電場強化超臨界CO2流體萃取複方中藥有效成分的研究

《電場強化超臨界CO2流體萃取複方中藥有效成分的研究》是依託華南理工大學，由范曉丹擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：電場強化超臨界CO2流體萃取複方中藥有效成分的研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：范曉丹
• 依託單位：華南理工大學

項目摘要

本項目將研製出電場強化超臨界二氧化碳流體萃取裝置；研究電場參數（電壓、電流、電場強度、作用時間等）與超臨界二氧化碳流體萃取中各影響因素（萃取溫度、萃取壓力、物料顆粒度、流體流量、夾帶劑、萃取時間等）對複方中藥有效成分萃取率的影響，運用曲面回響設計進行最佳化，確定最適宜的萃取參數；根據公式計算電場作用下二氧化碳分子的誘導偶極矩，並通過相平衡測定儀測量在不同參數條件下中藥有效成分的溶解度，推導出相平衡模型，探討電場對超臨界二氧化碳流體萃取中藥有效成分的萃取成分和萃取率的影響；採用理論計算和實驗驗證相結合的方法，歸納電場強化超臨界二氧化碳流體萃取的作用機理和動力學模型。. 本課題的研究成果為電場強化超臨界二氧化碳流體萃取技術套用提供理論依據，對於中藥提取現代化及其它天然產物有效成分提取新技術的發展具有重要意義。

結題摘要

超臨界二氧化碳流體提取技術對於藥物和食品有效成分的提取分離具有其它技術無可比擬的優勢。然而對於極性分子物質，該技術必須加入極性夾帶劑來增加提取率，從而造成產品的溶劑殘留和後續處理的麻煩。本項目通過附加電場改變二氧化碳流體的極性，部分或完全取代夾帶劑的使用，實現在較低溫度下對中藥極性有效成分的提取。該技術的套用範圍廣且對環境友好。 本項目研製出電場強化超臨界二氧化碳流體提取裝置，該裝置能保證在高壓靜電（20KV）和超臨界二氧化碳流體提取條件下（30 MPa，80℃）整個提取釜保持穩定高壓並不被電壓擊穿。研究了電場強化超臨界二氧化碳流體提取參數對中藥有效成分得率的影響並獲得了最佳化工藝。當丹參樣品200g，原料粒徑60目，提取壓力20MPa，提取溫度50℃，電場強度1.5KV/cm，電場作用時間2h，夾帶劑乙醇用量1mL/g時，丹參酮ⅡA的得率最高，達到4.37mg/g。初步探討了電場和超臨界二氧化碳流體在提取過程中的相互作用。在沒有添加夾帶劑的情況下，電場對超臨界二氧化碳流體提取極性物質的效果基本沒有影響。添加少量（0.5 mL/g）夾帶劑時，電場可以有效提高超臨界二氧化碳流體提取極性物質的得率，即添加0.5 mL/g夾帶劑同時附加1.5 KV/cm電場的提取效果相當於添加1mL/g夾帶劑的提取效果，換言之，通過附加電場獲得同樣的提取效果時，夾帶劑的用量可以減半，說明電場可以一定程度替代夾帶劑的作用，從而減少夾帶劑的使用，使提取物的純度更高更環保。此外，採用超聲-超臨界流體和電場-超聲兩種耦合技術提取藥用植物有效成分，橫向比較三種耦合提取技術。超聲-亞臨界流體提取技術將超聲破壁作用和亞臨界的低溫提取等優勢結合，適合非極性和極性較弱的熱敏性成分的提取；超聲-電場技術將電場可有效擊穿細胞膜的同時進一步強化超聲空化作用等優勢結合，適合細胞內有效成分的提取；電場-超臨界流體提取技術利用電場對提取溶劑極性的影響，可部分替代極性夾帶劑的用量，拓展了提取物的極性範圍，同時也使該技術更綠色環保。 本課題的研究成果為電場強化超臨界二氧化碳流體提取技術套用提供了理論基礎，對於中藥提取現代化及其它天然產物有效成分提取新技術的發展具有重要意義。