全 文 ：超临界 CO2萃取水冬瓜油
葛红光　吴婉娥　陈开勋
(汉中师范学院化学系 , 723000)
　　摘要　研究了用超临界 CO2流体从水冬瓜果实中提取油品的工艺 ,探索了操作压力、温度、流量及时间对水冬瓜油的萃取
率的影响。 分析了萃取条件与油品质量的关系 ,并综合得出了超临界 CO2萃取水冬瓜油的最佳萃取条件。
关键词　超临界流体萃取 ,二氧化碳 ,水冬瓜油
Extraction of oil from Idesia Polycarpa Maxim seeds by
supercritical carbon dioxide
Ge Hongguang　Wu Wane　Chen Kaixun
( Chemica l Depar tment of Hanzhong Teache rs Co lleg e, 723000)
Abstract　 A techno lo g y for ex tr action o f Idesia Po lyca rpa Maxim seeds oil w ith super critical carbon diox ide
a s a solv ent is described. The impacts o f ope ration pr essure , tem perature , flow and time on the ex traction r ate
and relationship between ex traction conditions and oil quality ar e investig ated, optimum ex tr action conditions be-
ing established.
Key words　 superc ritical fluid ex traction, carbon dioxide, Idesia Po lycarpa Max im seeds oil
　　超临界流体萃取是一种新发展起来的分离技
术 ,目前正处于工业开发阶段。它利用超临界流体作
为萃取剂从液体或固体物料中萃取出某种成分 ,以
达到分离和提纯的目的 [1 ]。该技术具有工艺简单、操
作方便等传统方法所不及的优点。它克服了溶剂萃
取法在分离过程中需蒸馏加热 ,因而会使某些热敏
性成分遭到破坏的难点 ,同时消除了溶剂回收流程
复杂 ,回收不彻底的缺点。 另外 ,它也解决了压榨法
同而使其发生程度不同的水解所致。文献 [4 ]所得中
间体 ( B)是在氮气保护下过滤 ,真空干燥处理的 ,其
氯含量为 5. 7% (理论氯含量为 8. 06% ) ,而文献 [2]
和按本文方法合成的中间体 ( B)是在空气中过滤干
燥的 ,因此中间体 ( B)中的酰氯将部分被空气中的
水分所水解。元素分析结果氯含量为 0. 8%佐证了
氯被水解的事实。所以按本文及文献 [2 ]的方法所合
成的中间体 ( B)的分子结构应为 ( 6)式所示的结构。
由于羟基取代了氯而使得分子间的作用力增大 ,熔
点升高 (见本文 1. 3. 2)。
( 6)
2. 2　后处理方式对 Melabis合成结果的影响
按本文所述方法合成的中间体 ( B)是一种少量
磷酰氯和相应酸的混合物 ,当与三聚氰胺在水介质
中反应时 ,将伴生少量的 HCl,产生的 HCl使体系
呈酸性而增大了 Melabis的溶解性 ,导致收率降低 ,
同时酸性介质中所得产物需水洗至中性也将影响收
率。为此采用碳酸钠中和后再冷却结晶的工艺 ,提高
了合成收率。
(北京理工大学 97届毕业生周程波、崔云鹏、王
勇等同学参加了部分研究工作。 中国科学院化学研
究所的徐国铮、王玉珍、李铁生、曲冠芝、宗文杰等协
助测试了1 HNMR和元素分析。在此一并表示感谢。)
参考文献
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( 1998年 4月收稿 )
·22· 1998年第 10期　现代化工
DOI : 10. 16606 /j . cnki . i ssn0253 -4320. 1998. 10. 008
中油的产率低 ,精制工艺繁琐 ,油品色泽深等问题。
用超临界流体萃取水冬瓜油脱色、脱臭、脱苦在萃取
器内一次完成 ,从而得到高品质、高收率的水冬瓜
油 [2, 3 ]。
1　实验
采用从瑞士 NOVA公司引进的一套 200 m l超
