全 文 ：　　收稿日期: 1998— 10— 26
超 临 界 CO2 萃 取 火 棘 籽 油
陈开勋 1 ,严　安 1 ,葛红光 2
( 1. 西北大学化工系 , 710069西安市 ;　 2. 汉中师范学院 , 720000陕西汉中市 ;第一作者: 男 , 52岁 ,教授 )
　　摘要:用超临界 CO2方法萃取火棘油 ,研究了压力、温度、流量、装料量对火棘籽油萃取得率的
影响 ,并分析对比了溶剂法与 SFE- CO2法所得产品的理化性质 ,并提出最佳 SFE- CO2萃取火棘
油的工艺条件。
关键词: 超临界流体萃取 ;二氧化碳 ;火棘
　　火棘 ( Pyracantha Roemer )是蔷薇科常绿灌木
或小乔木 ,共约 10余种 ,在我国共发现 7种 ,其天然
资源十分丰富 ,广泛分布于我国南方丘陵山区 ,其食
用性和药用性早为民间所证实。其根、叶、果具有“生
津止渴、清热解毒 ,收敛止泻 ,活血止血”之功效 ,民
间常用治疗疮毒 ,治阴虚 ,止泻痢。火棘果含有大量
糖类 ,淀粉 ,果胶 ,食用纤维 ,红色素 ,脂溶性番茄红
素 ,富含人体所必需氨基酸 ,可广泛应用于食品工业
领域。 但目前国内外对其进行详尽的研究与开发还
处于初级阶段。本研究采用超临界 CO2萃取技术对
火棘籽油进行了研究。
1　实　验
1. 1　原料
火棘果采于陕西省宁强县 ( 1997年 11月 )凉干
和低温烘干粉碎 ,弃去果肉 ,将种籽粉碎至 20～ 40
目 ,冷藏备用 ,含水量小于 5% 。
1. 2　实验装置
中科院地化所生物资源 SFE研究开发中心自
行研制的 4 L小试超临界 CO2萃取装置 ,最高萃取
压力 32. 0 M Pa,最高萃取温度 90℃ ,温度采用数量
PID控制 ,以 99. 5%的 CO2为超临界流体 ,实验装
置流程示意图见图 1。
1. 3　实验方法
将物料火棘籽称取 300 g装入 4 L萃取罐中启
动萃取装置 ,调整至自己所需的温度、压力、流量进
行 SFE实验 ,萃取流程采用等温变压解析法 ,萃取
物每隔 15 min取样一次 ,至无萃取物时停止 ,对数
据进行处理。
1. 4　萃取物的理化性质检测
测定萃取物的酸值 ,皂化值 ,碘值等理化性质。
图 1　超临界萃取实验装置图
A—缓冲器 ; B—增压泵 ; C—冷却器 ; D—加热器 ;
E—夹带剂贮藏 ; F—泵 ; G—萃取器 ; H—过滤器 ; I—分离器
2　结果与讨论
2. 1　萃取压力、温度对萃取率的影响
根据火棘的化学组成的初步分析及实验条件限
制 ,选择了 33℃～ 45℃ , 10. 0 M Pa～ 22. 0 M Pa区间
进行实验研究 ,流量控制在 40± 5 L /h。
萃取率 (% ) = 萃取物重 ( g ) /原料重 ( g )×
100%
结果如图 2、图 3所示。
压力 ( M Pa )
A— 35℃　　　 B— 45℃
图 2　萃取压力对萃取收率的影响
431999年第 24卷第 4期　　　　　　　　　　　　　中　国　油　脂
温度 (℃ )
A— 12. 0 M Pa　　　 B— 15. 0 M Pa
图 3　萃取温度对萃取收率的影响
　　图 2显示了 35℃、 45℃两种条件下 ,萃取得率
随压力的变化 ,表明在较低压力下 ( 11. 0 M Pa～
16. 0 M Pa)时 , 35℃时萃取率较高 ,这主要是由于溶
质溶解时的热效应 ,以及溶质的挥发性导致 ,对于溶
解放热 ,溶质易挥发的萃取过程低温较有利。另外 ,
在 35℃、 10 M Pa～ 12 MPa, 45℃、 10 MPa～ 15
MPa ,萃取率随压力增大而显著增大 ,这是由于压力
升高 ,溶剂密度增加 ,溶解能力增强所致 ,如继续增
大压力 ,则升压导致的溶质扩散系数下降的负作用
显著起来 ,故而 ,在 35℃萃取率显著下降 ,而 45℃萃
取率上升趋势明显趋缓 ,由图 2中还可估计 ,随压力
继续增大 ,温度影响已不显著 ,两曲线趋于重合。
图 3显示了在 12. 0 M Pa、 15. 0 M Pa条件下萃
