全 文 ：岩蔷薇超临界二氧化碳萃取研究
朱　凯 1　杨光明2　程康华1
(1.南京林业大学化工学院 , 　南京市　210037;　2.南京中医药大学 , 　南京市　210029)
摘　要 　采用超临界二氧化碳萃取技术 ,研究了岩蔷薇的萃取工艺。探讨了温度 、压力 、时间及 CO2流量等因素对萃
取物得率的影响 ,采用四因素四水平的正交设计 , 得出超临界二氧化碳萃取最佳工艺条件为:压力 28MPa、温度 40℃、时
间 3h 、流量 30L/ h , 萃取物得率为 6.6%。产品质量优于有机溶剂萃取法。
关键词 　岩蔷薇　超临界二氧化碳　萃取
Study on the Extraction of Labdanum
by Supercritical Carbon Dioxide
Zhu Kai　Yang Guangming　Cheng Kanghua
(1.School of Chemical Eegineering , Nanjing Forestry University , 　Nanjing　210037;
2.Nanjing University of Traditional Chinese Medicine , 　Najing　210029)
Abstract 　The ex traction technique of Labdanum w as studied by supercritical carbon dio xide ex traction method.Factors af-
fecting ex traction yields , such as pressure , temperature , time and CO2 flow rate w ere disscussed.By or thogonal experiment , the
optimum technological condition w ere obtained as follows:pressure 28M Pa , temperature 40℃, flow rate 30L/ h and time 3h.The
ex traction yields w as 6.6 , its quality was better than by organic solvent ex traction.
Keywords 　Labdanum　Supercritical carbon dio xide　Ex traction
　收稿日期:2003-10-10
　修回日期:2003-11-24
　　岩蔷薇(Labdanum)习称赖伯当 ,学名 Cistus
ladani ferus L ,为半日花科多年生常绿灌木。以
岩蔷薇枝叶为原料提取得到的浸膏 、净油及精油
具有极其珍贵的龙涎香-琥珀香气息 ,并且香气持
久 ,定香力强 ,为重要的天然香料。广泛应用于高
档香水 、化妆品 、烟草等香精中[ 1] 。
岩蔷薇类香料可以采用有机溶剂萃取或水蒸
气蒸馏的方法加工得到。由于水蒸气蒸馏得到的
岩蔷薇精油得率太低 ,约 0.8%,所以人们很少用
此工艺来获取岩蔷薇类香料。目前 ,常用有机溶
剂萃取工艺制备岩蔷薇浸膏 ,此加工方法尽管产
品得率较高 ,但产品颜色深 、杂质含量高 、溶解性
差 、香气不纯 ,并残留有毒有害的有机溶剂[ 2] ,要
克服以上的缺点 ,需要采取非常复杂的精制提纯
工艺 ,把浸膏转变为净油 ,所以严重限制了它的生
产和使用 。
超临界 CO 2萃取(SFE-CO 2)过程工艺简单 ,
可在较低的温度下进行 ,萃取选择性强 ,无残留溶
剂[ 3] ,目前 ,国内尚无有关此研究的报导。我们
用SFE-CO 2法得到了高产率 、高质量的岩蔷薇萃
取物 。
1　实验
1.1　仪器
HA120-50-01超临界萃取装置 , 南通市华安
超临界萃取有限公司 。
1.2　材料
岩蔷薇枝叶 ,浙江省金华地区产 ,自然风干。
CO2南京二氧化碳厂生产 ,纯度 99%以上。
1.3　实验方法
1.3.1　方案设计
采用正交实验设计 ,选择最佳工艺条件。以
岩蔷薇萃取物的萃取得率为考核指标 ,以影响萃
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No.3 FLAVOUR FRAGRANCE COSMETICS June.2004
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取得率的四个因素变量 ,每个因素取四个水平 ,按
照正交实验设计 L16(45)安排四因素四水平实验 ,
实验的因素和水平表见表 1 。
1.3.2　样品制备
准确称取 150g经粉碎过的原料 ,装入萃取罐
中 ,通入二氧化碳进行连续萃取 ,萃取液进入分离
罐进行分离 ,二氧化碳气化后循环使用 ,萃取物从
分离罐底部放出 。
表 1　正交实验的因素和水平表
　　因素
水平　　 压力(MPa) 温度(℃) 流量(L/ h) 时间(h)
1 12 30 10 1
2 20 40 20 2
3 28 50 30 3
4 36 60 40 4
2　结果与分析
根据表一的正交实验设计 ,共做了 16 次实
验 ,结果见表 2。
