超临界流体萃取技术在天然药物提取中的应用分析

超临界流体萃取技术在天然药物提取中的应用分析

喻晓亮

江苏中电创新环境科技有限公司 江苏无锡 214000

摘 要：超临界流体萃取技术是一种新型的绿色分离技术，具有萃取效率高、选择性强、溶剂残留少等优点，在天然药物提取领域具有广阔的应用前景。本文先分析超临界流体萃取技术的原理，并对其在天然药物中的挥发油、黄酮类、香豆素类、甙类、生物碱、醌类化合物、萜类等多种有效成分提取进行了详细分析，最后对该技术的应用现状和发展趋势进行了展望。

关键词：超临界流体萃取；天然药物；提取；应用

引言

    天然药物是从天然动植物中提取的具有医疗价值的物质，在人类疾病的防治和保健中发挥着重要作用。传统的天然药物提取方法主要包括溶剂萃取、水蒸气蒸馏、超滤等，但这些方法存在萃取效率低、溶剂残留多、易破坏热敏性物质等缺点，超临界流体萃取技术是一种利用超临界流体作为萃取剂进行萃取的分离技术。超临界流体是指一种物质在温度和压力都超过其临界点时所呈现的流体状态，超临界流体具有气体的流动性和液体的溶解能力，因此可以作为一种高效的萃取剂用于提取天然药物中的有效成分。

1超临界流体的萃取原理

在超临界流体萃取 (SFE) 是一种利用超临界流体作为萃取剂，从固体或液体基质中选择性地提取目标物质的技术，其原理基于超临界流体的独特物理性质。当物质的温度和压力超过其临界点时，就会呈现出超临界流体状态。超临界流体兼具液体的溶解能力和气体的流动性，使其成为一种高效的萃取剂，超临界流体与待萃取物质接触时，会根据两者之间的亲和力发生溶解作用。超临界流体的密度和溶解能力会受到温度和压力的影响，可以通过调节这两个参数来控制萃取过程，超临界流体对不同物质的溶解能力差异很大，可以通过选择合适的超临界流体和萃取条件来实现对目标物质的选择性萃取。

将样品进行粉碎，以增加表面积，提高萃取效率。粉碎可以增加样品的表面积，使超临界流体更容易接触到目标物质。对于含水量较高的样品，需要进行干燥或脱水处理，以防止水分影响萃取效果。将超临界流体 (如二氧化碳) 加热至超过其临界温度，使用压缩机将超临界流体加压至所需压力，超临界流体的温度和压力需要控制在临界点以上。常用的超临界流体包括二氧化碳、乙烷、水等。二氧化碳是应用最广泛的超临界流体，其临界温度为31.1℃，临界压力为7.38 MPa。将超临界流体与待萃取物料 (样品) 在萃取釜中接触，超临界流体溶解目标物质，并将其带出萃取釜在萃取过程中，超临界流体与待萃取物料接触，并根据两者之间的亲和力发生溶解作用。超临界流体的密度和溶解能力会受到温度和压力的影响，提高压力可以提高超临界流体的溶解能力；升高温度则会降低超临界流体的溶解能力。降低压力或升高温度，使目标物质从超临界流体中析出，常用的分离方法可降低超临界流体的压力，使目标物质析出，升高超临界流体的温度，使目标物质析出，使用另一种溶剂将目标物质从超临界流体中萃取出来。将超临界流体进行回收，并循环利用。

2超临界流体萃取技术在天然药物研究中的应用

2.1挥发油提取

挥发油是一类具有浓郁香气的天然产物，广泛应用于食品、香料、医药等领域。传统的挥发油提取方法主要包括水蒸气蒸馏、溶剂萃取等，但这些方法存在萃取效率低、溶剂残留多、易破坏热敏性物质等缺点。超临界流体萃取挥发油的原理是利用超临界流体对挥发油的溶解能力，超临界流体在萃取过程中与挥发油发生溶解作用，并将挥发油带出萃取容器。超临界流体萃取挥发油的效率和选择性受到多种因素的影响，不同的超临界流体对挥发油的溶解能力不同，常用的超临界流体包括二氧化碳、乙烷、水等，二氧化碳是应用最广泛的超临界流体，其对挥发油的溶解能力较强，且无毒、无残留，安全性高。温度、压力、萃取时间等萃取条件都会影响萃取效果，一般来说，提高压力和萃取时间可以提高萃取效率；升高温度则会降低萃取效率，而样品的粒度、形态、含水量等都会影响萃取效果。超临界流体萃取挥发油要先进行样品预处理，将样品进行粉碎，以增加表面积，提高萃取效率，将超临界流体加热至超过其临界温度，并加压至所需压力，超临界流体与待萃取物料 (样品) 在萃取釜中接触，降低压力或升高温度，使挥发油从超临界流体中析出，收集挥发油，可实现对柑橘类挥发油、香料类挥发油、花卉类挥发油等的提取。

