超临界CO₂萃取的优化要领提取斜叶微藻中的类胡萝卜素和脂溶性维生素

  为富厚公司yuan工的知识系统，开拓视野，本司定期开展文献汇报的交流培训会，以提高yuan工的知识水平和能力。第二期《蓝狮平台农文献汇报》于2022年9月9日上午在蓝狮平台农研发中心聚会会议室准期举行。外贸部伍婉君分享了一篇来自罗马大学化学系Cleofe Palocci研究团队于2019年揭晓在《Molecules》的文章，文章名为“Extraction of Carotenoids and Fat-Soluble Vitamins from Tetradesmus Obliquus Microalgae: An Optimized Approach by Using Supercritical CO₂”。本ci文献汇报除手艺部与品控部同事到chang加入外，还以腾讯聚会会议的线上方式让公司所有部门的同事都可在线加入，供各人讨论与学习。

  此文章主要研究了超临界流体萃取法（Supercritical Fluid Extraction, SFE）中压力、温度和极性助溶剂等参数对提取斜叶微藻中类胡萝卜素和脂溶性维生素产量的影响。通过接纳超临界流体萃取法中最常用的超临界CO₂萃取法（Supercritical CO₂ (SCCO₂) Extraction），划分把实验条件控制在压力规模为25～35 MPa，温度规模为40～60℃，并对应添加5%甲醇（MeOH）或柠檬烯（Limonene）作为助溶剂，设置13个实验组。此外，还设置了基质固相疏散萃取法（Matrix Solid-Phase Dispersion , MSPD）实验组作为秠uan仁笛椤０迅实验组萃取所得的提取物用液相色谱-质谱联用仪（Liquid Chromatograph Mass Spectrometer, LC-MS）举行剖析，划分获得α -生育酚、叶绿醌、γ-生育酚、视黄醇、角黄素、番茄红素和叶黄素的提取率(平均峰面积±尺度误差)。效果发现，对于低极性或中极性类胡萝卜素和维生素而言，通过调治SFE的压力、温度和极性助溶剂等变量条件，可获得与MSPD相当或更高的的提取率。尤其在SFE中使用柠檬烯作为助溶剂，番茄红素可获得更高的萃取率。但对角黄素和叶黄素这类强极性化合物而言，使用MSPD获得的提取率则显著高于SFE。  

  在伍婉君精彩汇报后，现chang评委对其举行了点评，参会人yuan均起劲加入讨论，并提出自己的疑问。此问答环节让各人对此文章的内容有了更深刻的明确。

答疑解惑 Q&A

1、什么是超临界流体？超临界流体是一种什么样的状态？

  答：对于分子量不太大的稳固物质会存在一个临界点，其由临界温度、临界压力和临界密度组成，当把处于气液平衡的物质升温升压时，热膨胀引起液体密度镌汰，压力升高使气液两相的界面消逝，成为均相系统，糲i俳绲恪８哂诹俳缥露群土俳缪沽Φ牧魈迨浅俳缌魈，即处于气液不分的状态。超临界流体对温度和压力的改变十分敏感，具有十分奇异的物理性子，其黏度低、密度大，优异的流动、传质、传热和消融性能，很适适用于提取物质。

2、超临界CO₂萃取法的原理是什么？

  答：其原理是CO₂在超临界状态下与待疏散的物质接触，使其有选择性地把极性巨细、沸点崎岖和分子量巨细的因素依ci萃取出来。并通过控制压力、温度、助溶剂等条件获得最佳比例的混淆因素，然后jie助减压、升温的要领使超临界流体酿成通俗气体，使被萃取物质完全或基本析出，从而到达疏散提纯的目的。

3、为什么此实验会接纳CO₂作为超临界流体萃取的萃取剂，而不用其他物质呢？

  答：由于（1）CO₂具有、清静、无毒、成本低、易获取的特点；（2）CO₂临界值低，临界条件容易到达；（3）CO₂化学性子不生动，不易与其他物质发生反映。因此CO₂是现在较常用的超临界流体。

4、甲醇与柠檬烯都是助溶剂，它们之间有什么区别吗？

  答：甲醇和柠檬酸都是助溶剂，加入助溶剂能改变超临界流体对溶质的消融能力，但差异的是对于差异化学结构的物质，助溶剂对其消融性能有差异的效果。如，番茄红素是一种结构与柠檬烯很是相似的物质，加入柠檬醛能使超临界CO₂更好的消融番茄红素，从而也能提高明临界流体对番茄红素的提取率；而加入甲醇能有用提高明临界流体对脂溶性维生素的消融性。

