關於二氧化碳超臨界萃取技術

摘 要

二氧化碳是一種很常見的氣體，但是過多的二氧化碳會造成“温室效應”，因此充分利用二氧化碳具有重要意義。傳統的二氧化碳利用技術主要用於生產乾冰（滅火用）或作為食品添加劑等。現國內外正在致力於發展一種新型二氧化碳利用技術──CO2超臨界萃取技術。運用該技術可生產高附加值的產品，可提取過去用化學方法無法提取的物質，且廉價、無毒、安全、高效。它適用於化工、醫藥、食品等工業。

正 文

二氧化碳在温度高於臨界温度（Tc）31℃、壓力高於臨界壓力（Pc）3MPa的狀態下，性質會發生變化，其密度近於液體，粘度近於氣體，擴散係數為液體的100倍，因而具有驚人的溶解能力，用它可溶解多種物質，然後提取其中的有效成分，具有廣泛應用。

傳統提取有效成份的方法如水蒸汽蒸餾法、減壓蒸餾法、溶劑萃取法等，但工藝複雜、純度不高，而且易殘留有害物質。而二氧化碳超臨界萃取廉價、無毒、安全、高效，可以生產極高附加值的產品。用超臨界CO2萃取法可以從許多種植物中提取其有效成分，而這些成分過去用化學方法是提取不出來的。除了用在化工、化工等工業外，還可用在煙草、香料、食品等方面。如食品中，可以用來去除咖啡、茶葉中的咖啡因，可提取大蒜素、胚芽油、沙棘油、植物油以及醫藥用的、阿托品、人蔘素及銀杏葉、紫杉中的有價值成分。以下舉例簡單介紹一下該技術的應用。

（一）用於提取辣椒中的紅色素

用超臨界方法萃取的紅色素沒有一絲辣味，副產品主要是辣味素，只要加入90％的熟植物油即可製成辣椒油。一年能收回投資。1991年以來，在日本每年需要辣椒紅色素30噸，每公斤價3萬日元，年銷售額9億日元。我國化學方法生產的辣椒紅色素每年60噸，但色價太低又有辣味，出口困難。我國色素應用也呈直線上升趨勢，因此生產色素有極光明的前景。除辣椒色素外，設備還可以生產薑黃、玉米黃、紅花色素等。

（二）用於提取茶葉中的茶多酚

安徽、雲南、四川、湖北等省盛產茶葉，可以將質次的碎茶葉未或次茶生產茶多酚及咖啡因。茶多酚是極優良的抗氧劑，廣泛用於食品和化粧品等方面，已發現茶多酚有抗齲殺菌作用，在醫學方面茶多酚可以有降膽固醇、降血壓、降血脂、延緩衰老作用，因此是一種優良的天然食品添加劑。用化學方法提取的茶多酚比不上用CO2超臨界萃取法生產的'茶多酚純淨，因此在大量種植茶葉的地區上此項目，一定有較大的經濟效益。此外咖啡因也是常用的藥品，這將使過去認為無用的次品，轉變成高附加值的產品。100噸茶葉末可以提取5噸茶多酚，產值近千萬元。

（三）用於提取銀杏黃酮、內酯

用超臨界萃取設備杏從銀可粗提物中精提銀杏黃酮、內酯。銀杏葉粗提物成本年需1860萬元，超臨界萃取設備工藝投資300萬元，產值就可達到2900萬元。一年內可收回投資並有600萬元收益，第二年可獲毛利900萬元。

（三）用於提取桂花精和米糖油

如用超臨界萃取技術提取桂花精油，每千克油在國際市場上售價可達3000美元。一瓶25mL裝的香水只需桂花精油5~6滴，可賣幾十法朗，經濟效益十分可觀。

由超臨界流體浸製的米糠油是一種相當純的天然高品質油。米糠油中所含的甾醇（高達0。75％）可化學合成甾醇激素，其產品包括：雄性荷爾蒙、雌性荷爾蒙、避孕藥、利尿劑、抗癌劑。這些產品在醫藥工業中佔有重要的地位和極高的經濟價值。甾族藥物的生產，在世界範圍內是一個40億美元的產業，而米糠油是合成甾醇藥的最佳原料。

國外在生產香精和啤酒花方面已採用了CO2超臨界萃取技術。我國有豐富的自然資源，超臨界萃取技術有極大的推廣價值。有些交通不發達的山區，特產資源十分豐富，尤其盛產中草藥材。處理這些藥材，要用相當大的裝置，且運輸不便，如能在這些山區建立CO2超臨界萃取設備，可用以提取中藥中最為有用的精華部分，這不僅減少了大量的運輸成本，而且極大地增加了中藥的附加值，可開發生產出更多的醫藥新產品。

目前，國內外採用CO2超臨界萃取技術可利用的資源有：紫杉、黃芪、人蔘葉、、香獐、青蒿草、銀杏葉、川貝草、桉葉、玫瑰花、樟樹葉、茉莉花、花椒、八角、桂花、生薑、大蒜、辣椒、桔柚皮、啤酒花、芒草、香茅草、鼠尾草、迷迭香、丁子香、豆蔻、沙棘、小麥、玉米、米糠、魚、煙草、茶葉、煤、廢油等。北京、山東、湖南、廣西、浙江、江蘇等地的一些科研所、院校和醫藥、食品企業都在積極進行超臨界萃取技術的研究應用，並取得了一批可喜的成果。中科院廣州化學研究所與南方面粉集團聯合設計、製造、安裝的200L大型超臨界和工業試驗裝置，作為“八五”國家科技投資項目，已於1996年1月24日通過國家科委組織驗收，正式投入運行。