超临界萃取技术的介绍及应用

任勇

摘要：本文对超临界萃取技术的优势及其在食品工业生产中的运用进行了阐述， 并分析了超临界萃取技术在运用中所存在的问题。

关键词：超临界萃取；食品工业；应用

超临界萃取技术（SFE）是一种新型的萃取分离技术，欧美国家在上世纪70年代便将其运用到工业生产中，国内在SFE研究方面起步较晚，工业运用更是少之又少。在此之前，国内在天然有机物的分离方面通常采用蒸馏法、有机溶剂萃取等传统方法。由于蒸馏法需要在一定程度加热升温，因此不适用于含有易分解物质的分离，而有机溶剂萃取法则需要通过脱溶，保证提取物的纯度，但此过程容易造成目标物品质的下降，而SFE能够有效地弥补传统提取方法的不足。

1. SFE基本原理

在一定温度下，通过不断加压，气体会逐步转化为液体，而在一定温度下，通过不断升温，液体又会逐渐转化为气体，对于某一特定物质总会存在一个临界点，使其状态维持在液体与气体的中间状态，而这一点就叫做临界点，而达到临界状态的物质就是超临界流体（SF）。SF及拥有类似气体高穿透性又保持了液体的高溶解性。总而言之，SFE就是采用处于临界状态的一特定物质对目标物进行萃取的高效分离技术。

2. 流体材料

能够作为SF的物质有很多，如CO2、CH3CH3、CH4O、NH4和H2O等。但采用SFE提取天然产物时，通常选用CO2作为SF。这是因为CO2临界温度为（Tc=31.06℃），是SF中临界点最接近室温的，因此采用CO2萃取天然物质时可以在室温下完成，而萃取完成后恢复至常温常压后CO2能够瞬间恢复至气体与目标物分离。此外，CO2以临界压力（Pc=7.39Mpa）适中，临界密度（ρ=0.448g/cm3）高，对有机物溶解能力强、选择性好，价低、无毒、环保、惰性等优势，成为最常用的SF。

3. 夹带剂的使用

为提高SF的溶解性，增加溶质溶解度对温度、压力的敏感程度，调整SF的临界参数，在采用SFE对有机物质进行提取时，通常需要在SF中加入一定量的夹带剂。

4. SFE在工业中的应用

4.1 SFE在油脂工业中的应用

常见的制油工艺主要包括压榨法和浸出法。压榨法出油率低，经压榨后的饼粕饼粕残油量高，不便于在此加工，其中蛋白质等营养物质也遭到破坏，利用价值低。而浸出法具虽有出油率高，饼粕残油低，蛋白质不变性的优点，但浸出过程使用的有机溶剂需经过特殊工艺脱除，且常用的浸出溶剂己烷易燃、易爆的，工作安全性低。而采用SFE工艺制油不仅食用油油品较好，由于萃取工艺是在低温和无氧情况下完成，这就保证了食用油中特有的天然物质成分如甾醇类物质、维生素及其他一些热敏物质不被破坏。此外，采用SFE工艺制油工艺流程相对简单，不需要专门设计复杂的脱溶装置，萃取剂五毒、稳定且易回收。因此，SFE受到了越来越多的专家学者的关注。而SFE方法已被运用于红花籽油、燕麦油、核桃油、桂花油等特殊油料的提取。

4.2 天然香料的生产

SFE不仅可以用于制油工艺还可以用于天然香料的生产，例如，精油。此外，采用SFE技术从天然香料中提取精油可以較为良好地保留其中的风味物质，如玫瑰花中的玫瑰精油，辣椒中的辣椒素等。张晨等采用SFE提取甜橙皮油时发现，甜橙皮油中柠檬烯含量较其他提取方法所更高，这也说明SFE能够良好的保留目标物中的风味物质。

4.3 白酒芳香味物质萃取

在白酒生产过程中，如何处理废糟液是令每个白酒生产厂家头疼的问题，废醪中主要含有糖、蛋白质、纤维素、残糖、短纤维、氨、磷、钾等成分。如果直接排放不仅会污染环境，同时也是一种极大的浪费。由于在酒糟、底窖酒糟和扔糟中存在勾兑白酒所需的物质，而SFE能够完美的对其中的芳香物质进行提取。因此，五粮液集团便建基了于SFE的萃取装置，从酒糟、底窖酒糟和丢糟中提取勾兑白酒所需的物质，用于配制酒的生产，提高了白酒的产率，避免了资源的浪费。

5. 展望

与传统的萃取分离方法相比，SFE技术具有明显的优点，同时也存在尚待解决的问题。主要包括SFE设备成本高、生产效率低、设备强度要求高、设备易腐蚀、易堵塞。但作为一种公认的绿色提取技术，SFE正向着更为广阔、光明的方向发展。虽然此项技术在我国起步较晚，但由于国家的大力支持，我国正在逐步缩小与世界的差距。此外，我国自然资源丰富使得大力发展SFE技术具有了更加深远的意义。