取率与温度的变化关系 ,可以看出两曲线在低温时
萃取率较高 ,表明了在较低压力下 ,低温有利于萃取
过程 ,这主要是由于溶解热效应和溶质近发性决定
的 ,在 15. 0 M Pa时萃取率变化缓慢 ,这主要是由于
压力稍高 ,压力影响因素削弱了温度效应。
根据实验结果得知在 35± 1℃ , 12. 0 M Pa～
15. 0 M Pa时萃取率较高 ,属最优操作条件。
2. 2　萃取流量对萃取率的影响
如图 4所示 ,萃取过程存在慢——快——慢三
时间 ( min)
A— CO2流量 20 L /h; B— CO2流量 40 L /h;
C— CO2流量 60 L /h
图 4　萃取流量对萃取收率的影响
个阶段 ,在萃取 45 min～ 60 min时萃取速率最大 ,
主要是由于 CO2气流需对床层进行一段时间预热 ,
且 CO2溶剂需向溶质基质内缓慢扩散 ,因此萃取前
期萃取速率较慢 ,随着 CO2流量的增大 ,萃取速率
较高 ,萃取所需时间越短 ,但对萃取得率影响很小。
综合考虑到原料消耗和动力消耗 ,流量或高或低均
不适宜 ,本实验选定之最优值应在 40 L /h左右。
2. 3　床层高度 (装料量 )对萃取率的影响
如图 5所示 ,随装料量增多 ,床层阻力增大 ,
CO2流动不均匀 ,易形成沟流、返混等影响传质 ,故
单位时间萃取率越低 ,萃取完全时所耗时间越多 ,因
此 ,不宜装料太多。但装料太少 ,处理能力太小 ,且径
向传质不均匀 ,不利于传质 ,故而选装料 300 g为
宜。
时间 ( min)
A—原料量 300 g　 B— 原料量 450 g　 C—原料量 600 g
图 5　装料量对萃取率的影响
3　萃取产物的理化性质
1
# 　石油醚 (沸程 30℃～ 60℃ )素氏抽提
2
# 　 SFE— CO2 法 　 ( T = 36℃ , P = 12. 0
M Pa, Q= 40 L /h)萃取 90 min,结果见附表。
附表　 SFE法与石油醚萃取产物理化性质比较
参　数 1# 2#
密　度 0. 9267 0. 9234
折光指数 n20℃D 1. 4819 1. 4629
酸　值 8. 04～ 10. 00 14. 49～ 17. 69
皂化值 191. 92 71. 62
酯　值 183. 92 55. 54
氢氧基值 30. 63 22. 80
不皂化物 (% ) 1. 48 1. 30
得率 (% ) 4. 0～ 4. 2 4. 0～ 4. 3
外　观 深黄 (褐 )色 橙黄色
4　结　论
　　火棘种籽的 SFE— CO2最佳工艺条件选择为
35± 1℃ , 12. 0 M Pa～ 15. 0 M Pa, 40 L /h,萃取时间
控制在 1. 5 h以内。 通过 SFE— CO2法与石油醚法
(下转第 50页 )
44 中　国　油　脂　　　　　　　　　　　　　 1999年第 24卷第 4期
添加不影响油脂的品质 ,从 AOM法、烘箱恒温试验
表明脂溶性茶多酚是一种很好的油脂抗氧剂 ,有非
常好的抗氧性能 ,另一种复合天然抗氧剂虽然抗氧
性能差些 ,但其价格便宜。 在植物色拉油中 ,一般还
存在 1 000 mg /kg左右的 VE ,因而再添加 VE已没
有很大的意义 ,试验结果也表明了这一点。
2. 4　 AOM法的抗氧因子没有恒温试验的抗氧因
子大 ,说明两种方法之间存在着较大差异。 AOM法
为加速氧化法 ,试验时间短 ,试验条件易控制 ,方法
容易标准化 ,因而不同实验室试验出来的数据可比
性强 ,方法本身重现性好。而恒温试验 ( 36. 5℃ )法其
试验时间长 ,一些试验条件难控制 ,如油脂中的氧
气、瓶子的密封性、温度的一致性等均有一定程度的
差异 ,从而影响测定结果的可靠性。从两种试验比
较 ,恒温试验 ( 36. 5℃ )是反映 AOM法试验初期的
氧化情况 ,也就是诱导期的情况 ,和常温贮存相比
较 ,恒温试验 ( 36. 5℃ )更接近日常的油脂贮存。 150
mg /kg脂溶性茶多酚大豆色拉油 AOM法抗氧因
子为 1. 95,恒温试验法 ( 36. 5℃ )抗氧因子为 3. 22,
