2-超臨界CO2流體萃取技術在植物油脂提取中的研究進展摘要：簡單概述了超臨界流體萃取的概念，對超臨界CO2流體萃取技術的基本原理、技術特點進行了簡單闡述，重點綜述了國內外超臨界CO2流體萃取技術在植物油脂提取中的研究進展，針對幾種比較常見的植物油脂作了具體介紹。同時也分析了超臨界CO2萃取技術的局限性及存在的問題，并對其在植物油脂萃取方面的應用前景進行了展望。關鍵詞：超臨界CO2萃取技術；植物油脂；研究進展ResearchAdvancesonSupercriticalCO2FluidExtractionTechnologyofVegetableOilsAbstract:Thispapersimplysummarizedthedefinitionofsupercriticalfluidextraction，andTheprinciplesandcharacteristicsofsupercriticalCO2fluidextractionwereintroduced.ThefocusofthispaperwastheresearchadvancesonsupercriticalCO2fluidextractionofvegetableoilsathomeandabroad.Inaddition,thelimitationsandproblemsofthesupercriticalCO2fluidextractiontechnologywereanalyzed,andtheapplicationprospectofthetechnologywasperformed.Keywords:supercriticalCO2fluidextraction;vegetableoils;researchadvances引言植物油脂是是人類膳食中主要的食用油脂，同時也是食品、香料、化工等的重要原料[1]。隨著人們不斷開發新的植物油脂資源以及其生理功能和作用逐漸被人們揭示了解，人們越來越重視植物油脂在萃取工藝方法的選擇。目前植物油脂制取方法主要有壓榨法、水酶法、浸出法以及超臨界流體萃取法等[2]。其中超臨界CO2萃取技術是目前國內外競相研究開發的新型高效萃取分離及分析技術[3]，因其具有操作條件溫和、工藝簡單、效率高、對有效成分破壞少、產物易于分離、無污染等優點，特別適合于萃取、提取和純化生物、食品、化妝品和藥物等，因而被廣泛地應用于植物油脂的提取[4-5]。本文對超臨界CO2萃取技術的相關原理、特點、影響因素等進行簡單分析，綜述近年來其在植物油脂萃取方面的應用現狀，并簡述其不足之處，同時展望其作為目前研究的熱點技術之一在植物油脂萃取領域發展前景。1超臨界CO2流體萃取技術簡單介紹1.1超臨界流體萃取定義以及其基本原理研究發現，每一種液體都存在一個特殊的溫度，在該溫度以上，無論壓力有多大，都不可能使氣體液化，則把這個溫度稱為臨界溫度，對應的飽和蒸汽壓稱為臨界壓力[6]。早在1879年國外研究者在做超臨界乙醇溶解碘化鉀的試驗時發現超臨界流體的獨特溶解現[7-8]。而所謂超臨界流體，是指物質處于其臨界溫度和臨界壓力以上時的流體狀態，這種流體兼有液體和氣體的優點[9]，密度大，粘度低，表面張力小，有極高的溶解和擴散能力[10-11]。這些特性使得超臨界流體成為性質可調的溶劑，從而被廣泛應用于化學反應和有機物質的萃取[12]。而超臨界流體萃取技術的基本原理是：利用超臨界流體的特殊性質，在較高壓力下，將被萃取物溶解于流體中，然后降低流體溶液的壓力或升高流體溶液的溫度，使溶解于超臨界流體中的溶質因其密度下降、溶解度降低而析出，從而實現特定溶質的萃取[13-14]。常見的超臨界萃取溶劑有乙烷、丙烷、二氧化碳、一氧化碳、正戊烷、氟利昂等[15]。用超臨界萃取方法提取植物油脂時，一般首選用CO2作為萃取劑[16]，并稱之為超臨界CO2流體萃取技術。1.2超臨界CO2流體萃取技術特點超臨界CO2流體萃取技術是一種新型的萃取分離技術，具有很多優點，歸納起來主要有以下幾點[14,17-18]：與傳統的壓榨法、溶劑萃取法相比較，具有提取率高，溶劑回收簡單等優點，同時可以對物質成分進行選擇性萃取。CO2的臨界溫度和臨界壓力均比較低，不存在相變的過程。這樣可以在室溫或比室溫略高的條件下實現超臨界流體萃取的操作，很大程度上減少了對能量的消耗，另一方面也降低了對設備的要求，提高了生產操作的安全性。在CO2的臨界點附近，溫度和壓力微小的增加，都可以引起流體密度極大的提高，從而引起超臨界CO2流體溶解能力的顯著改變。因此通過改變超臨界CO2的溫度和壓力就可以有選擇性地進行物質的萃取。使用SFE是最干凈的提取方法，與一些傳統的有機溶劑相比，二氧化碳活潑性比較低，從而不易與待分離物質發生反應，全過程中也不用有機溶劑，因此萃取絕無殘留物，同時也防止了萃取過程對人體的毒害和對環境的污染，是100%的純天然。超臨界CO2流體萃取植物油脂后的殘粕仍保留了原樣，可以很方便的用于提取蛋白質、摻入食品或者用作飼料，利于實現對原料的綜合利用。CO2與產物的分離可以很容易地通過等溫降壓或等壓升溫的方法實現。CO2更有價格低廉，易于生產等優點，同時具有不易燃、無毒性、無溶劑殘留、不造成環境污染等特點，在植物油脂提取方面有非常廣闊的應用前景。2超臨界CO2流體萃取技術在植物油脂萃取中的研究進展植物種子等原料富含油脂，而植物油脂中脂肪含量很高，含有豐富的維生素E，少量的鉀、鈉、鈣和微量元素[18]，此外植物油脂含不飽和脂肪酸，溶點低，常溫下呈液態，消化吸收率高。植物油脂是人體必需脂肪酸的重要來源，為了滿足人體的需要，在膳食中不應低于總脂肪來源的50%[19]。目前，利用超臨界CO2流體萃取技術對植物油脂的萃取應用比較廣泛、成熟。人們已經對大豆、沙棘、小麥、葡萄籽、玉米、米糠、芝麻等品種作了大量的研究，并取得了工業應用成果，本文選取幾種做簡單介紹，如下：2.1大豆油在油料作物中最重要的是大豆，而大豆油、大豆胚芽油是營養價值很高、很受人們喜愛的的優良食用油以及保健食用油[20]。