與水不混溶或僅微溶，共沸騰下與水不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，且在約100℃時(shí)存一定的蒸氣壓。當(dāng)與水在一起加熱時(shí)，液體開始沸騰，水蒸氣將揮發(fā)性物質(zhì)一并帶出例如揮發(fā)油、某些小分子生物堿-麻黃堿、蕭堿、檳榔堿，以及某些小分子酚類物質(zhì)

第二十三頁，共三十五頁，2022年，8月28日中草藥中一些成分具有升華的性質(zhì)，可利用升華法直接自中草藥中提取出來如樟木中升華的樟腦(《本草綱目》記載)；一些香豆素類；有機(jī)酸類產(chǎn)率低，有時(shí)伴有炭化或分解現(xiàn)象三、升華法

第二十四頁，共三十五頁，2022年，8月28日工藝步驟繁雜、耗時(shí)長熱敏性、易揮發(fā)成分的降解有機(jī)溶劑的殘留成藥質(zhì)量穩(wěn)定性差四、傳統(tǒng)提取工藝的缺陷

第二十五頁，共三十五頁，2022年，8月28日3.3.2中草藥超臨界萃取的優(yōu)勢與特點(diǎn)我國中藥產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)中藥資源浪費(fèi)和匱乏制藥技術(shù)與裝備落后產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定拳頭產(chǎn)品市場占有率低缺乏國際市場認(rèn)可的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)第二十六頁，共三十五頁，2022年，8月28日我國中藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展機(jī)遇西醫(yī)西藥局限性和毒副作用與“回歸自然”的熱潮經(jīng)濟(jì)全球化的快速發(fā)展中國加入WTO現(xiàn)代中藥必將走向世界

“康萊特”注射液；天士力復(fù)方丹參滴丸第二十七頁，共三十五頁，2022年，8月28日超臨界萃取技術(shù)應(yīng)用于中藥提取的優(yōu)勢與特點(diǎn)工藝流程簡單操作方便、參數(shù)易于控制生產(chǎn)高效低耗產(chǎn)品無溶劑殘留特別適合于分離熱敏性物質(zhì)產(chǎn)品和有效成分質(zhì)量穩(wěn)定兼顧單方、復(fù)方中藥的開發(fā)應(yīng)用綠色分離技術(shù)“安全、高效、穩(wěn)定、可控”的現(xiàn)代中藥第二十八頁，共三十五頁，2022年，8月28日中國、日本、韓國作了大量工作

紫草、蛇床子、茵陳蒿、連翹、桑白皮、紅花、月見草油、黃連、蒼術(shù)、良姜等3.3.3中草藥超臨界CO2萃取應(yīng)用分析第二十九頁，共三十五頁，2022年，8月28日國內(nèi)SFE技術(shù)用于天然植物藥開發(fā)現(xiàn)狀目前國內(nèi)至少有上百種以上的單味中草藥被用SFE方法進(jìn)行了研究已開始從實(shí)驗(yàn)室或中試研究步入工業(yè)化，如青蒿素、蛇床子、姜黃、艾葉等的超臨界萃取達(dá)到了工業(yè)規(guī)模第三十頁，共三十五頁，2022年，8月28日超臨界萃取溫度30~70C，壓力一般為中等壓力20~30MPa非極性的SC-CO2僅對(duì)親脂性、分子量小的非極性物質(zhì)具有較高的溶解度，純CO2萃取物多為揮發(fā)油、脂肪油等親脂類組分的混合物研究結(jié)果：第三十一頁，共三十五頁，2022年，8月28日超臨界CO2萃取脂溶性成分的萃取率及提取質(zhì)量常明顯優(yōu)于傳統(tǒng)方法

如傳統(tǒng)水蒸汽蒸餾法提取木香和柴胡揮發(fā)油萃取率僅為0.53%和0.24%對(duì)于某些極性有效成分，需適當(dāng)引入夾帶劑第三十二頁，共三十五頁，2022年，8月28日技術(shù)可行與經(jīng)濟(jì)可行設(shè)備要求高，一次性投資大；對(duì)極性大、分子量大、親水性部