超臨界流體(SCF)是溫度與壓力均在其臨界點之上的流體,性質介于氣體和液體之間,有與液體相接近的密度,與氣體相接近的粘度及高的擴散系數,故具有很高的溶解能力及好的流動、傳遞性能,可代替傳統的有毒、易燃、易揮發的有機溶劑。最常用的SCF-CO2由于具有臨界條件溫和(Tc=31.3℃.Pc=7.48×106Pa)、對大部分物質顯化學惰性、無色無味無毒、無溶解污染、易制成高純度氣體、不易燃等優點,已被廣泛慶用于SFE、超臨界溶液的快速膨脹過程(RESS)、超臨界反萃取過程(SAS)和超臨界高分子合成中。
SFE-CO2萃取技術是一種新型的分離技術,目前,通過調節溫度、壓力、加入適宜夾帶劑等方法,SFE-CO2己成功地從中藥中提得揮發油、生物堿、苯丙素、黃酮炎、有機酚酸、苷類、萜類以及天然色素等成分。這項技術不僅可提高提取效率,還可大量保存熱不穩定及易氧化成分.提取含量低的成分(如奎寧堿),選擇性地提取目標產品(如小檗堿)。
目前,應用CO2超臨界流體萃取技術已成功地從中藥中提得揮發油、生物堿、苯丙素、黃酮類、有機酸類、菇類等。文獻報道舉例如下:
李淑芬等在65℃、30MPa條件下,用SCF-CO2萃取法萃取川葦揮發油,收率達到5.6%。雷正杰等在50℃、28MPa條件下,用SCF-CO2萃取法萃取廣雷香揮發油,收率達到2.85%。雷正杰等用SCF-CO2萃取法對厚樸的有效成分進行萃取和分離,萃取物為淡黃色膏狀物,經分析該萃取物由厚樸酚等11個化學成分組成,其中厚樸酚和厚樸酚的相對含量高達46.81%和45.00%。馬海樂等在44℃、8MPa條件下,用SCF-CO2萃取法萃取薄荷原油,薄荷醇收率達到78.33%。陳振德等采用SCF-CO2萃取法提取花椒揮發油,得到58個化學組分。而水蒸汽蒸餾只得到22個化學組分。蔡明招等用SCF-CO2技術萃取大高良姜精油,其主要成分是1’-乙酚氧基胡椒酚酯,占精油中相對含量的95.29%。其結構與文獻中的1’-acetoxychavicolacetate相同。葛發歡等研究了超臨界CO2萃取柴胡揮發油和皂苷的工藝,SFE-CO2法提取柴胡揮發油,與傳統水蒸氣蒸餾法相比較,能大大提高收率,縮短提取時間,而揮發油組成一致,只是各成分含量有差異。原永芳等通過五因素—四水平正交試驗法,用超臨界流體萃取技術對川芎的揮發油萃取條件進行了優化選擇,結果最佳萃取條件為壓力34.5mPa,溫度60℃,改性劑乙醇0.3ml,靜態萃取時間10min,動態萃取量10ml,以水作為吸收。與水蒸氣蒸餾法相比較,該法具有耗時少,提取安全等優點。
何春茂、梁忠云利用超臨界CO2萃取技術從黃花蒿中萃取所得的萃取物中雜質(蠟狀物)含量低,青蒿素提純精制簡單,收率高,產品質量好。
劉紅梅等利用超臨界CO2萃取技術對中藥白芷中香豆素類物質進行提取研究,優化提取工藝。
王玳珠等考察不同提取方法對提取延胡索乙素的提取率及提取液的含固量的影響,SFE法不僅溶劑用量較少,提取率高,而且含固量低,證明其是叔胺類生物堿較為理想的提取方法。
廖周坤等用不同濃度的乙醇作夾帶劑,對藏藥雪靈芝進行了總皂苷粗品及多糖的萃取試驗,與傳統溶劑萃取工藝相比較,收率分別提高至18.9倍和1.62倍。
葛發歡等探討了從黃山藥中萃取薯蕷皂素的最佳條件,同時進行了中試放大,證明應用超臨界CO2萃取薯蕷皂素進行工業化生產是可行的,與傳統的汽油法相比較,收率提高1.5倍,生產周期大大縮短,避免使用汽油有易燃易爆的危險。
付玉杰等用SCF-CO2技術萃取甘草中甘草次酸,并與索氏提取法、超聲法進行了比較,提取率是索氏提取法的13倍,超聲法的5倍,且溶劑用量小,周期短。
以上研究結果表明:SCF-CO2技術在中藥有效成分的提取分離具有收率高、速度快、純度高等優點,是一種具有廣泛應用前景的技術。但SFE也存在一些缺點,如常用的SF極性小,在提取時需加調節劑來改變極性,從而會影響后續的分離分析。 另外,設備屬高壓設備,一次性投資較大,運行成本較高,給工業化廣泛應用帶來了障礙。