從營養價值以及保健價值角度看，大豆油中含棕櫚酸7-10%，硬脂酸2-5%，花生酸1-3%，油酸22-30%，亞油酸50-60%，亞麻油酸5-9%。大豆油的脂肪酸構成較好，它含有豐富的亞油酸，不含膽固醇。因此，長期食用大豆油有顯著的目前，超臨界CO2流體萃取技術作為一種新興技術，已初步顯示其優勢，在植物油脂提取、中藥有效成分提取、天然產物研究、食品、化工、香料等多個方面都得到了廣泛的應用，尤其在植物油脂的萃取方面具有較好的應用前景。超臨界萃取技術還可與現代分析技術相結合，如薄層色譜、氣相色譜、液相色譜、氣-質聯用儀、液-質聯用、精餾等，因而更能高效、快速地對所提取的植物油脂進行成分分離和分析[10]。今后研究的一個重點方向，應在夾帶劑方面有新的突破，以擴大超臨界CO2流體萃取技術萃取的應用范圍，提高選擇性，簡化工藝，降低因不良夾帶劑帶來的成本增加，有殘留使其分離純化困難以及操作中的燃、爆危險性。另外，開發一種低壓、低溫、不帶夾帶劑的超臨界裝置，其意義重大。有理由相信，超臨界CO2流體萃取技術必將有更加廣闊的未來。參考文獻：[1]朱秀清,王瑾,于坤弘,等.植物油脂加工安全性的探析[J].食品工業科技,2008,29(12):260-262.[2]倪培德.油脂加工技術[M].北京:化學工業出版社,2007:7-12.[3]EnsiehGhasemi,FarhadRao?e,NahidMashkouriNaja?.Applicationofresponsesurfacemethodologyandcentralcompositedesignfortheoptimisationofsupercritical?uidextractionofessentialoilsfromMyrtuscommunisL.Leaves[J].FoodChemistry,2011(126):1449–1453.[4]AriasM,PenichetI,YsamberttF,etal.Fastsupercriticalfluidextractionoflowandhighdensitypolyethyleneadditives:comparisonwithconventionalrefluxandautomaticSoxhletextraction[J].JSupercritFluids,2009,50(1):22-28.[5]ReverchonE,MarcoiD.Supercriticalfluidextractionandfractionationofnaturalmatter[J].J.SupercritFluids,2006,38(2):146-166.[6]陳耀彬,卿寧,羅儒顯,等.超臨界流體萃取技術及應用[J].中國皮革,2010,39(9）：43-47.[7]RiziviSH,BenadoAL,ZollwegJA,etal.Supercriticalfluidextraction:fundamentalprinciplesandmodelingmethods[J].FoodTechonlogy,NewYork,1986,40(6):55-65.[8]RiziviSH,BenadoAL,ZollwegJA,etal.Supercriticalfluidextraction[J].FoodTechonlogy,NewYork,1986,40(7):57-64.[9]MehughM,KrukonisV.SupercritiealFluidExtraction:Principlesandpractise[M].Boston:Butterworth-Heinemann,1994:1-3.[10]廖傳華,黃鎮仁.超臨界CO2流體萃取技術工藝開發及其應用[M].北京:化學工業出版社,2004:14-15.[11]AraiY,SakoT,TakebayashiY.SupercriticalFluids:MolecularInteractions,PhysicalProperties,andNewApplications[M].Berlin,NewYork:Springer,2002:12-13.[12]潘秋月,劉悅,黃偉素,等.超臨界流體萃取活性脂質的研究進展[J].中國糧油學報,2010,25(5):120-128.[13]陳必春,毛多斌,郭鵬,等.超臨界萃取技術在食品工業中的應用[J].食品工程,2008,(2):6-9.[14]CliffordA,FundamentalsofSuPereritiealFluids[M].OxfordUniversityPress.1998:32-34.[15]孫林濤.白酒發酵副產物丟糟中風味組分的超臨界CO2萃取工藝開發研究[D].陜西:西北大學,2010:9-10.[16]王忠華.超臨界二氧化碳萃取葡萄籽油的研究[D].北京:首都師范大學,2008:3-5.[17]SihvonenMJ,RvnpE.Advancesinsupercriticalcarbondioxidetechnologies[J].TrendsinFoodScience&Technology,1999,10(6/7):217-222.[18]張德權,胡曉丹.食品超臨界CO2流體加工技術[M].北京:化學工業出版社.2005:21-22.[19]彭陽生.植物油脂加工使用技術[M].北京:金盾出版社,2003:1-2.[20]石帥,張大紅,駱耀峰.上海市食用油消費調查及消費者需求偏好研究[J].中國油脂,2010,35(10):1-5.[21]王華志,王道波,李秋霖,等.油脂中脂肪酸成分與人體健康[J].油脂工程,2010(6):16-19.[22]ClaudiaM.Trentin,AnaP.Lima,IsabelaP.Alkimim,etal.Conti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