第二类超临界流体萃取银杏叶有效成分的实验研究
作者：邓启焕 高勇
单位：邓启焕 桂林天和药业有限公司(541001)；高勇 上海华东理工大学国家重点实验室
关键词：超临界流体萃取；银杏叶有效成分；影响因素
第二类超临界流体萃取银杏叶有效成分的实验研究 摘 要 建立了一套超临界流体萃取小试、中试装置，实现了银杏叶有效成分的分离，并分别探讨了压力、流体比、温度、时间、原料粒度、CO2流量等因素对萃取得率和质量的影响。
A Study on Effective Components from Ginkgo Leaves
(Ginkgo biloba) by Second Supercritical Fluid Extraction
, http://www.100md.com
Deng Qihuan and Gao Yong (Guilin Tianhe Pharmaceutical Industry Ltd. Co., Guilin 541001)
Abstract A laboratory-pilot plant scale second supercritical fluid extraction (SCFE) equipment was installed and used to optimize the SCFE conditions for the effective extraction of active components from leaves of Ginkgo biloba L.. Effects of six variables (pressure, temperature, extracting time, fluids ratio, CO2 ratio, and size of powdered leaves) on the yield and quality of product were studied. As a result, a light-yellow product containing 28% flavonol glycosides and 7.2% terpene lactones were obtained.
, 百拇医药
Key words Ginkgo biloba L. supercritical fluid extraction (SCFE) effective components
银杏Ginkgo biloba L.叶的研究已成为国际上近代植物药开发的热点之一，对其活性化学成分的提取分离研究很多。银杏叶中银杏黄酮分黄酮醇苷、双黄酮和儿茶素3大类共35种，银杏内酯有银杏内酯A、B、C、D、J、M和白果内酯6种。国外主要采用的生产工艺是以60%丙酮为提取溶剂，经过一系列精制得产品 EGb 761；国内较多采用含水乙醇提取，树脂吸附生产工艺。这些工艺流程过于繁琐，成本高，收率低，产品的内在质量比较差，而且溶液提取方法中有机溶剂和重金属的残留还可能带来毒副作用[1]。
超临界流体萃取(SCFE)因其独特的优点已在许多工业部门广泛的应用[2～6]。
笔者以银杏叶有效成分分离为对象进行了第二类超临界流体萃取过程的实验研究。
, http://www.100md.com
在诸多超临界流体中，CO2最受青睐，其特点在于：1)CO2的临界温度低(31.06℃)，与室温相接近，萃取通常在略高于室温的平和条件下进行，因而对易挥发组分或生理活性物质极少损失和破坏，特适合于天然活性物质成分的萃取分离。2)CO2安全无毒，适合于食品或制药工业；萃取分离一次完成，且无溶剂残留。3)CO2是一种不可燃的惰性气体，操作安全；CO2通常为其他工业过程(如发酵或氨合成)的副产物，价廉易得。4)CO2在室温下的液化压力仅为4～6 MPa，便于储存和运输，临界压力适中(7.14 MPa)，操作条件易于达到[7，8]。
对CO2的分子结构及分子间的研究表明：CO2的偶极矩为零，极化率26.5×10-25 cm3，极性随压力增大无明显增加，但在SCF区其溶液能力与液态烷烃及甲苯相接近。SCF-CO2的值可以通过温度、压力调节达到液态烷烃、芳烃苯及甲苯的值。
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SCF-CO2对低分子量的脂肪烃低极性的亲酯性化合物，如酯、醚、醛、内酯等表现出优异的溶解性能；对于大多数极性较强的物质，如糖氨基酸、淀粉、蛋白质等几乎不溶；强极性的官能团(如-OH，-COOH)的引进会使化合物溶解度降低，故多元醇、多元酸及多个羟基的芳香物质均难溶于超临界流体二氧化碳；分子量超过500的高分子化合物也几乎不溶。因而，对极性天然产物加工时，改用极性溶剂做为 SCF 可能是最直接的方法，但是一些极性溶剂都难以工业化：N2O易爆炸；氟里昂由于破坏臭氧层已被列为21世纪禁用物质；NH3 不仅临界温度较高，而且具有腐蚀性与毒性等[9，10]。
