超临界CO2萃取技术在天然香料工业上的应用研究进展

夏芙蓉，侯双迪，贾丽娜

超临界CO2萃取技术在天然香料工业上的应用研究进展

夏芙蓉，侯双迪，*贾丽娜

（河北农业大学理工学院，河北沧州061100）

超临界流体萃取是一项高新技术，在化学工业、食品工业、医药工业、香料工业等产业上应用广泛。综述了超临界流体萃取技术的基本原理和技术方法、超临界CO2技术的优势，以及超临界CO2萃取技术在天然香料工业上对天然香料的提取应用和该项技术的发展前景。

超临界CO2萃取技术；天然香料工业；发展

1 超临界流体萃取技术简介

超临界流体（Supercritical fluid，简称SF或SCF）[1]是指一种位于超临界温度（Tc）和超临界压力（Pc）状态下的流体。超临界流体萃取技术（Supercritical fluid extraction，SFE）是指将超临界流体作为萃取剂，在固体物质或液体物质中萃取出特定的成分，并因此达到分离目的的一种萃取技术。该技术具有节省时间、操作方便、回收率高、环境污染小等优点，是一项节能环保的技术，发展前景广泛。

由于CO2具有无毒无害、无残留、不易点燃、易得到、价格低廉等特点，临界温度和临界压力适合，成为最适合超临界流体萃取中的优选萃取剂[2]。而超临界CO2萃取技术应用于天然香料产业的提取中已有较深入的研究。

2 超临界CO2萃取技术在天然香料提取方面的应用

传统型提取香精香料的方法[3]由于要对进行萃取的原料物质进行加热的操作过程，不可避免地会导致香精香料中含有的不耐热物质和化学成分不稳定物质遭到一定程度的破坏，从而丧失其独特的香气与特殊的味道。因此，选择一种新型、高效的技术应用于天然香料的提取过程，可以提升天然香料的品质。而超临界CO2萃取技术[4]凭借其萃取能力强、萃取时间短、适于热敏性强、易氧化分解物质成分的提取，以及萃取的产品无溶剂残留等优点，成为超越传统提取方法的新型工艺技术。

2.1 对植物鲜花芳香成分的提取

由于鲜花中含有不稳定的芳香成分，这种芳香成分极其不稳定，且受热易氧化分解变质，而超临界CO2具有较低合适的临界温度和操作温度，因此可选择超临界CO2萃取技术对鲜花中的芳香成分进行提取，我国已有较多研究。

李力群等人[5]利用超临界CO2萃取-分子蒸馏技术对云产玫瑰油提取分离，结果表明通过超临界CO2萃取工艺得到的玫瑰油中鉴定出的51种成分，绝大多数是低相对分子质量的高级醇类。

石文华[6]将超临界CO2萃取技术应用于天然香料浸膏和中药有效成分萃取中，用槐花作为萃取的原材料，分别通过超临界CO2萃取技术和夹带剂修饰的超临界CO2萃取技术将同一批槐花原料萃取了2次，试验过程展现了超临界CO2萃取技术具有选择性，确定了超临界CO2萃取香料最适的工艺条件为低温低压条件。另外，对栀子花、薰衣草、月季等香料植物的超临界CO2萃取技术[7-9]都有相关研究。

2.2 对植物种子、水果中芳香成分的提取

植物种子和果实中包括大部分水果中含有的挥发性油和较多油脂成分，因此利用超临界CO2萃取技术对植物种子、水果中芳香成分的研究也很多。

王欣等人[10]通对研究超临界CO2萃取技术的影响因素得出，其影响因素包括大蒜的类别、预处理的情况，在同样的萃取条件和分离条件下，通过单因素试验法研究大蒜的类别（包括兴平白蒜、独蒜、大红蒜）、物料添加量、破碎手段，以及粒度、蒜皮添加量对萃取率的影响，以获得最优萃取条件。以兴平白蒜作为萃取原料，破碎粒度3~4mm，物料添加量400 g，蒜皮添加量2.5 g。