可以推测在日常油脂贮藏时抗氧因子将更大 ,也就
是油脂的保存期将更长。
从上述情况分析 ,茶多酚具有很强的抗氧性能 ,
是大豆色拉油理想的抗氧化剂。作为纯天然抗氧剂 ,
它将越来越受到人们的重视。
参 考 文 献
阮宇成 . 近三年茶多酚在抗氧化、抗癌研究的简况 .茶叶 ,
1996, 22( 4): 36～ 37
(上接第 44页 )
所得脂溶性成分进行理化性质检测对比 ,二者有显
著不同 , SFE法所得产品明显优于溶剂法 ,且得率较
高。其化学成分有待进一步研究 ,为使火棘籽油的超
临界萃取工艺工业化 ,有必要进一步做放大实验 ,及
摸索工艺流程和设备。
参 考 文 献
1　 Suzuki, shig eru, Satoh , James Y. , Phy tochemistry , 1973,
12( 5): 1193( Eng )
2　邓如福 . 野生植物—火棘果营养成分 . 营养学报 , 1990,
12( 1): 79～ 83
3　 J. S TAS TOVA ,J . Jez ,Chem . Eng. Sci 1996, 51( 18): 4347
～ 4352
4　 CHU RLHEE LEE and REX T. ELL IN GTON Sep. Sci.
Tech , 1987, 22( 6): 1557～ 1576
5　 J. ST AS TOV A, J . Jez. Chem . Eng. , Sci. , 1994, 49( 3):
415～ 420
Oil Ex traction f rom Pyracantha Fo rtuneaua
by Supercri tical CO2
Chen K aixun1 , Yan An1 ,Ge Hongguang2
( 1. Dep a rtment of chemical Engineering Northwest U niv ersity Xi an 710069;
2. Department of chemist ry Hanzhong no rmat co lleg e, Hanzhong 720000)
　　 Abstract: The ex traction of essensial oi l f rom py racantha fo rtuneana seeds wi th supercri tical carbon
dioxide ( SC— CO2 ) w as studied in a continuous- f low ex t racto r. The product exeraction rates were inf lu-
enced by th e change of pressure, tempera ture, flow ra te. The dif ferences betw een SFE and petro leum ex-
craction w ere analy sed. The optimal condi tions of SFE w ere determined.
Key words: supercritical f luid; ex t raction; carbon diox ide; pyracantha fo rtuneana.
第三届中国粮油学会优秀论文评选揭晓
　　 [本刊讯 ]第三届中国粮油学会优秀论文评选结
果揭晓 ,在参评的 313篇论文中评选出 54篇优秀论
文 ,其中一等奖 8篇 ,二等奖 20篇 ,三等奖 26篇。
《中国油脂》 1998年第 2、 3、 4期上刊登的论文“大豆
降压肽的研制Ⅰ 、Ⅱ、Ⅲ ” , (作者:无锡轻工大学食品
学院 ,吴建平、丁霄霖 )荣获一等奖。同时获二等奖的
油脂专业论文还有“蓖麻油氢化技术的研究”、“苏子
油的微胶囊化技术研究”、“对称型甘油三酯混合体
系的同位多晶现象” ,以及获三等奖的“菜籽直接浸
出工艺的研究”。 蒋新正　供稿
50 中　国　油　脂　　　　　　　　　　　　　 1999年第 24卷第 4期