SCF-CO2的特点之一是它具有极强的均一化作用，文献[11，12]表明至少有140种化合物可以与超临界 CO2 相溶，如正戊烷、环己烷、苯、甲苯、乙醇、丙酮等溶剂都能与 CO2 在中等压力和室温条件下形成相混溶状态，即能保持超临界流体溶解度参数(溶剂功能)的连续可调性，而且提高了超临界流体的δ值，即提高了混合超临界流体的溶剂功能。由于极性溶剂和极性共溶剂间可能形成某种特殊分子作用力，如 Lewis 酸-碱作用力、氢键力等，从而增加了溶剂溶解度和选择性，提高了混合超临界流体的溶剂功能。我们把这种混合超临界流体称为第二类超临界流体。
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1 设备和方法
1.1 原料：CO2由上海吴泾化工厂提供，纯度99.5%。银杏叶由上海农工商总公司上海天工植物制品厂提供，为工业生产用叶，黄绿色或淡棕色，符合《中国药典》。
1.2 设备：建立了一套适合超临界流体萃取的小试(萃取器500 mL、分离器250 mL)、中试(萃取器10 L、分离器10 L)设备，并配备了一些必要的辅助设备，实验流程如图1。
1-二氧化碳钢瓶 2-过滤器 3，6-单向阀
4-压缩机 5，11-稳压阀 7-气相预热器
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8-萃取器 9-热电偶 10-精密压力表
12-分离器 13-湿式流量计 14-流体液槽
15-液相过滤器 16-高压泵 17-液相预热器
图1 实验设备流程
实验设备流程包括：气体进料、液体进料、萃取器、分离器、温度控制、压力控制等6个部分。
1.3 实验方法：取绿色银杏叶干燥、粉碎，经过特殊的预处理后，小试每次150 g装到萃取器里(图1-8)，压紧密封。打开萃取器、分离器(12)和系统其它的加热装置，进行整个系统的预热，同时设定萃取分离所需要的温度。启动泵(16)，通入所选择的液体并计量。打开CO2的进气开关，启动压缩机(4)，使压力达到实验所要求的范围。打开8的阀门，通入CO2流体。当温度和压力达到萃取的要求时，保持一定的时间，打开分离器(12)的进气阀门，进行分离操作。当实验压力为10 MPa时进行脱除银杏酚酸类和叶绿素等杂质；当实验压力大于10 MPa并稳定时，进行银杏叶有效成分的萃取分离收集。同时进行萃取条件、分离条件、萃取产物的实验测定。
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1.4 分析方法：目前，银杏叶的有效成分基本上都采用 HPLC 测定，采用山柰素、槲皮素和异鼠李素作为对照品测定银杏总黄酮的含量[13]；采用银杏内酯A、B、C、J、M和白果内酯A为对照品测定银杏内酯的含量[14]。
2 SCFE的影响因素研究
SCFE的流体比、CO2流量、压力、时间、温度、银杏叶粉碎粒度等条件的变化，会影响银杏叶有效成分的质量，我们首先稳定实验条件使萃取物银杏叶有效成分的质量高于国际现行公认的质量标准(银杏黄酮含量>24%和银杏内酯含量>6%)，再进行第二类SCFE银杏有效成分的最佳工艺参数考察。
2.1 流体比：银杏黄酮是含多个羰基的极性化合物，分子量大多在500以上，银杏内酯是脂溶性成分。单独使用SCF-CO2很难达到满意效果和提取物标准，这是因为CO2本身性质的限制。我们首先进行第二类超临界流体的筛选，并确定为一种特殊的醇类物质。从实验结果来看，萃取率随流体比增加而增加，流体含量的增加不仅可以提高溶质在溶剂中的溶解度，还可以提高超临界萃取的选择性，增加了分离因子。见图2。
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温度40℃，5目，90 min，15 L，20 MPa
图2 流体比对萃取得率的影响
温度40℃，20 MPa，15 L，5目，流体比3.5%
图3 温度对萃取得率的影响
2.2 温度：在SCFE过程中，温度增加，分子扩散系数增大，流体的粘度下降，这都会增加传质系数，有利于萃取。所以，温度对实验萃取率的影响随温度升高而增加。在超临界流体萃取过程中，当温度升高时，单位体积流体内，达到缔合能以上的CO2分子数增加，溶解度就有增加，只有与溶质分子缔合的CO2分子达到一定数目，溶质才能溶解在超临界流体中，溶解度才能增加。实验结果如表1和图3所示，认为最佳萃取温度为40℃。
