傳統(tǒng)的提煉方式系將原材料裝進(jìn)適當(dāng)?shù)娜萜髦校砑舆m合的溶劑,如乙醇、水或CO2流體等,根據(jù)控制原材料粒度、提煉時(shí)間段、提煉溫度、提煉壓力等加工工藝條件,以溶出其中相關(guān)成分。普遍使用的萃取技術(shù)方式有:
1.浸出提煉法:浸漬法、滲漉法、煎煮法、回流提煉法及連續(xù)回流提煉法等;
2.升華法:固體物質(zhì)加熱可以直接氣化,冷凝后凝固為固體化合物,利用升華原理可以直接自原材料中提煉目標(biāo)成分。例如樟木中升華的樟腦,茶葉中的咖啡堿等。
3.水蒸氣蒸餾法:將原材料與水在一塊加熱,當(dāng)其蒸氣壓和水的蒸氣壓總和為一個(gè)大氣壓時(shí),液體開(kāi)始沸騰,水蒸氣將揮發(fā)性物質(zhì)一并帶出。例如揮發(fā)油,一些小分子生物堿,及其一些小分子的酚類(lèi)物質(zhì);
浸漬法、滲漉法、煎煮法、回流提煉法及連續(xù)回流提煉法等傳統(tǒng)手工藝方式,萃取能力強(qiáng),可選擇性強(qiáng),但在萃取、分離過(guò)程中,加工工藝溫度均需超過(guò)50℃之上,易造成“熱敏性”相關(guān)成分不一樣程度的分解或變性,促使產(chǎn)品發(fā)生次生化;親脂性的有機(jī)溶劑萃取所生產(chǎn)的產(chǎn)品中的溶劑殘留高,減少了產(chǎn)品的質(zhì)量,而且可選擇的有機(jī)溶劑多屬易燃品,生產(chǎn)制造過(guò)程的安全風(fēng)險(xiǎn)無(wú)法消除。水汽蒸餾法、升華法因?yàn)槠溽槍?duì)性過(guò)強(qiáng),影響了該方式的應(yīng)用領(lǐng)域。
天然產(chǎn)物相關(guān)成分提煉新方式:
國(guó)內(nèi)外也普遍選用超聲波、微波輔助提煉法和超臨界二氧化碳流體萃取法。超聲波提煉法,即利用超聲波的“空化”作用,以做到激化提煉溶媒滲透、溶解、擴(kuò)散活性的提煉加工工藝。超臨界二氧化碳流體萃取法,需控制CO2處于臨界溫度(31.05℃)和臨界壓力(7.38MPa)之上,促使CO2處于超臨界溫度和超臨界壓力狀態(tài)并具備氣體和液體的雙重特性,以其為溶劑,根據(jù)分子間的相互作用力和擴(kuò)散作用溶解原材料的目標(biāo)成分,形成超臨界CO2負(fù)載相,然后減少載氣的壓力或升高溫度,使超臨界CO2的溶解度減少,進(jìn)而做到提煉分離的目的。
超聲波提煉法對(duì)傳統(tǒng)工藝方式有較大改進(jìn),具備比較好的經(jīng)濟(jì)性和普遍的適應(yīng)性,但僅僅一種輔助方式,需要與其它萃取技術(shù)結(jié)合才可以充分發(fā)揮作用。超臨界CO2萃取法具備萃取能力強(qiáng),提煉率高,可選擇性強(qiáng),產(chǎn)品質(zhì)量好等優(yōu)勢(shì)??墒?,CO2必須在25MPa之上的超高壓狀態(tài)下才能夠進(jìn)行萃取加工,極高的壓力限制了設(shè)備有效容積的放大,也制約了該技術(shù)在天然產(chǎn)物生產(chǎn)中的工業(yè)化應(yīng)用。
溶劑的溫度高過(guò)其沸點(diǎn)時(shí),以氣態(tài)存在,對(duì)其施加一定的壓力壓縮又能使其液化,在此情況下,運(yùn)用其相似相溶的物理性質(zhì),作為天然產(chǎn)物中有效成分萃取的溶劑。這種亞臨界狀態(tài)的萃取技術(shù)性稱為亞臨界流體萃取技術(shù)性。
亞臨界萃取的加工工藝基本原理是在常溫狀態(tài)下和一定壓力下,以液化的亞臨界溶劑對(duì)物料進(jìn)行逆流萃取,萃取液在常溫狀態(tài)下減壓蒸發(fā),使溶劑氣化與萃取出的目標(biāo)成分分離,獲得產(chǎn)品;被萃取過(guò)的物料在常溫狀態(tài)下減壓蒸發(fā)出其中吸附的溶劑,獲得另一產(chǎn)品。氣化的溶劑被再分離壓縮液化后循環(huán)使用。整個(gè)萃取全過(guò)程能夠在室內(nèi)溫度或更低的溫度下進(jìn)行,因此并不會(huì)對(duì)物料中的熱敏性成分造成損害,這是亞臨界萃取加工工藝的更大優(yōu)點(diǎn)。
概括而言,亞臨界流體萃取技術(shù)性是一種技術(shù)性和方法,一個(gè)多功能的研發(fā)和生產(chǎn)平臺(tái)。應(yīng)用面持續(xù)延伸,應(yīng)用前景更大。