(1 华南理工大学轻工食品学院,广州,510641 ;2 华南农业大学蚕桑系)

超临界流体萃取(supercritical fluid ext raction) 是近几年发展较快的一种新的提取和分离技术1 超临界流体有气、液两重性的特点(既有与液体溶剂相当的萃取能力,又有优良的传质效果) ,与传统的分离方法相比具有许多独特的优点,尤其适用于提取和精制难挥发性、热敏性的天然物质,在医药、食品、香料等领域受到广泛关注。

同时CO2 的临界参数低(临界压力7.374 MPa 、临界温度31. 1 ℃) 、无毒无害、价廉易得,被广泛用作超临界流体萃取剂(汪朝晖等,1996) 1灵芝( Ganoderma) 在我国已有悠久的药用历史,始载于《神农本草经》,近年来对灵芝的临床疗效(如用于治疗慢性气管炎、慢性肝炎、冠心病、神经衰弱、白细胞减少症等) 和药理方面作了许多研究(余竞光等,1979) 1 灵芝三萜化合物是1982 年Kubota 等从红芝[ Ganoderma l u2ci dum ( FR·) Karst ]子实体中分离( Kubota et al ,1982) 1 由于它们大多含有共轭体系,故紫外吸收波长和强度很有规律1 凡在C11位存在羰基的化合物都存在△8 (9) 双键,这类化合物( Ⅲ类) 的紫外吸收λmax在254 nm ,Logε在318～411 之间;C11位没有羰基的化合物大多存在△7 (8) △9 (11) 共轭双键,这类化合物( Ⅱ类) 紫外吸收λmax在244 nm 附近,Logε在317～417 之间;既没有α、β不饱和酮,又没有共轭双键的化合物( Ⅰ类) 的紫外吸收只表现为简单双键的最大吸收,λmax在210 nm ,Logε在412 左右(陈若等,1990) 1 传统的提取这几类化合物的方法是用氯仿等浸提,所需要的时间长,又会留下有毒物,效果不理想，本文根据灵芝三萜化合物的结构特点,采用超临界流体萃取方法提取红芝子实体中的三萜化合物,并对影响的因素作了分析。

1、材料和仪器

(1) 红芝子实体购自福建三明市真菌研究所,并经过鉴定1 选用优质的子实体,粉碎,每次实验取150 mg1(2) 超临界设备为Hewlett - Packard Model 7680T SFE2 ,计算机控制,美国惠普公司出品1CO2 纯度大于99. 5 %1 紫外检测仪为岛津UV - 20001

2、实验方法

根据灵芝三萜化合物结构的特征,采用紫外检测仪分别测定萃取产物在210 nm( Ⅰ类) 、244 nm( Ⅱ类) 、254 nm( Ⅲ类) 处的紫外吸收值判断萃取产物中3 类( Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ) 三萜化合物含量的变化1 每次萃取的吹扫体积为7 mL ,萃取产物定容1 mL1

2. 1、CO2 密度的影响

设定萃取温度为55 ℃,每次萃取时间为10 min ,平衡时间为3 min ,CO2 流速为315mL/ min ,CO2 密度分别为0. 35 、0. 50 、0. 65 、0. 80 、0. 89 g/ mL1

2. 2、萃取时间的影响

定萃取温度为50 ℃,平衡时间为3 min ,CO2 流速为3. 5 mL/ min ,CO2 密度为0. 90 g/mL ,萃取时间分别为5 、10 、20 、40 、60 min1

2. 3、萃取温度的影响

设定平衡时间为3 min ,萃取时间为10 min ,CO2 流速为3. 5 mL/ min ,CO2 密度为0. 84g/ mL ,萃取温度分别为30 、40 、50 、60 、70 ℃1

2. 4、改性剂的影响

设定萃取温度为55 ℃,萃取时间为10 min ,平衡时间为3 min ,CO2 流速为3. 5 mL/ min ,φ(甲醇) = 10 %,萃取剂[CO2 +φ(甲醇) = 10 %]密度分别为0. 40、0. 80、0. 95 g/ mL ( t = 40 ℃) 1