临界萃取装置 (流程见图 1)。最高萃取温度为 70℃ ,
最高萃取压力为 130 MPa ,萃取柱容积为 200 m l。
实验设备主要分为高压流体萃取管路和水加热管路
两部分。( a)高压流体萃取管路: 主要由膜压机、过滤
器、缓冲管、萃取柱 (包括液体和固体萃取柱 )、分离
柱、收集柱组成。 萃取柱、分离柱及收集柱的温度和
压力分别由热电偶和压力传感器测定。通过数字显
示器读出 ,温度波动不得大于 4℃ ,压力波动不得大
于 1M Pa; ( b)水加热管路:整个流程分别以萃取柱、
分离柱、收集柱为核心 ,配有 3套独立的水循环加热
系统。每套系统均由水加热循环调节器、高位水槽和
　 1—膜压机 ; 2, 20, 21—截止阀 ; 3—过滤器 ; 4—控制阀 ; 5— A, B, C-水位槽 ; 6—缓冲管 ; 7, 14, 15, 16—调节阀 ;
8—液体萃取柱 ; 9—固体萃取柱 ; 10—分离柱 ; 11—收集柱 ; 12—气体分布器 ; 13—磁搅拌 ; 17—转子流量计 ;
18— A, B, C-温度控制仪 ; 19— A, B, C-水浴套 ; 22— A, B, C-压力传感器 ; 23— A, B, C-热电偶 ; 24—预热器
图 1　 NOVA超临界萃取装置
相应的管路组成。 设计精巧 ,温度调节灵敏 ,不仅柱
外有套加热 ,而且在柱与柱之间的调节阀和柱顶的
换向节外都有加热循环水流过 ,以保持超临界二氧
化碳的温度。
实验时 ,钢瓶中的二氧化碳经过滤器后 ,由膜压
缩机加压到所需压力。 经过有水套加热的缓冲管由
底部进入萃取柱进行萃取 ,然后溶有溶质的 CO2经
调节阀由中部进入分离柱进行分离 ,分离产物由分
离柱底部的截止阀放出 ,其余部分进入收集柱进一
步分离出剩下的溶质 ,气态二氧化碳则经转子流量
计测量后放空。
实验所用的水冬瓜采自陕西省宁强县。实验前
经烘干粉碎 ,分出果肉和种子。所用的 CO2为北京
酒精厂出品 ,纯度为 99. 5% 。产物由感量为 0. 0001g
的天平称量 ,并用日本岛津公司的 GC-5A气相色谱
仪进行成分分析。
2　结果及讨论
2. 1　萃取压力对萃取率的影响
图 2　萃取率与压力关系
图 2是萃取温度为 35℃ ,萃取时间为 2 h,不同
·23·现代化工　 1998年第 10期
CO2流量下萃取率随压力变化的关系。由图可见 ,随
着压力的升高 ,萃取率上升 ,可见提高压力有利于被
萃取的物质在 CO2中溶解度的提高。
图 3是萃取时间为 2 h, CO2流量为 1 L /min,
不同温度下萃取率随压力变化的关系。从图中可见 ,
在压力为 37. 7 M Pa时两条曲线出现了交点 ,在压
力低于 37. 7 M Pa时 ,低温 ( 35℃ )操作条件下的萃
取率高于高温 ( 40℃ )下的萃取率。在压力高于 37. 7
M Pa时 ,高温 ( 40℃ )操作条件下的萃取率高于低温
( 35℃ )下的萃取率。这个特殊的点称为 CO2和水冬
瓜油系统的转变点。这点的压力称为该系统的转变
压。
图 3　萃取率与压力关系
2. 2　萃取温度对萃取率的影响
图 4是 CO2流量为 1 L /min,萃取时间为 2 h,
不同萃取压力下萃取率随萃取温度变化的关系。由
图可见 ,当萃取压力低于转变压 ( 37. 7M Pa)时 ,随
图 4　萃取率与温度关系
着温度的升高 ,萃取率下降 ;当压力高于转变压
时 ,随着温度的升高 ,萃取率也升高。 出现上述现象
的原因是:当低于转变压时 ,随着温度的升高 ,溶剂
CO2的密度急剧减小 ,此时升温使油的挥发性提高
和扩散系数的增大不足以补偿 CO2密度降低所造
成的溶解度下降。 同理 ,当压力高于转变压时 ,此时
CO2的密度已相当大 ,升温使密度减少的负效应小
于升温使扩散系数增大的正效应。综合正反两方面
的影响因素 ,此时升温有利于萃取率的提高。
2. 3　 CO2流量对萃取率的影响
流量的变化对萃取能力主要有两方面的影响。
首先 ,由于流量的增加 ,超临界流体在萃取柱中的停
留时间相应减少 ,所以不利于萃取率的提高。但另一
方面 ,随着流量的增加 ,超临界流体通过床层的速度
加快 ,因而与物料的接触搅拌作用相对增强 ,传质系
数和传质面积都相应增大 ,从而提高了传质速率 ,使
之能较快地达到平衡溶解度 ,提高萃取能力。
