超临界流体萃取、反相微胶团萃取和双水相萃取技术

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1、食品科学与工程专题课程论文题目超临界萃取、反相微胶团萃取和双水相萃取技术的原理及特点姓名费鹏学号2013309010006专业食品科学评分指导教师谢笔钧职称教授中国·武汉二○一三年十二月18超临界流体萃取、反相微胶团萃取和双水相萃取技术的原理及特点摘要：超临界流体萃取（SupercriticalFluidExtraction,SFE）、反相微胶团萃取（Reverse-phaseMicellarExtraction,RME）和双水相萃取（aqueoustwo-phaseextraction,ATPE）技术是近年来得到国内外广泛关注的分离提取新技术，特别适用于生物物质

2、的分离和提纯，目前已广泛应用于化工、轻工、医药、生物、环保、食品等诸多领域，并取得了很好的效果。本文对这3种技术进行了介绍，并综述其原理及特点。关键词：超临界萃取；反相微胶团萃取；双水相萃取Abstract:SupercriticalFluidExtraction(SFE),Reverse-phaseMicellarExtraction,(RME)andaqueoustwo-phaseextraction(ATPE）werenewtechnologiesofseparationandextraction,whichhaveattractedwideattentio

3、nbothathomeandabroadandwidelyappliedinchemicalengineering,lightengineering,medicine,biology,environmentalprotection,foodindustryandsoonwithgreateffects.Inthispaper,theoriesandcharacteristicsofthe3newtechnologieswereintroduced.Keywords:SFE;RME;ATPE传统的分离方法，如液-液萃取技术，具有操作连续、多级分离、放大容易和便于控制

4、等优点，在化学、化工、石化等领域得到广泛应用，但随着基因工程蛋白质工程细胞培养工程代谢工程等高新生物技术研究工作的广泛展开，各种生化新产品不断涌现，但由于大部分的生物产品原液是具有低浓度和生物活性的，对分离条件以及环境要求及其苛刻，使得传统的萃取技术已不能适应分离要求，对能够满足现代科学发展的新分离提取技术的需求已迫不及待[1-2]。近年来，得到迅速发展并得到广泛应用的分离提取新方法主要有超临界萃取、反相微胶团萃取和双水相萃取技术等，其他一些如分子蒸馏等技术也受到广泛关注，但目前仍然被局限于实验室中。SFE利用在临界温度以上的高压气体作为溶剂，分离、萃取、精制有机

5、成分；RME利用表面活性剂在有机相中形成的反相微胶团（ReversedMicelles,RM），从而在有机相内形成分散的亲水微环境来分离蛋白质等生物分子；ATPE是利用组分在两水相间分配的差异而进行组分的分离提纯的技术。1.超临界萃取1.1SFE概述SFE是一种较新型的萃取分离技术，其起源于20世纪7018年代。过去，分离天然的有机成分一直沿用水蒸汽蒸馏法、压榨法、有机溶剂萃取法等。水蒸汽蒸馏法需要将原料加热，不适用于化学性质不稳定成分的提取；压榨法得率低；有机溶剂萃取法在去除溶剂时会造成产品质量下降或有机溶剂残留；SFE则有效地克服了传统分离方法的不足，它利用在

6、临界温度以上的高压气体作为溶剂，分离、萃取、精制有机成分。1869年Andrews首先发现物质具有临界现象，并测量出了CO2的临界压力与临界温度，如图1所示：纯净物质要根据温度和压力的不同，呈现出液体、气体固体等状态变化。在温度高于某一数值时，任何大的压力均不能使该纯物质由气相转化为液相，此时的温度即被称之为临界温度Tc；而在临界温度下，气体能被液化的最低压力称为临界压力Pc。在临界点附近，会出现流体的密度、粘度、溶解度、热容量、介电常数等所有流体的物性发生急剧变化的现象。当物质所处的温度高于临界温度，压力大于临界压力时，该物质处于超临界状态，成为超临界流体（Su

7、percriticalfluid，SCF），其具有接近于液体的密度和类似于液体的溶解能力，同时还具有类似于气体的高扩散性、低粘度、低表面张力等特性[3]；1882年，CagniarddelaTour将液体封于炮筒中加热，发现敲击音响有不连续性，以后他在玻璃管中直接观察，首次在世界上作了有关超临界的报道。但SFE真正作为强溶解的萃取分离技术，是在近20～30年的发展，1978年联邦德国建成了咖啡豆脱除咖啡因的超临界流体萃取工业化装置，是现代SFE技术开发的里程碑；同年在联邦德国Essen召开了首届国际超临界流体萃取技术专题会议，该技术才成为国际关注的新课题；20世纪

8、80年代，