刘劲芸等人[11]研究提取柚子叶的挥发性成分，选择超临界CO2萃取技术进行提取研究，并将挥发油得率用作衡量工艺参数指标，以正交试验法观察在超临界CO2萃取过程中萃取时间、萃取压力、萃取温度，以及CO2流量对柚子叶挥发油得率的干扰。通过试验表明，最适条件为萃取压力20 MPa，萃取温度45℃，CO2流量7 kg/h，萃取时间120 min。另外，对肉豆蔻[12]、花椒[13]、柑橘[14]等植物种子、果实的超临界CO2萃取技术也均有一定研究。

2.3 对植物茎、叶中芳香成分的提取

在日常生活之中，以香料植物中的茎、叶为萃取原料进行萃取的物质有很多，工业上利用超临界CO2对一些香料植物茎、叶中芳香成分进行提取应用的也有很多，通常这些物质用量大、用途广泛。

杨靖[15]研究提取茶叶中含有的香气成分，通过超临界CO2萃取技术来提取香气成分，为得到最佳的萃取条件，利用正交试验法，并对所得的萃取产物进行GC/MS定性分析。试验结果表明，最适萃取工艺为萃取温度50℃，萃取时间4 h，CO2流量8 L/h，萃取压力30 MPa，得率为2.82%，共鉴定出28种带有香味的成分。

梁呈元等人[16]分别利用水蒸气蒸馏法和超临界CO2萃取法分别对薄荷油进行提取，使用GC/MS技术对存在于这2种挥发油中的化学成分进行了研究和鉴别。试验结果显示，超临界CO2萃取法提取薄荷油的出油率更高，2种方法提取获得的薄荷油主要化学成分均是薄荷醇。另外，对灵香草[17]、生姜[18]、紫苏[19]等植物茎、叶也常常被进行超临界CO2萃取技术的研究。

3 超临界CO2萃取技术存在的问题[20]及应用前景

尽管超临界CO2在天然香料工业上的应用优势明显，但仍存有不足：①根本认识上的不同，研究人员与产业人员存在认识上的差异；②开发深度的欠缺，对品质的控制问题缺乏相关生产标准；③产业化的项目比例很低[21]。针对以上问题，应加大对这一技术产业人员的培养，制定相应的标准法规，加强各产业间的联系沟通，使其更具备竞争力。

4 结语

随着天然香料工业的发展，我国已成为香料生产的大国，在香料产业国际市场中占有了一定的国际地位。国际香料香精的发展特点[22]具有垄断度高、竞争大、高科技投入大的特点，其中在高科技投入中用于新型分离与加工技术的投入比例也越来越大。超临界CO2萃取技术作为节能、高效、环保的一种在天然香料工业提取的新型工艺，而且应用该技术所得到的产物纯度高、生产过程安全、对环境环保无污染，不仅符合当今工业化生产的要求，而且符合当今世界注重可持续发展的趋势。随着该技术的优势进一步被发掘和对其研究进一步开发，超临界CO2萃取技术必将成功推动我国在天然香料提取的研究开发向更高层次发展及应用，达到国际先进水平。

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Research Progress on Application of Supercritical CO2in Natural Perfume Industry

XIA Furong，HOU Shuangdi，*JIA Li'na
（College of Science and Technology，Hebei Agricultural University，Cangzhou，Hebei061100，China）

Supercritical fluid extraction is a new technology in chemical industry，food industry，pharmaceutical industry，perfume industry and other industries on a wide range of applications.This article reviews the basic principle，the technology of supercritical fluid extraction method，advantages of supercritical CO2in the industrial application of natural spices on extraction of natural spices and the technology development prospects.

supercritical CO2extraction technology；natural perfume industry；develop

TQ654

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.06.049

1671-9646（2017）06b-0058-03

2017-05-06

夏芙蓉（1995—），女，本科，研究方向为食品科学与工程。

*通讯作者：贾丽娜（1988—），女，硕士，助教，研究方向为食品微生物。