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2.3 压力：压力是SCFE中最重要的操作参数，压力对超临界流体的相对体积质量、粘度和扩散系数的影响较大。实验表明：当压力低于10 MPa时，超临界流体对银杏黄酮和银杏内酯的萃取率很低。在10～20 MPa压力范围内，随着压力的升高，有效成分的萃取率也随着上升。根据分析可知，在低压区，CO2的体积质量比较小，相应其溶解能力也较小，所以萃取率较低。在高压区，随着压力的增大，流体体积质量显著增加，有效成分的溶解能力相应增加。在过高压区，高压使生产成本明显提高，其萃取率增加有限。因此，最佳的萃取压力为20 MPa。见图4。时间90 min，液体比3.5%，流量15 L，粒度5目，温度40℃
表1 温度变化与SCFE实验结果
萃取温度(℃)
30
35
, 百拇医药
40
45
50
萃取率(%)
2.892
3.182
3.343
3.364
3.418
图4 压力对萃取率的影响
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2.4 粒度：粒度直接影响SCFE的操作周期和产品得率，从实验结果看，产品萃取得率随粒度变小而直线上升。这是因为粒度的大小直接与总表面积和固相传质系数有关。粒度越小，总表面积越大，传质越快，因此，溶质分子与超临界流体接触机会越多，萃取得率提高，萃取操作周期缩短。另外，银杏叶的粒度小，装填体积质量高，萃取器的利用率也高。粒度太小，银杏叶其它成分在萃取中也比较容易出来，影响了萃取产品的质量。在选择确定原料粒度时，还要注意银杏叶工业上粉碎的难度和能耗。综合以上分析，萃取银杏叶有效成分的最佳粒度为5目。见图5。
CO2流量15 L，时间90 min，温度40 ℃，压力20 MPa，流体比3.5%
图5 粒度对萃取率的影响
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2.5 操作时间：在SCFE过程中，决定萃取得率的一个基本因素就是超临界流体与溶质银杏叶有效成分的接触时间。
由图6分析可知，萃取时间增加，有利于超临界流体与溶质银杏叶有效成分的溶解平衡，增加萃取时间就增加萃取得率。
粒度5目，CO2流量15 L， 流体比3.5%，温度40℃
图6 时间对萃取率的影响
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粒度5目，时间90 min，压力20 MPa，流体比3.5%，温度40℃
图7 流量对萃取率的影响
由于萃取一定时间后，随着银杏叶有效成分的减少，再增加萃取时间，萃取得率增加缓慢。随着时间的延长，超临界萃取的能耗也在增加。而且，银杏叶的其它无效成分也更多地被萃取出来，直接影响超临界流体萃取产品的最终质量。综合实验结果，最佳萃取时间为 90 min。
2.6 流量：SCF-CO2萃取流量的影响有两方面：一是增加临界流体流量，流体在萃取器中的停留时间减小，流体与溶质银杏叶有效成分接触时间减小，萃取平衡受到影响；另一方面，流体流速的增加，增加了流体的扰动，增加了溶质与超临界CO2分子的碰撞，强化了传质，有利于萃取速率与萃取得率的提高。实验结果如图7所示，萃取流量由小到大变化时，萃取得率开始迅速增加，到一定流量后，萃取得率增加缓慢。流量太大，往往增加了萃取操作能耗；流速增加，相同时间里的萃取率增加了，但单位质量流体的萃取率下降了。流体流速过低，又会使萃取操作的时间延长，设备利用率下降。所以，要选择合适的循环流量和压缩比，从实验结果分析来看，流量选择15 L为好。
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3 总结
本项目以银杏叶有效成分分离为对象，进行了第二类SCFE过程的研究，获得了大量的实验数据和理论分析结果，为今后这一技术的工业化和其它同类的SCFE过程研究提供了参考。初步结论如下：
1)利用超临界流体的溶解度参数研究了最常用的萃取剂CO2的溶剂功能，表明CO2是亲脂性非极性溶剂，以及分析了提高超临界CO2的溶解度和选择性的途径。
2)以银杏叶有效成分分离为对象，建立了第二类SCFE技术及一套SCFE小试、中试的实验装置和实验方法。通过对SCFE过程的影响因素，如流体比、CO2萃取流量、萃取压力、萃取时间、萃取温度和银杏叶粉碎粒度的研究，包括分离压力与温度的研究，得到第二类SCFE银杏叶有效成分的最佳工艺参数。