图 5是萃取温度为 35℃ ,萃取时间为 2 h时 ,不
同压力下萃取率与流量的关系。由图可见 ,随流量的
增加萃取率提高。 在低压时 ,因油在 CO2中的溶解
度较小 ,故增加流量对萃取率的提高效应不大 ;而在
高压时 ,由于油在 CO2中的溶解度较大 ,提高流量
对萃取率的增加比较明显。 但也不是说流量越大越
好 ,这应从满足生产任务和尽量接近溶解平衡两方
面综合考虑。
图 5　萃取率与 CO2流量关系
2. 4　萃取时间对萃取率的影响 [4, 5 ]
图 6是萃取温度为 50℃ , CO2流量为 5 L /min
时 ,不同压力下萃取率随时间变化的关系图。从图可
见 ,随着时间的增加 ,萃取率提高。随着时间的延长 ,
曲线的斜率越来越小 ,到 8 h时 ,已近于零。 说明此
时萃取已达到极限 ,再延长时间已无意义。
3　结论
①用超临界 CO2萃取水冬瓜油是有工业化前
途的方法。萃取压力、萃取温度、 CO2流量是该工艺
·24· 1998年第 10期　现代化工
香菇柄水溶性多糖提取工艺的研究
陈五岭　蔡显鹏　石继红　沈立新
(西北大学生物系 ,西安 710069)
　　摘要　研究了以香菇柄为原料 ,以工业化生产为目的的提取香菇柄水溶性多糖的新工艺 ,采用正交实验确定了提取工艺各
项主要技术参数。 本工艺香菇柄水溶性多糖提取率可达 3. 094%。
关键词　香菇柄 ,水溶性多糖 ,提取工艺
Extraction of water soluble polysaccharose from mushroom stem
Chen Wuling　Cai X ianpeng　 Shi J ihong　 Shen Lix in
( Depa rtment o f Biolog y, No r th west Univ er sity , Xi an 710069)
Abstract　 Using mushroom stem as raw ma terial, the new tech no lo gy of ex tracting w ater soluble polysac-
charo se is investiga ted. Majo r technical pa ramete rs fo r ex traction ar e defined by o rthogona l design.
Key words　 mush room stem, wate r soluble polysaccha ro se , ex traction technolog y
　　香菇子实体和菌丝体中存在多种抑制肿瘤、提
高机体免疫力、抗病毒的多糖类物质。香菇柄与菇盖
一样都由香菇菌丝体组成 ,同样含有丰富的生物活
性物质。据分析香菇柄中含有 7种多糖成分 ,其中 5
种具有U( 1～ 3)糖苷键结构的葡聚糖 ,并证实其具
有抗突变的生物活性 ,具有明显保护机体免遭肿瘤
侵害的生理功能 [1 ]。由于香菇柄是香菇商品化处理
中废弃的下脚料 ,因其口感不好无法食用 ,据报道全
国每年废弃的香菇柄有数万吨之多 ,这部分的资源
浪费是极其巨大的。
本文报道了利用香茹柄为原料 ,以工业化生产
为目的 ,香菇柄粗多糖分级提取工艺 ,并采用正交实
验法确定了提取工艺的各项主要技术参数 ,选择了
安全、无毒、无污染、价格低、易回收的溶剂系统和分
离材料 ,采用本工艺 ,含量为 65. 8%的香菇柄水溶
性多糖提取率达 3. 094% ,经分收提取后 ,水溶性多
图 6　萃取率与时间的关系
方法的重要工艺参数。在萃取过程中 ,水冬瓜油在
CO2中的溶解度随压力的升高而增大 ,而且在转变
压以上 ,随温度的升高而增大 ,在转变压以下 ,随温
度的升高而减小。
②通过实验得出用超临界 CO2萃取水冬瓜油
的最佳工艺条件为: 萃取压力 35 MPa ,萃取温度
40℃ ,二氧化碳流量 5 L /min。
③超临界流体 CO2与油酸、亚油酸类脂肪酸完
全互溶 ,能充分溶解水冬瓜油。同时 CO2具有良好
的传质传热性能 ,无毒 ,不燃烧 ,价格便宜 ,易得 ,是
理想的超临界溶剂 [6 ]。
参考文献
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( 1998年 3月收稿 )
糖含量可达 92%以上。
·25·现代化工　 1998年第 10期