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摘要：以杜仲籽为原料，超临界CO2为溶剂萃取杜仲籽油。探讨了操作压力、温度和CO2体积对萃取的影响。结果表明，先静态萃取10 min，再用压力35 MPa、温度40℃ 、CO2体积40 mL进行动态萃取，萃取杜仲油效果较好。用GC分析了杜仲籽油的组成，亚麻酸是主要成分。超临界萃取得到的杜仲籽油可作为高质量的保健食用油。
关键词：超临界CO2；萃取；杜仲籽油；亚麻酸
中图分类号：$718．43 文献标识码：A 文章编号：1001-7461(2004)04-0126-03
Extraction of Oil from Eucommia Seeds with Supercritical CO2
MA Bai-lin ， LIANG Shu·fang ， DONG Juan—e， ZHANG Kang-jian
(1．College of Sciences，NWSci—Tech Univ．ofAgr．and For．，Yangting，Shaanx／712100，China；
2．College ofForestry，NW Sci—Tech Univ．ofAgr．and For．，yⅡ， ，Shaaaxi 712100，Ch／na)
Abstract：The extraction of eucommia seed oil was studied using eucommia seeds as l'aw material and supercritical CO2 as solvent．The efect of operation temperatures，pressures，CO2 volume were analyzed in a series of experiments．Th e result showed that the efect of extracting eucommia oil was better by statics extraction 10 min first and dynamic extraction secondly under 35 MPa，40℃ ，CO2 40 mL．Linolenic acid was the principal component by the analysis of GC．
Key words：supercritical CO2；extraction；eucommia seed oil；linolenic acid
杜仲籽油中富含 一亚麻酸(高达61％)。亚麻酸是人体必需脂肪酸，在人体内极易代谢为多烯不饱和脂肪酸DHA。DHA是大脑灰质的主要组成物质之一，是视网膜组织的重要组成成分，具有明显的降压作用和预防脑血栓和心肌梗塞及抗肿瘤作用。杜仲籽油常用压榨法、有机溶剂浸出法提取。超临界流体萃取(SFE)是一种新型的提取分离技术，具有无化学溶剂残留、避免萃取物在高温下的热劣化、保护生理活性物质、无环境污染等优点。另外，该法工艺简单，能耗低，操作方便，易于工业化生产。应用SFE技术萃取杜仲籽油的研究尚未见报道。本文对SFE法萃取杜仲籽油的工艺条件进行了研究，得到了澄清透亮的杜仲籽油。
1 材料与方法
1．1 材料：杜仲籽购自陕西省略阳县杜仲开发中心，脱壳取仁，自然风干备用。CO2纯度为99．99％ 。
1．2 仪器：美国ISCO公司生产的ISC0-260型超临界CO2萃取仪。该仪器包括供气系统、超临界流体发生系统和萃取分离系统。岛津GC-9A气相色谱仪。
1．3 方法：精确称取1～2 g杜仲种仁粉，装人精确称量的萃取管中。静态萃取10 min后，再进行动态萃取。根据萃取所得杜仲油的质量计算萃取率。杜仲油萃取率(％)=[杜仲油的质量(g)／杜仲种仁粉的质量(g)]X 100％ 。根据单因素试验结果，采用正交设计法对萃取条件进行优化。
2 结果与分析
2．1 萃取压力对萃取率的影响
当压力在CO2超临界点(临界压力为7．38MPa)以上，在温度、流量恒定时，压力增大，SFE—CO2密度增大，杜仲籽油在CO2中的溶解度增加。但当压力增加到一定程度时，杜仲籽油在CO2中的溶解度增加缓慢(图1)。而高压不但会增加设备投资和操作费用，并且SFE—CO2的极性随压力升高而上升，压力过高，极性物质在SFE-CO2中的溶解度增加，影响油的纯度，因此，并非压力越高越好。根据实验分析结果，得出压力为35～40MPa为最适宜萃取压力。
2．2 萃取温度对萃取率的影响
压力比临界压力大得多时，SFE—CO2密度高，可压缩性小，升温时SFE—CO2密度降低较少，但大大提高了待分离组分的蒸汽压和扩散系数，从而使溶解能力提高；相反，在SFE-CO2临界点附近，即压力较低时，SFE—CO2的可压缩性大，升温时SFE-CO2密度急剧下降，此时虽可提高分离组分的挥发度和扩散系数，但难以补偿CO2密度降低所造成的溶解能力下降。由图2可见，萃取杜仲籽油时，温度在35～ 45℃萃取率较高。
2．3 CO2体积对萃取率的影响
SFE-CO2体积主要影响萃取时间。由图3可见，CO2体积越大，杜仲籽出油率越高，但CO2体积过大不利于分离器中油和CO2的分离，试验证明生产中可选用40～50 mL的CO2萃取。
2．4 正交试验
在以上单因素的基础上，进一步以决定杜仲籽油的主要因素(压力、温度、CO2体积)进行三因素三水平正交试验，以寻求最佳工艺条件(表1、表2)。由表2可见，压力、温度、CO2体积三因素的极差分别为6．10、1．30、0．40，极差越大，表明该因素水平变化对萃取影响越大。因此，三因素主次关系为压力>温度>CO2体积，即压力对杜仲油萃取率影响最大。
最优水平组合应按照显著因素的最好水平，兼顾其余因素的综合工艺成本等具体条件来选取。根据以上试验结果及考虑各种工艺因素，杜仲油SFE-CO2萃取的最佳工艺条件为：先静态萃取10 min。再用压力为35 MPa，温度40℃，CO2体积40 mL进行动态萃取。
2．5 杜仲油脂肪酸组成
SFE-CO2萃取的杜仲油色泽为浅黄色，澄清透明(表3)。
3 结论与讨论
用SFE-CO2萃取杜仲油是可行的。压力、温度、CO2体积是主要影响因素。在本试验条件下影响杜仲油萃取率的三因素主次关系为压力>温度>CO2体积。SFE-CO2萃取杜仲油的最佳工艺条件为：先静态萃取10 min，再用压力35 MPa、温度40℃、CO2体积40 mL进行动态萃取。
SFE-CO2萃取的杜仲油脂肪酸组成中亚麻酸是主要成分。SFE-CO2萃取杜仲油受很多因素的影响，主要有压力、温度、静态萃取时间、动态萃取时间、CO2流量、原料粒度等。改变其中任何一个因素都可能导致萃取成分的变化。因此，应根据萃取的主要成分确定压力、温度、CO2体积及其他各个因素。SFE-CO2萃取杜仲籽油与传统溶剂法相比(表4)，具有萃取率高，无溶剂残留，亚麻酸的含量高，减少萃取时间等优点。
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