3)通过对SCFE方法与溶剂萃取方法的比较可知：SCFE的萃取得率高(3.4%)，比溶剂萃取方法(1%)高出2倍；SCFE流程短，萃取分离一步完成。萃取批试操作时间为2 h，比溶剂萃取方法(24 h)缩短11倍，提高了工作效率；银杏叶有效成分的质量(银杏黄酮含量为28%，银杏内酯含量为7.2%)高于国际现行公认的质量标准；SCFE采用CO2为萃取介质，在35℃～40℃进行萃取操作，保持了银杏叶有效成分的天然品质，而且不存在有害有机溶剂和重金属残留。
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致谢：银杏叶有效成分的测试委托上海华东理工大学分析测试中心完成，特此致谢。
参 考 文 献
1 刘桂霞，等.国外医药-植物药分册，1994，9(1)：10
2 Hubert P，et al. Chem Ind,1982,19(50):25
3 宫地洋，等.药志(日)，1987，107(5)：367
4 Johnston K P,et al.Chem Res,1989,28：1115
5 Stahc. ETAL, Busenges Pyhs Chem， 1984，88：900
6 原永芳，等.药学学报，1996，31：282
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7 吴俊生，等.分离工程.上海：华东理工大学出版社，1992
8 林春绵，等.化学反应工程工艺，1997，13(1)：24
9 高 勇.[博士学位论文].上海：华东理工大学，1994
10 骆赞椿，等.化工学报，1990，4(4)：395
11 Frnacls A M. J Phs Chem,1954,58：1099
12 Mchagh M A,et al. Supercritical Fluid Extraction, Principles and Pracice. But Teruorth, Boston,1986
13 Hasler A, et al. J Chromatogr, 1992, 605：41
14 Beek T, et al. J Chromatogr, 1991, 543：375
(1998-10-19 收稿), 百拇医药
单位：邓启焕 桂林天和药业有限公司(541001)；高勇 上海华东理工大学国家重点实验室
关键词：超临界流体萃取；银杏叶有效成分；影响因素
第二类超临界流体萃取银杏叶有效成分的实验研究 摘 要 建立了一套超临界流体萃取小试、中试装置，实现了银杏叶有效成分的分离，并分别探讨了压力、流体比、温度、时间、原料粒度、CO2流量等因素对萃取得率和质量的影响。
A Study on Effective Components from Ginkgo Leaves
(Ginkgo biloba) by Second Supercritical Fluid Extraction
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Deng Qihuan and Gao Yong (Guilin Tianhe Pharmaceutical Industry Ltd. Co., Guilin 541001)
Abstract A laboratory-pilot plant scale second supercritical fluid extraction (SCFE) equipment was installed and used to optimize the SCFE conditions for the effective extraction of active components from leaves of Ginkgo biloba L.. Effects of six variables (pressure, temperature, extracting time, fluids ratio, CO2 ratio, and size of powdered leaves) on the yield and quality of product were studied. As a result, a light-yellow product containing 28% flavonol glycosides and 7.2% terpene lactones were obtained.
