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亞臨界流體是指某些化合物在溫度高于其沸點(diǎn)但低于臨界溫度,且壓力低于其臨界壓力的條件下,以流體形式存在的該物質(zhì)。當(dāng)溫度不超過(guò)某一數(shù)值,對(duì)氣體進(jìn)行加壓,可以使氣體液化,而在該溫度以上,無(wú)論加多大壓力都不能使氣體液化,這個(gè)溫度叫該氣體的臨界溫度。目前,利用此技術(shù)建成近百家特種油脂提取車間運(yùn)轉(zhuǎn)良好,指標(biāo)性能優(yōu)良,經(jīng)濟(jì)效益顯著。
在臨界溫度下,使氣體液化所須的壓力叫臨界壓力。當(dāng)丙烷、丁烷、高純度異丁烷(R600a)、1,1,1,2-四氟(R134a)、(LPG)和六氟化硫等以亞臨界流體狀態(tài)存在時(shí),分子的擴(kuò)散性能增強(qiáng),傳質(zhì)速度加快,對(duì)產(chǎn)物中弱極性以及非極性物質(zhì)的滲透性和溶解能力顯著提高、從而達(dá)到提取目的。亞臨界流體萃取技術(shù)是利用上述亞臨界流體的性質(zhì),物料在萃取罐內(nèi)注入亞臨界流體浸泡,在料溶比、萃取溫度、萃取時(shí)間、萃取壓力,萃取劑及夾帶劑及攪拌、超聲波的輔助下進(jìn)行的萃取過(guò)程。
在辣椒紅色素的萃取中,經(jīng)過(guò)對(duì)特定夾帶劑的加入對(duì)亞臨界流體的溶解能力和萃取選擇性研究,結(jié)果表明這一特定夾帶劑的加入可以顯著增加流體的溶解能力,受此鼓舞,我們?cè)囼?yàn)配置了多種溶劑混合的復(fù)合溶劑,針對(duì)性的提取不同的動(dòng)植物原料中脂溶性成分。
表面活性劑也可以作為夾帶劑提高亞臨界流體萃取效率,提高的程度與其分子結(jié)構(gòu)有關(guān),分子的脂溶性部分越大,其對(duì)亞臨界流體的萃取效率提高越多。關(guān)于夾帶劑的作用原理,有研究認(rèn)為是夾帶劑的加入改變了溶劑密度或內(nèi)部分子間的相互作用所致。
從萃取效果看,在低溫狀態(tài)下所得的植物粉活性成分得到了較大限度的保護(hù),以植物蛋白為例,水溶性蛋白指標(biāo)NSI在86%以上,小麥胚芽油的VE成分95%以上得以保持。與其他方法相比具有明顯優(yōu)勢(shì):處理物料量一般在30-100噸/日,萃取時(shí)間短、成本低。隨著產(chǎn)物的開(kāi)發(fā)范圍越來(lái)越廣,亞臨界流體萃取技術(shù)在食品工業(yè)具有更加廣闊的應(yīng)用前景。亞麻籽油采用亞臨界低溫萃取進(jìn)行生產(chǎn),全程生產(chǎn)溫度低于40度,全都保留其傳統(tǒng)成分,它的不飽和儲(chǔ)量和高,油酸20%左右,亞油酸15%,亞麻酸可達(dá)58%左右。
亞臨界流體萃取在中藥行業(yè)的應(yīng)用已經(jīng)涉及中藥及中藥的成分的提取,并已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。如從五味子、紅花、、靈芝孢子、水飛薊、栝樓籽、、亞臨界萃取比抽提優(yōu)越,比超臨界日處理量大、具有收率高、提取周期短及無(wú)溶劑殘留等優(yōu)點(diǎn),特別適合于中藥脂溶性活性成分的提取。亞臨界萃取的工藝原理是在常溫和一定壓力下,以液化的亞臨界溶劑對(duì)物料進(jìn)行逆流萃取,萃取液在常溫下減壓蒸發(fā),使溶劑氣化與萃取出的目標(biāo)成分分離,得到產(chǎn)品。
大豆油、菜籽油、葵花籽油等一般食用油的生產(chǎn)方法多為溶劑萃取法,所使用的萃取溶劑為己烷或正己烷,即大家常說(shuō)的六號(hào)溶劑。由于該溶劑沸點(diǎn)高,在毛油和粕脫除溶劑時(shí)需要120℃高溫,對(duì)油和粕中的熱敏性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)具有破壞,致使原料中的蛋白、黃酮、、維生素等成分高度變性,萃取油脂后的粕使用價(jià)值受限,大多數(shù)作為飼料和肥料處理,不能進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用。亞臨界流體是指某些化合物在溫度高于其沸點(diǎn)但低于臨界溫度,且壓力低于其臨界壓力的條件下,以流體形式存在的該物質(zhì)。