2.2黄酮类提取

酮类化合物是一类重要的植物次生代谢产物，具有多种生物活性，如抗氧化、抗炎、抗肿瘤等。传统的黄酮类提取方法主要包括溶剂萃取、水蒸气蒸馏等，但这些方法存在萃取效率低、溶剂残留多、易破坏热敏性物质。超临界流体萃取技术是一种新型的绿色分离技术，具有萃取效率高、选择性强、溶剂残留少等优点，在黄酮类提取领域具有广阔的应用前景。大豆黄酮是重要的植物雌激素，具有抗衰老、抗骨质疏松等作用，采用超临界流体萃取技术可以有效提取大豆黄酮，且萃取效率高、溶剂残留少，将大豆脱壳、磨碎，得到大豆粉，将二氧化碳加热至超过其临界温度 (31.1℃)，并加压至所需压力 (40 MPa)，超临界流体与大豆粉在萃取釜中接触，萃取时间为 2 小时，降低压力，使大豆黄酮从超临界流体中析出，收集大豆黄酮，可以达到90%总提取率和获得98%纯度的提取物。黄酮苷是一类重要的黄酮类化合物，具有抗氧化、抗炎等作用。超临界流体萃取技术可以有效提取黄酮苷，且萃取效率高、选择性强。将植物材料 (如黄酮苷含量高的植物) 粉碎，得到样品粉末，将二氧化碳加热至超过其临界温度 (31.1℃)，并加压至所需压力 (10-30 MPa)，将超临界流体与样品粉末在萃取釜中接触，萃取时间为 1-3 小时，降低压力，使黄酮苷从超临界流体中析出。

2.3香豆素类提取

香豆素类化合物是一类含有苯并-α-吡喃酮结构的天然产物。它们广泛存在于植物中，尤其是在豆科、伞形科和菊科植物中。香豆素类化合物具有多种生物活性，包括抗凝血、抗炎、抗氧化、抗肿瘤等。川芎嗪是一种重要的抗凝血药物，具有活血化瘀、通经止痛等作用，将川芎根洗净、干燥，粉碎至40-60目，将粉碎后的川芎根过筛，去除粗颗粒，将二氧化碳用压缩机加压至30-40 MPa，将加压后的二氧化碳加热至60-80℃，使其成为超临界流体，将超临界流体送入萃取釜，与川芎根粉末接触，萃取时间为2-3小时，降低萃取釜的压力，使超临界流体变成气体，从萃取釜中逸出，将气体通过冷凝器冷却，液化成二氧化碳，将液化的二氧化碳收集，循环使用，将萃取液收集，浓缩，结晶，得到川芎嗪2.4甙类提取

甙类是一类天然产物，由糖苷与苷元组成。它们广泛存在于植物中，尤其是在根、茎、叶、花和果实中。甙类具有多种生物活性，如抗氧化、抗炎、抗肿瘤等。多存在于黄酮类药物、皂苷类药物、蒽醌类药物和酚类药物等。利用溶剂对甙类的溶解能力进行提取，常用的溶剂包括水、乙醇、丙酮，利用超临界流体对甙类的溶解能力进行提取，采用酶将甙类水解成苷元和糖，再进行提取。

2.5生物碱提取

    生物碱是一类含氮的天然产物，具有多种生物活性，如抗菌、抗肿瘤、镇痛等，生物碱广泛存在于植物中，尤其是在根、茎、叶、花和果实中，该技术已成功应用吗啡、阿片碱和莨菪碱等提取，以吗啡为例，超临界流体萃取吗啡先进行样品预处理，罂粟壳洗净、干燥，粉碎至40-60目，将二氧化碳用压缩机加压至30-40 MPa，将超临界流体送入萃取釜，与罂粟壳粉末接触，低萃取釜的压力，使超临界流体变成气体，从萃取釜中逸出，将萃取液收集，浓缩，结晶，得到吗啡。

3总结

    传统的提取方法包括溶剂萃取、水蒸气蒸馏等，但这些方法存在萃取效率低、溶剂残留多、易破坏热敏性物质等缺点。超临界流体萃取技术是一种高效、环保的提取技术，具有萃取效率高、选择性强、溶剂残留少等优点，该技术已成功应用于多种天然产物的提取，

随着技术的不断发展和完善，超临界流体萃取技术将越来越广泛地应用于天然产物的提取和生产中，为天然产物的应用开发提供更加广阔的空间。

参考文献：

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