3、结果

3. 1、CO2 密度的影响

在55 ℃,相同的萃取时间(10 min) ,平衡时间(3 min) ,相同的CO2 流速(3. 5 mL/ min)的条件下,CO2 密度对萃取红芝子实体3 类三萜化合物的影响如图1 所示1 从图中可见,CO2 密度对3 类三萜化合物的影响是不同的,其中Ⅰ类三萜化合物在CO2 密度较低的情况下就被大量萃取出; Ⅱ、Ⅲ类三萜化合物在CO2密度较高的情况下才被大量萃取出. 不过,总的来看,3 类三萜化合物均随CO2 密度增高,萃取产物增加1CO2 密度达到0. 80 g/ mL 左右,3 类三萜化合物大部分被萃取出。

3. 2、萃取时间的影响

在50 ℃,相同的平衡时间(3 min) ,相同的CO2 流速(3. 5 mL/ min) ,CO2 密度为0. 90 g/mL 的条件下,萃取时间的影响见图21 在本文设定的条件下, Ⅰ类三萜化合物在5 min 的萃取时间下就基本上被萃取出, Ⅱ、Ⅲ类三萜化合物则在10 min 的萃取时间内被萃取出1

3. 3、萃取温度的影响

在相同的平衡时间(3 min) ,相同的CO2 流速(3. 5 mL/ min) ,CO2 密度为0. 84 g/ mL ,萃取时间为10 min 的条件下, 萃取温度的影响见图31 从图中可以看出,在萃取温度为30 ℃时Ⅰ类三萜化合物就基本上被萃取出, Ⅱ类三萜化合物在40 ℃基本上被萃取出, Ⅲ类三萜化合物则在60 ℃基本上被萃取出.

3. 4、改性剂甲醇的影响

在萃取温度为55 ℃,萃取时间为10 min ,平衡时间(3 min) ,CO2 流速(3.5 mL/ min ) 相同的条件下, 添加φ(甲醇) = 10 % ,萃取剂[ CO2 + φ(甲醇)= 10 %]密度的影响见图41 与3. 1 中的相比,萃取Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类三萜化合物在萃取剂[CO2 +φ(甲醇) = 10 %]的密度较低(0140g/ mL)的情况下就基本上被萃取出.

4、讨论

超临界流体萃取是近来发展较快的一种新的提取和分离技术1 超临界流体的萃取能力取决于流体的密度1 从本文来看,流体密度对红芝的三萜化合物的萃取的影响是不相同的,3 类三萜化合物基本上被萃取出所需的CO2 密度较高(0. 80 g/ mL) 1 在这种情况下,萃取的压力也很高,但添加改性剂(甲醇) 可解决这一问题1 从文中的结果看,添加φ(甲醇) = 10 % ,在萃取剂密度为0. 40 g/ mL ,其他条件不变的情况下就能达到目的,即3 类三萜化合物基本上被全部萃取出1 可见添加φ(甲醇) = 10 % ,大大降低萃取剂的密度,也降低了萃取压力1 温度对萃取的影响较小1 在50 ℃以下,三萜化合物的萃取效果不理想,影响也不相同,在50～60 ℃萃取的效果较好1 与传统的方法相比,本方法提取的时间大大缩短,在10 min 的萃取时间内就可较好地萃取出产物1 另外,根据Kane 等(1993) 的实验结果,本文设定的吹扫体积为7 mL ,平衡时间为3 min ,流体流速为3. 5 mL/ min 比较理想1 综合来看,在温度为55 ℃,添加φ(甲醇) = 10 % ,萃取剂[CO2 +φ(甲醇) = 10 %]密度为0. 40 g/ mL (不添加体积分数为10 %甲醇,CO2 密度为0. 80 g/ mL) ,平衡时间为3 min ,流体流速为3. 5 mL/ min 是从红芝子实体超临界流体萃取三萜化合物的较好的工艺条件.

参考文献

汪朝晖,徐南平,时　钧. 1996. 超临界流体萃取技术在医药工业中的应用, (1) 药用成分提取及药品分析.

化工进展, (2) : 32～35

余竞光,翟云凤. 1979. 薄盖灵芝化学成分的研究. 药学学报,14 (6) : 374～377

陈若芸,于德泉. 1990. 灵芝三萜化学成分研究进展. 药学学报,25 (12) : 940～953