亞臨界萃取的機制

亞臨界萃取是利用亞臨界流體作為萃取劑，在密閉、無氧、低壓的壓力容器內(nèi)，利用有機物相似相溶的原理，通過萃取物料與萃取劑在浸泡過程中的分子擴散過程，達到固體物料中的脂溶性成分轉(zhuǎn)移到液態(tài)的萃取劑中，當系統(tǒng)內(nèi)固液兩相中脂溶性成分達到濃度平衡時，將萃取液與固體物料分離，然后再將溶劑加入到裝有固體物料的容器內(nèi)進行二次浸泡，當系統(tǒng)內(nèi)固液兩相中脂溶性成分再次達到濃度平衡時，固體物料中的脂溶性成分進一步轉(zhuǎn)移到液態(tài)的溶劑中。根據(jù)物料中脂溶性物質(zhì)含量的高低，經(jīng)過多次固液萃取，固體物料中的脂溶性成分充分轉(zhuǎn)移到液態(tài)溶劑中，從而實現(xiàn)了固體物料中脂溶性成分充分萃取的目的。萃取液通過減壓蒸發(fā)的過程將溶劑與脂溶性成分分離，最終獲得固體物料中脂溶性目的產(chǎn)物。

在實際生產(chǎn)中，以上萃取過程一般采用罐組式逆流萃取的形式。萃取次數(shù)為3～5次。

2、影響亞臨界萃取的因素

亞臨界流體萃取技術(shù)就是利用亞臨界流體的特殊性質(zhì)，將物料裝入萃取罐內(nèi)，注入亞臨界流體浸泡，實現(xiàn)固體物料中脂溶性成分物質(zhì)萃取到液態(tài)的溶劑中，并最終獲得目標產(chǎn)物的過程。在這一過程中，能影響亞臨界萃取的因素有料溶比、萃取溫度、萃取時間、萃取壓力、萃取劑及夾帶劑、攪拌等因素。

（1）溶料比 從理論上說，溶料比越大，萃取效率越高，在工業(yè)化的生產(chǎn)過程由于成本的優(yōu)化，一般控制在1：1～1.5：1之間。

（2）攪拌 萃取的過程是分子相對擴散的過程，適度的攪拌可以增加溶劑和物料之間的充分混合，減少萃取外擴散阻力，使萃取體系的濃度朝有利于固體物料中的脂溶性成分向液體溶劑中擴散。

（3）萃取溫度與壓力 提高萃取溫度能增加分子的運動速度，從而提高擴散的速度，但是，過高的溫度又會造成物料中活性成分的滅活。因此，將溫度控制在一定溫度以內(nèi)，并在生產(chǎn)過程中定向控制。壓力與溫度呈正相關(guān)關(guān)系，萃取溫度上升，萃取壓力相應(yīng)提高。壓力升高，有助于提高萃取速度。

（4）萃取時間與次數(shù) 從理論上講，萃取次數(shù)越多，萃取的效果越好。實踐中，針對不同的物料，先通過正交試驗得出樣品，經(jīng)檢測各項指標后，確定出合理的萃取時間和次數(shù)。在實際生產(chǎn)過程中往往通過罐組間的逆流萃取工藝得以提高萃取效率，同時也降低了能量消耗。

（5）萃取劑及夾帶劑 加入適量合適的夾帶劑可明顯提高亞臨界流體對某些被萃取組分的選擇性和溶解度。比如，在辣椒紅色素的萃取中，經(jīng)過特定夾帶劑的加入對亞臨界流體的溶解能力和萃取選擇性實驗，表明這一特定夾帶劑的加入可以顯著增加流體的溶解能力。通過試驗，不同溶劑混合的復(fù)合溶劑，可以針對性地提取不同的動植物原料中的脂溶性成分。

表面活性劑也可以作為夾帶劑提高亞臨界流體萃取效率，提高的程度與其分子結(jié)構(gòu)有關(guān)，分子的脂溶性部分越大，其對亞臨界流體的萃取效率提高越多。關(guān)于夾帶劑的作用原理，有研究認為是夾帶劑的加入改變了溶劑密度或內(nèi)部分子間的相互作用所致。

（6）超聲波 在亞臨界流體萃取天然動植物活性成分的過程中，通過超聲波的“空化”作用，以達到激化提取溶媒滲透、溶解、擴散活性，減少萃取的外擴散阻力，能縮短萃取時間，從而提高萃取的效率，相應(yīng)產(chǎn)量提高，成本降低。

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