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Key words Ginkgo biloba L. supercritical fluid extraction (SCFE) effective components
银杏Ginkgo biloba L.叶的研究已成为国际上近代植物药开发的热点之一，对其活性化学成分的提取分离研究很多。银杏叶中银杏黄酮分黄酮醇苷、双黄酮和儿茶素3大类共35种，银杏内酯有银杏内酯A、B、C、D、J、M和白果内酯6种。国外主要采用的生产工艺是以60%丙酮为提取溶剂，经过一系列精制得产品 EGb 761；国内较多采用含水乙醇提取，树脂吸附生产工艺。这些工艺流程过于繁琐，成本高，收率低，产品的内在质量比较差，而且溶液提取方法中有机溶剂和重金属的残留还可能带来毒副作用[1]。
超临界流体萃取(SCFE)因其独特的优点已在许多工业部门广泛的应用[2～6]。
笔者以银杏叶有效成分分离为对象进行了第二类超临界流体萃取过程的实验研究。
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在诸多超临界流体中，CO2最受青睐，其特点在于：1)CO2的临界温度低(31.06℃)，与室温相接近，萃取通常在略高于室温的平和条件下进行，因而对易挥发组分或生理活性物质极少损失和破坏，特适合于天然活性物质成分的萃取分离。2)CO2安全无毒，适合于食品或制药工业；萃取分离一次完成，且无溶剂残留。3)CO2是一种不可燃的惰性气体，操作安全；CO2通常为其他工业过程(如发酵或氨合成)的副产物，价廉易得。4)CO2在室温下的液化压力仅为4～6 MPa，便于储存和运输，临界压力适中(7.14 MPa)，操作条件易于达到[7，8]。
对CO2的分子结构及分子间的研究表明：CO2的偶极矩为零，极化率26.5×10-25 cm3，极性随压力增大无明显增加，但在SCF区其溶液能力与液态烷烃及甲苯相接近。SCF-CO2的值可以通过温度、压力调节达到液态烷烃、芳烃苯及甲苯的值。
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SCF-CO2对低分子量的脂肪烃低极性的亲酯性化合物，如酯、醚、醛、内酯等表现出优异的溶解性能；对于大多数极性较强的物质，如糖氨基酸、淀粉、蛋白质等几乎不溶；强极性的官能团(如-OH，-COOH)的引进会使化合物溶解度降低，故多元醇、多元酸及多个羟基的芳香物质均难溶于超临界流体二氧化碳；分子量超过500的高分子化合物也几乎不溶。因而，对极性天然产物加工时，改用极性溶剂做为 SCF 可能是最直接的方法，但是一些极性溶剂都难以工业化：N2O易爆炸；氟里昂由于破坏臭氧层已被列为21世纪禁用物质；NH3 不仅临界温度较高，而且具有腐蚀性与毒性等[9，10]。
SCF-CO2的特点之一是它具有极强的均一化作用，文献[11，12]表明至少有140种化合物可以与超临界 CO2 相溶，如正戊烷、环己烷、苯、甲苯、乙醇、丙酮等溶剂都能与 CO2 在中等压力和室温条件下形成相混溶状态，即能保持超临界流体溶解度参数(溶剂功能)的连续可调性，而且提高了超临界流体的δ值，即提高了混合超临界流体的溶剂功能。由于极性溶剂和极性共溶剂间可能形成某种特殊分子作用力，如 Lewis 酸-碱作用力、氢键力等，从而增加了溶剂溶解度和选择性，提高了混合超临界流体的溶剂功能。我们把这种混合超临界流体称为第二类超临界流体。
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1 设备和方法
1.1 原料：CO2由上海吴泾化工厂提供，纯度99.5%。银杏叶由上海农工商总公司上海天工植物制品厂提供，为工业生产用叶，黄绿色或淡棕色，符合《中国药典》。
1.2 设备：建立了一套适合超临界流体萃取的小试(萃取器500 mL、分离器250 mL)、中试(萃取器10 L、分离器10 L)设备，并配备了一些必要的辅助设备，实验流程如图1。
1-二氧化碳钢瓶 2-过滤器 3，6-单向阀
4-压缩机 5，11-稳压阀 7-气相预热器
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8-萃取器 9-热电偶 10-精密压力表
