超臨界萃取技術(shù)的介紹及應(yīng)用

任勇

摘要：本文對超臨界萃取技術(shù)的優(yōu)勢及其在食品工業(yè)生產(chǎn)中的運用進行了闡述， 并分析了超臨界萃取技術(shù)在運用中所存在的問題。

關(guān)鍵詞：超臨界萃??；食品工業(yè)；應(yīng)用

超臨界萃取技術(shù)（SFE）是一種新型的萃取分離技術(shù)，歐美國家在上世紀70年代便將其運用到工業(yè)生產(chǎn)中，國內(nèi)在SFE研究方面起步較晚，工業(yè)運用更是少之又少。在此之前，國內(nèi)在天然有機物的分離方面通常采用蒸餾法、有機溶劑萃取等傳統(tǒng)方法。由于蒸餾法需要在一定程度加熱升溫，因此不適用于含有易分解物質(zhì)的分離，而有機溶劑萃取法則需要通過脫溶，保證提取物的純度，但此過程容易造成目標物品質(zhì)的下降，而SFE能夠有效地彌補傳統(tǒng)提取方法的不足。

1. SFE基本原理

在一定溫度下，通過不斷加壓，氣體會逐步轉(zhuǎn)化為液體，而在一定溫度下，通過不斷升溫，液體又會逐漸轉(zhuǎn)化為氣體，對于某一特定物質(zhì)總會存在一個臨界點，使其狀態(tài)維持在液體與氣體的中間狀態(tài)，而這一點就叫做臨界點，而達到臨界狀態(tài)的物質(zhì)就是超臨界流體（SF）。SF及擁有類似氣體高穿透性又保持了液體的高溶解性?？偠灾?，SFE就是采用處于臨界狀態(tài)的一特定物質(zhì)對目標物進行萃取的高效分離技術(shù)。

2. 流體材料

能夠作為SF的物質(zhì)有很多，如CO2、CH3CH3、CH4O、NH4和H2O等。但采用SFE提取天然產(chǎn)物時，通常選用CO2作為SF。這是因為CO2臨界溫度為（Tc=31.06℃），是SF中臨界點最接近室溫的，因此采用CO2萃取天然物質(zhì)時可以在室溫下完成，而萃取完成后恢復(fù)至常溫常壓后CO2能夠瞬間恢復(fù)至氣體與目標物分離。此外，CO2以臨界壓力（Pc=7.39Mpa）適中，臨界密度（ρ=0.448g/cm3）高，對有機物溶解能力強、選擇性好，價低、無毒、環(huán)保、惰性等優(yōu)勢，成為最常用的SF。

3. 夾帶劑的使用

為提高SF的溶解性，增加溶質(zhì)溶解度對溫度、壓力的敏感程度，調(diào)整SF的臨界參數(shù)，在采用SFE對有機物質(zhì)進行提取時，通常需要在SF中加入一定量的夾帶劑。

4. SFE在工業(yè)中的應(yīng)用

4.1 SFE在油脂工業(yè)中的應(yīng)用

常見的制油工藝主要包括壓榨法和浸出法。壓榨法出油率低，經(jīng)壓榨后的餅粕餅粕殘油量高，不便于在此加工，其中蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)也遭到破壞，利用價值低。而浸出法具雖有出油率高，餅粕殘油低，蛋白質(zhì)不變性的優(yōu)點，但浸出過程使用的有機溶劑需經(jīng)過特殊工藝脫除，且常用的浸出溶劑己烷易燃、易爆的，工作安全性低。而采用SFE工藝制油不僅食用油油品較好，由于萃取工藝是在低溫和無氧情況下完成，這就保證了食用油中特有的天然物質(zhì)成分如甾醇類物質(zhì)、維生素及其他一些熱敏物質(zhì)不被破壞。此外，采用SFE工藝制油工藝流程相對簡單，不需要專門設(shè)計復(fù)雜的脫溶裝置，萃取劑五毒、穩(wěn)定且易回收。因此，SFE受到了越來越多的專家學者的關(guān)注。而SFE方法已被運用于紅花籽油、燕麥油、核桃油、桂花油等特殊油料的提取。

4.2 天然香料的生產(chǎn)

SFE不僅可以用于制油工藝還可以用于天然香料的生產(chǎn)，例如，精油。此外，采用SFE技術(shù)從天然香料中提取精油可以較為良好地保留其中的風味物質(zhì)，如玫瑰花中的玫瑰精油，辣椒中的辣椒素等。張晨等采用SFE提取甜橙皮油時發(fā)現(xiàn)，甜橙皮油中檸檬烯含量較其他提取方法所更高，這也說明SFE能夠良好的保留目標物中的風味物質(zhì)。

4.3 白酒芳香味物質(zhì)萃取

在白酒生產(chǎn)過程中，如何處理廢糟液是令每個白酒生產(chǎn)廠家頭疼的問題，廢醪中主要含有糖、蛋白質(zhì)、纖維素、殘?zhí)?、短纖維、氨、磷、鉀等成分。如果直接排放不僅會污染環(huán)境，同時也是一種極大的浪費。由于在酒糟、底窖酒糟和扔糟中存在勾兌白酒所需的物質(zhì)，而SFE能夠完美的對其中的芳香物質(zhì)進行提取。因此，五糧液集團便建基了于SFE的萃取裝置，從酒糟、底窖酒糟和丟糟中提取勾兌白酒所需的物質(zhì)，用于配制酒的生產(chǎn)，提高了白酒的產(chǎn)率，避免了資源的浪費。

5. 展望

與傳統(tǒng)的萃取分離方法相比，SFE技術(shù)具有明顯的優(yōu)點，同時也存在尚待解決的問題。主要包括SFE設(shè)備成本高、生產(chǎn)效率低、設(shè)備強度要求高、設(shè)備易腐蝕、易堵塞。但作為一種公認的綠色提取技術(shù)，SFE正向著更為廣闊、光明的方向發(fā)展。雖然此項技術(shù)在我國起步較晚，但由于國家的大力支持，我國正在逐步縮小與世界的差距。此外，我國自然資源豐富使得大力發(fā)展SFE技術(shù)具有了更加深遠的意義。