亚临界萃取技术的机制与影响因素

亚临界萃取的机制

亚临界萃取是利用亚临界流体作为萃取剂，在密闭、无氧、低压的压力容器内，利用有机物相似相溶的原理，通过萃取物料与萃取剂在浸泡过程中的分子扩散过程，达到固体物料中的脂溶性成分转移到液态的萃取剂中，当系统内固液两相中脂溶性成分达到浓度平衡时，将萃取液与固体物料分离，然后再将溶剂加入到装有固体物料的容器内进行二次浸泡，当系统内固液两相中脂溶性成分再次达到浓度平衡时，固体物料中的脂溶性成分进一步转移到液态的溶剂中。根据物料中脂溶性物质含量的高低，经过多次固液萃取，固体物料中的脂溶性成分充分转移到液态溶剂中，从而实现了固体物料中脂溶性成分充分萃取的目的。萃取液通过减压蒸发的过程将溶剂与脂溶性成分分离，最终获得固体物料中脂溶性目的产物。

在实际生产中，以上萃取过程一般采用罐组式逆流萃取的形式。萃取次数为3～5次。

2、影响亚临界萃取的因素

亚临界流体萃取技术就是利用亚临界流体的特殊性质，将物料装入萃取罐内，注入亚临界流体浸泡，实现固体物料中脂溶性成分物质萃取到液态的溶剂中，并最终获得目标产物的过程。在这一过程中，能影响亚临界萃取的因素有料溶比、萃取温度、萃取时间、萃取压力、萃取剂及夹带剂、搅拌等因素。

（1）溶料比 从理论上说，溶料比越大，萃取效率越高，在工业化的生产过程由于成本的优化，一般控制在1：1～1.5：1之间。

（2）搅拌 萃取的过程是分子相对扩散的过程，适度的搅拌可以增加溶剂和物料之间的充分混合，减少萃取外扩散阻力，使萃取体系的浓度朝有利于固体物料中的脂溶性成分向液体溶剂中扩散。

（3）萃取温度与压力 提高萃取温度能增加分子的运动速度，从而提高扩散的速度，但是，过高的温度又会造成物料中活性成分的灭活。因此，将温度控制在一定温度以内，并在生产过程中定向控制。压力与温度呈正相关关系，萃取温度上升，萃取压力相应提高。压力升高，有助于提高萃取速度。

（4）萃取时间与次数 从理论上讲，萃取次数越多，萃取的效果越好。实践中，针对不同的物料，先通过正交试验得出样品，经检测各项指标后，确定出合理的萃取时间和次数。在实际生产过程中往往通过罐组间的逆流萃取工艺得以提高萃取效率，同时也降低了能量消耗。

（5）萃取剂及夹带剂 加入适量合适的夹带剂可明显提高亚临界流体对某些被萃取组分的选择性和溶解度。比如，在辣椒红色素的萃取中，经过特定夹带剂的加入对亚临界流体的溶解能力和萃取选择性实验，表明这一特定夹带剂的加入可以显著增加流体的溶解能力。通过试验，不同溶剂混合的复合溶剂，可以针对性地提取不同的动植物原料中的脂溶性成分。

表面活性剂也可以作为夹带剂提高亚临界流体萃取效率，提高的程度与其分子结构有关，分子的脂溶性部分越大，其对亚临界流体的萃取效率提高越多。关于夹带剂的作用原理，有研究认为是夹带剂的加入改变了溶剂密度或内部分子间的相互作用所致。

（6）超声波 在亚临界流体萃取天然动植物活性成分的过程中，通过超声波的“空化”作用，以达到激化提取溶媒渗透、溶解、扩散活性，减少萃取的外扩散阻力，能缩短萃取时间，从而提高萃取的效率，相应产量提高，成本降低。

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