表 2　正交实验及结果
实验号 压力(MPa)
温度
(℃)
流量
(L/ h)
时间
(h)
萃取得
率(%)
1 1 1 1 1 2.8
2 1 2 2 2 4.2
3 1 3 3 3 4.6
4 1 4 4 4 4.7
5 2 1 2 3 5.1
6 2 2 1 4 5.9
7 2 3 4 1 4.3
8 2 4 3 2 4.9
9 3 1 3 4 6.5
10 3 2 4 3 6.5
11 3 3 1 2 5.6
12 3 4 2 1 4.7
13 4 1 4 2 6.3
14 4 2 3 1 5.4
15 4 3 2 4 6.6
16 4 4 1 3 6.1
K1 16.3 20.7 20.4 17.2
K2 20.2 22 20.6 21.0
K3 23.3 21.1 21.4 22.3
K4 24.4 20.4 21.8 23.7
T=84.2
k1 4.1 5.2 5.1 4.3
k2 5.05 5.5 5.2 5.3
k3 5.8 5.3 5.4 5.6
k4 6.1 5.1 5.5 5.9
R 2.0 0.4 0.4 1.6
T/ 16=5.3
注:T 、T/ 16分别为萃取得率之和及萃取得率平均值 , R为极差。
2.1　萃取压力对萃取效果的影响
萃取压力升高 ,二氧化碳密度增大 ,从而对溶
质的溶解性能增加 ,有利于萃取 ,但另一方面溶质
的扩散素系数会有所下降 ,不利于萃取 。在通常
情况下 ,在一定范围内前者起主导作用 。由极差
结果看 ,萃取压力对萃取得率影响最大 ,不同萃取
压力下的萃取情况见图 1 。随着萃取压力的上
升 ,萃取得率呈快速上升的趋势 ,但压力上升到一
定的程度后 ,萃取得率的提高趋势变缓 ,当达到
28MPa时 ,得率基本不再提高 ,所以萃取压力以
28MPa为好 。
2.2　萃取温度对萃取效果的影响
温度对超临界二氧化碳萃取的效果影响有双
重效应 。一方面温度上升增加了物质的扩散系
数 ,流体的传质速度加快 ,有利于萃取;另一方面
温度上升会导致流体密度变小 ,从而对有机物的
溶解能力下降 ,不利于萃取。由正交实验可知 ,温
度因素极差最小 ,所以温度因素对萃取得率的影
响最小 。不同温度下萃取情况见图 2。开始时 ,
随着温度的上升萃取得率提高 ,到 40℃得率达到
最大值 ,再继续升温得率呈下降趋势 ,所以萃取温
度以 40℃为佳 。
图 1　萃取压力对萃取得率的影响
图 2　萃取温度对萃取得率的影响
2.3　二氧化碳流量对萃取效果的影响
二氧化碳流量的增加 ,物质的传质速度提高 ,
萃取体系的浓度差增加大 ,有利于萃取。不同二氧
化碳流量对萃取效果的影响见图 3。从 10L/h 开
始 ,随着二氧化碳流量的增加萃取得率提高明显 ,
当超过 30L/h时提高幅度趋缓 ,另外考虑到二氧化
碳流量大 ,会增大二氧化碳及动力的消耗 ,增加设
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第三期 香料香精化妆品 二★★四年六月
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备的负担 ,所以选取 30L/h的流量较为合适。
2.4　萃取时间对萃取效果的影响
萃取时间延长 ,萃取得率增加 ,但时间长会增
加物质的损耗 ,生产效率降低 ,生产成本提高 。不
同萃取时间对萃取效果的影响见表 4 。萃取在 1-
3小时内 ,随着时间的延长 , 萃取得率呈快速增
长 ,3-4小时得率增幅较小 ,综合各方面因素选取
3小时为宜。
图 3　二氧化碳流量对萃取得率的影响　　　　　　　图 4　萃取时间对萃取得率的影响
　　由正交实验的结果和各因素对萃取得率影响
的趋势图 ,并综合各方面因素 ,得出较佳工艺条件
为:萃取压力 28MPa、萃取温度 40℃、二氧化碳流
量 30L/h 、萃取时间 3h。按此工艺条件进行验正
实验 ,岩蔷薇萃取得率为 6.6%(挥发油占 22%),
比水蒸气 0.6%(挥发油)左右的得率高出许多 ,
与有机溶剂萃取法得率相近[ 4] ,但较有机溶剂萃
取物在纯度 、色泽 、溶解性和香气上优越许多 。超
临界二氧化碳萃取物与有机溶剂苯萃取物质量指
标见表 3。
表 3　超临界二氧化碳萃取物与苯萃取物质量指标
类别 香气 挥发油含量(%) 色泽
一份体积在
90%乙醇
中的溶解性
超临界
萃取物
龙涎-琥珀
膏香 ,柔甜 22 淡琥珀色 1倍体积
苯萃取物
龙涎-琥珀膏香 ,
伴有药草 、
焦糖气息
9 深琥珀色 5倍体积 ,少许不溶物
　　3　结论
3.1　在岩蔷薇萃取所采用的工艺上 ,超临界
二氧化碳技术与水蒸气蒸馏和有机溶剂萃取的方
法比较 , 具有得率高 、质量好 、工艺简便等优点。
综合考虑各方面的因素 ,我们认为超临界二氧化
碳制备岩蔷薇萃取物具备工业化的条件 ,放大后
可在生产上采用。
3.2　实验得出超临界二氧化碳制备岩蔷薇
萃取物的最佳工艺条件为:萃取压力 28MPa、萃
取温度 40℃、二氧化碳流量 30L/h 、萃取时间 3h。
最佳工艺条件下 ,萃取得率为 6.6%。
参考文献
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