12-分离器 13-湿式流量计 14-流体液槽
15-液相过滤器 16-高压泵 17-液相预热器
图1 实验设备流程
实验设备流程包括：气体进料、液体进料、萃取器、分离器、温度控制、压力控制等6个部分。
1.3 实验方法：取绿色银杏叶干燥、粉碎，经过特殊的预处理后，小试每次150 g装到萃取器里(图1-8)，压紧密封。打开萃取器、分离器(12)和系统其它的加热装置，进行整个系统的预热，同时设定萃取分离所需要的温度。启动泵(16)，通入所选择的液体并计量。打开CO2的进气开关，启动压缩机(4)，使压力达到实验所要求的范围。打开8的阀门，通入CO2流体。当温度和压力达到萃取的要求时，保持一定的时间，打开分离器(12)的进气阀门，进行分离操作。当实验压力为10 MPa时进行脱除银杏酚酸类和叶绿素等杂质；当实验压力大于10 MPa并稳定时，进行银杏叶有效成分的萃取分离收集。同时进行萃取条件、分离条件、萃取产物的实验测定。
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1.4 分析方法：目前，银杏叶的有效成分基本上都采用 HPLC 测定，采用山柰素、槲皮素和异鼠李素作为对照品测定银杏总黄酮的含量[13]；采用银杏内酯A、B、C、J、M和白果内酯A为对照品测定银杏内酯的含量[14]。
2 SCFE的影响因素研究
SCFE的流体比、CO2流量、压力、时间、温度、银杏叶粉碎粒度等条件的变化，会影响银杏叶有效成分的质量，我们首先稳定实验条件使萃取物银杏叶有效成分的质量高于国际现行公认的质量标准(银杏黄酮含量>24%和银杏内酯含量>6%)，再进行第二类SCFE银杏有效成分的最佳工艺参数考察。
2.1 流体比：银杏黄酮是含多个羰基的极性化合物，分子量大多在500以上，银杏内酯是脂溶性成分。单独使用SCF-CO2很难达到满意效果和提取物标准，这是因为CO2本身性质的限制。我们首先进行第二类超临界流体的筛选，并确定为一种特殊的醇类物质。从实验结果来看，萃取率随流体比增加而增加，流体含量的增加不仅可以提高溶质在溶剂中的溶解度，还可以提高超临界萃取的选择性，增加了分离因子。见图2。
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温度40℃，5目，90 min，15 L，20 MPa
图2 流体比对萃取得率的影响
温度40℃，20 MPa，15 L，5目，流体比3.5%
图3 温度对萃取得率的影响
2.2 温度：在SCFE过程中，温度增加，分子扩散系数增大，流体的粘度下降，这都会增加传质系数，有利于萃取。所以，温度对实验萃取率的影响随温度升高而增加。在超临界流体萃取过程中，当温度升高时，单位体积流体内，达到缔合能以上的CO2分子数增加，溶解度就有增加，只有与溶质分子缔合的CO2分子达到一定数目，溶质才能溶解在超临界流体中，溶解度才能增加。实验结果如表1和图3所示，认为最佳萃取温度为40℃。
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2.3 压力：压力是SCFE中最重要的操作参数，压力对超临界流体的相对体积质量、粘度和扩散系数的影响较大。实验表明：当压力低于10 MPa时，超临界流体对银杏黄酮和银杏内酯的萃取率很低。在10～20 MPa压力范围内，随着压力的升高，有效成分的萃取率也随着上升。根据分析可知，在低压区，CO2的体积质量比较小，相应其溶解能力也较小，所以萃取率较低。在高压区，随着压力的增大，流体体积质量显著增加，有效成分的溶解能力相应增加。在过高压区，高压使生产成本明显提高，其萃取率增加有限。因此，最佳的萃取压力为20 MPa。见图4。时间90 min，液体比3.5%，流量15 L，粒度5目，温度40℃
表1 温度变化与SCFE实验结果
萃取温度(℃)
30
35
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40
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萃取率(%)
2.892
3.182
3.343
3.364
3.418
图4 压力对萃取率的影响
