( 1.中北大学化工与环境学院，山西太原 030051；2.山西大学生命科学学院，山西太原 030006；3.中北大学理学院，山西太原 030051 )

红花籽油是从菊科植物红花(Carthamus tinctorius L.)的种子中提取的植物油，其亚油酸含量是所有植物油中最高的，而亚油酸是一种人体必需却又不能在体内自行合成的脂肪酸，能够明显减少人体血浆中胆固醇的含量，可防治心、脑血管疾病，红花籽油因此被认为是世界上最好的食用油之一。目前，提取红花籽油的方法主要为压榨法或抽提法。压榨法收率较低，抽提法所得红花籽油纯度不高，且有溶剂残留，效果均不理想。而超临界CO2对脂溶性物质溶解性较好，作为萃取介质可提高萃取量，同时实现产物自行分离，无任何残留。作者在此考察了超临界CO2萃取工艺参数对红花籽油萃取的影响，以阐明过程的控制因素，获得高质量的红花籽油。

1 实验

1.1 原料和试剂

红花籽(含水率5.6％、含油率26.7％)，产自新疆吉木萨尔。二氧化碳(纯度99.5％)，太原市化肥厂。

1.2 装置

实验采用自制的半连续超临界萃取装置。萃取器和分离器的容积分别为0.5L和0.2L。萃取温度可在室温到353K之间调节，最大萃取压力32MPa，流量在0～4.5L·h-1范围内可调。

1.3 方法

CO2从钢瓶经过滤进入冷凝器变成液体，由柱塞泵计量注入萃取器中，对粉碎的红花籽进行萃取，由节流阀控制逐级降压，将携带有红花籽油的CO2流体依次送到分离器Ⅰ和Ⅱ，超临界CO2密度降低，红花籽油与CO2自行分离。采用GC7890型气相色谱仪(天美)对红花籽油进行检测分析。

2 结果与讨论

2.1 萃取压力对红花籽油萃取量的影响

装料量为50g、萃取温度为323K、CO2流量为4.5L·h-1，在12MPa/313K、(5～6)MPa/313K的条件下两级分离(下同)，考察萃取压力(20～28MPa)对红花籽油萃取量的影响，结果如图1所示。

由图1可见，在萃取温度恒定的情况下，萃取达到平衡的时间随萃取压力的升高而缩短，同时红花籽油的萃取量明显上升。当萃取时间为120min、萃取压力从20MPa提高到28MPa时，红花籽油的萃取量由5.73g到11.95g，提高约1倍，表明较高的萃取压力有利于红花籽油萃取量的提高，这与其它种籽油的超临界CO2萃取结果类似。这是因为，压力的升高使得超临界CO2的密度增大，故油脂的溶解度增大，萃取达到平衡的时间相对缩短。

2.2 萃取温度对红花籽油萃取量的影响

萃取压力为28MPa，其它条件同2.1，考察萃取温度(308～323K)对红花籽油萃取量的影响，结果见图2。

由图2可知，在308～318K之间，随着萃取温度的升高，萃取量增大；当萃取温度由318K升高到323K时，萃取量略有下降。这与其它种籽油的超临界CO2萃取结果类似 。温度对油脂在CO2流体中的溶解有两方面的影响。一方面，升高温度导致油脂分子的扩散系数增大，CO2流体的粘度下降，传质系数增加，使油脂在其中的溶解度增大；另一方面，超临界CO2流体的密度随温度的升高而减小，导致CO2流体的溶剂化效应降低，使油脂在CO2中的溶解度下降。总的影响取决于以上两个方面的综合作用。萃取温度在308～318K之间，前者为主导因素，导致萃取量增大；在318～323K之间，后者的影响较明显，导致萃取量略有下降。

2.3 萃取时间对红花籽油萃取量的影晌

萃取压力为28MPa，萃取温度为318K，其它条件同2.1，考察萃取时间对红花籽油萃取量的影响，结果见图3。

由图3可知，萃取的前1h萃取量呈线性增长，萃取l～2h之间增幅减小；当萃取时间为2h时，产物累计达到12.32g，萃取接近完全；萃取2h后产物增加缓慢。因此，确定最佳萃取时间为2h。

2.4 其它因素对红花籽油萃取量的影响

CO2流量、原料的水分和粒度等也是影响超临界CO2萃取过程的重要因素。在系统CO2最大流量(4.5L·h-1)下，设定萃取压力和萃取温度分别为28MPa、318K，考察装料量对萃取量的影响，结果见图4。

由图4可知，随着装料量的改变，单位时间内萃取的红花籽油绝对量差别不大，但装料量越多，单位质量原料的出油率越低。这是因为一定量的CO2的最大萃取能力是一定的，导致相对萃取量随装料量的增大而降低。

因水在高压CO2中有一定的溶解度，如果原料的含水率高，水分将起夹带剂的作用。原料含水量对萃取量的影响见图5。

由图5可知，原料的烘干与否对产物总量的萃取影响很小，但烘干后油的收率相对较高，且可省去产物收集的油水分离过程。本实验采用的原料含水率仅为5.6％ 。此外，为提高萃取效率，原料一般需要破碎。但颗粒无需太小，以免堵塞筛孔或被带出萃取器，而且红花籽含油率高，粒度太小会粘在一起。本实验采用的原料平均粒度为1.26mm。

2.5 红花籽油的成分分析

通过控制超临界萃取的分离条件，从分离器Ⅰ收集到的红花籽油约占产物总量的85％，室温下为浅黄色透明液体，物理品质明显优于溶剂抽提法制得的红花籽油。油脂经水解后再甲酯化，采用气相色谱检测分析其脂肪酸，外标定性得出4种主要成分，用面积归一法计算其相对含量，结果见表1。

由表1可知，分离器Ⅰ中红花籽油的主要成分得到有效富集，亚油酸及不饱和脂肪酸的含量分别高达79.16％和91.37％，与溶剂抽提法相比，杂质含量减少。

3 结论

(1)采用超临界CO2流体萃取红花籽油，萃取量随着萃取压力的增大而提高；与萃取压力相比，萃取温度的影响较小，且萃取量随萃取温度的升高出现最大值。

(2)超临界C02流体萃取红花籽油，通过控制分离条件，可将其主要成分进行有效富集。所得红花籽油的亚油酸及不饱和脂肪酸含量明显提高，是理想的保健食用油。