5、超临界流体萃取（SFE）具有什么优势呢？

  答：首先，超临界流体基于他奇异的物理性子，具有优异的消融性，很适适用于提取物质。其ci，超临界流体处于超临界状态，对温度和压力的改变十分敏感，蓝狮注册_蓝狮平台-欧亿集团蓝狮在线互娱服务中心可以通过改变温度和压力等控制条件，获得较高的提取率。

6、什么是基质固相疏散萃取（MSPD）？

  答：基质固相疏散萃取是美国Barker教授在1989年提出并给予理论诠释的一种快速样品处置赏罚手艺。其原理是将涂渍C18等多种聚合物的质料与样品一起研磨，获得半干状态的混淆物，并将其作为填料装柱，然后用差异的溶剂梯度冲洗柱子，将种种待测物洗脱下来，以到达疏散提取的效果。

7、基质疏散固相萃取法（MSPD）中提及样品需要与C18一起研磨，C18在这里是起到什么作用呢？

  答：C18具有疏水性和吸附作用，被C18吸附的物质可通过差异的溶剂把待测物洗脱下来，从而到达快速疏散的目的。

8、实验效果中，对于角黄素和叶黄素，为什么MSPD的提取率显著高于SFE？

  答：角黄素和叶黄素从分子结构上看，都具有含有两个羰基，属于极性很强的化合物，这种强极性化学结构使它们纵然在高密度和助溶剂甲醇存在的qing况下，也很难溶于超临界CO₂，因此MSPD的提取率显著高于SFE。

9、番茄红素的提取效果中，以柠檬醛为助溶剂获得的提取率为什么会高于以甲醇为助溶剂获得的提取率？

  答：番茄红素是一种结构上与柠檬烯很是相似的非极性化合物，因此在柠檬醛作为助溶剂的条件下，能更好地提取样品中番茄红素。

10、此文章中所提及的实验的重复性和重现性怎样？

  答：文章中的试验效果部门形貌较简短，以是并未明确地提及gai实验是否设置重复实验。但实验效果中各物质的提取率是用平均峰面积±尺度误差来体现的。说明这个实验的效果是通过多效果的平均值得来的。预计有两种可能：一种是在各条件下举行多组平行实验获得的提取物，划分举行LC-MS剖析，获得多个的峰面积。此操作方式更能真正体现实验效果的重复性，但会导致组内数据误差较大。另一种就是在各条件下获得的提取物，举行多ciLC-MS剖析，获得多个峰面积。此操作方式体现的是LC-MS剖析效果的重复性，对超临界流体萃取（SFE）或基质疏散固相萃取法（MSPD）提取物质这一效果的重复性没有指导意义。

11、通过这篇文献，你学到了什么？对你未来的事情有什么指导意见？

  答：通过此ci文献汇报学习，相识到SFE优化后的萃取条件，与传统的固液萃取相比，能有用提高某些化合物的提取率。但gai文章中，以柠檬烯为助溶剂的实验组仅设置了一个萃取条件（温度40℃，气压为25Mpa），未能体现以柠檬烯为助溶剂时，差异萃取条件下对各物质提取量的影响。如在实验中zeng加柠檬烯助溶剂的萃取条件梯度（如，温度划分设置为40℃、50℃和60℃，气压划分设置为25Mpa、30 Mpa和35 Mpa），能更好地秠uan炔钜燧腿√跫下，甲醇和柠檬烯这两种助溶剂对各物质提取量的影响，使实验效果更完整。同时，对低极性或中极性类胡萝卜素和维生素而言，可通过调治SFE的极性条件，获得与MSPD相当或更高的的提取率。但对角黄素和叶黄素这类强极性化合物而言，使用MSPD获得的提取率则显著高于SFE。这对日后提取物质提供了较好的思绪，蓝狮注册_蓝狮平台-欧亿集团蓝狮在线互娱服务中心可以jie鉴这两种萃取要领的原理，凭证所需提取物謘hi跃尴傅牟钜於≡裣喽愿诺奶崛∫臁

文献引用：

Laura Chronopoulou, Chiara Dal Bosco, Fabrizio Di Caprio, Letizia Prosini, Alessandra Gentili, Francesca Pagnanelli, Cleofe Palocci. Extraction of Carotenoids and Fat-Soluble Vitamins from Tetradesmus Obliquus Microalgae: An Optimized Approach by Using Supercritical CO₂ [J]. Molecules, 2019, 24 ( 14 ) .

原文链接：

https://sci-hub.se/10.3390/molecules24142581