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2.4 粒度：粒度直接影响SCFE的操作周期和产品得率，从实验结果看，产品萃取得率随粒度变小而直线上升。这是因为粒度的大小直接与总表面积和固相传质系数有关。粒度越小，总表面积越大，传质越快，因此，溶质分子与超临界流体接触机会越多，萃取得率提高，萃取操作周期缩短。另外，银杏叶的粒度小，装填体积质量高，萃取器的利用率也高。粒度太小，银杏叶其它成分在萃取中也比较容易出来，影响了萃取产品的质量。在选择确定原料粒度时，还要注意银杏叶工业上粉碎的难度和能耗。综合以上分析，萃取银杏叶有效成分的最佳粒度为5目。见图5。
CO2流量15 L，时间90 min，温度40 ℃，压力20 MPa，流体比3.5%
图5 粒度对萃取率的影响
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2.5 操作时间：在SCFE过程中，决定萃取得率的一个基本因素就是超临界流体与溶质银杏叶有效成分的接触时间。
由图6分析可知，萃取时间增加，有利于超临界流体与溶质银杏叶有效成分的溶解平衡，增加萃取时间就增加萃取得率。
粒度5目，CO2流量15 L， 流体比3.5%，温度40℃
图6 时间对萃取率的影响
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粒度5目，时间90 min，压力20 MPa，流体比3.5%，温度40℃
图7 流量对萃取率的影响
由于萃取一定时间后，随着银杏叶有效成分的减少，再增加萃取时间，萃取得率增加缓慢。随着时间的延长，超临界萃取的能耗也在增加。而且，银杏叶的其它无效成分也更多地被萃取出来，直接影响超临界流体萃取产品的最终质量。综合实验结果，最佳萃取时间为 90 min。
2.6 流量：SCF-CO2萃取流量的影响有两方面：一是增加临界流体流量，流体在萃取器中的停留时间减小，流体与溶质银杏叶有效成分接触时间减小，萃取平衡受到影响；另一方面，流体流速的增加，增加了流体的扰动，增加了溶质与超临界CO2分子的碰撞，强化了传质，有利于萃取速率与萃取得率的提高。实验结果如图7所示，萃取流量由小到大变化时，萃取得率开始迅速增加，到一定流量后，萃取得率增加缓慢。流量太大，往往增加了萃取操作能耗；流速增加，相同时间里的萃取率增加了，但单位质量流体的萃取率下降了。流体流速过低，又会使萃取操作的时间延长，设备利用率下降。所以，要选择合适的循环流量和压缩比，从实验结果分析来看，流量选择15 L为好。
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3 总结
本项目以银杏叶有效成分分离为对象，进行了第二类SCFE过程的研究，获得了大量的实验数据和理论分析结果，为今后这一技术的工业化和其它同类的SCFE过程研究提供了参考。初步结论如下：
1)利用超临界流体的溶解度参数研究了最常用的萃取剂CO2的溶剂功能，表明CO2是亲脂性非极性溶剂，以及分析了提高超临界CO2的溶解度和选择性的途径。
2)以银杏叶有效成分分离为对象，建立了第二类SCFE技术及一套SCFE小试、中试的实验装置和实验方法。通过对SCFE过程的影响因素，如流体比、CO2萃取流量、萃取压力、萃取时间、萃取温度和银杏叶粉碎粒度的研究，包括分离压力与温度的研究，得到第二类SCFE银杏叶有效成分的最佳工艺参数。
3)通过对SCFE方法与溶剂萃取方法的比较可知：SCFE的萃取得率高(3.4%)，比溶剂萃取方法(1%)高出2倍；SCFE流程短，萃取分离一步完成。萃取批试操作时间为2 h，比溶剂萃取方法(24 h)缩短11倍，提高了工作效率；银杏叶有效成分的质量(银杏黄酮含量为28%，银杏内酯含量为7.2%)高于国际现行公认的质量标准；SCFE采用CO2为萃取介质，在35℃～40℃进行萃取操作，保持了银杏叶有效成分的天然品质，而且不存在有害有机溶剂和重金属残留。
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致谢：银杏叶有效成分的测试委托上海华东理工大学分析测试中心完成，特此致谢。
参 考 文 献
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(1998-10-19 收稿), 百拇医药