孜然又名枯茗、孜然芹、安息茴香。主要分布于印度、伊朗、土耳其、埃及、中國和前蘇聯(lián)的中亞地區(qū)，在我國主要產于新疆和甘肅河西走廊一帶。孜然為調味品之王，主要用於調味、提取香料等，是燒、烤食品必用的上等佐料，口感風味極為獨特，富有油性，氣味芳香而濃烈，孜然也是配制咖喱粉的主要原料之一。孜然的果實可入藥，具有醒腦通脈、降火平肝，祛寒除濕，理氣開胃，祛風止痛等功效，對消化不良、胃寒疼痛、腎虛便頻、月經不調均有療效。在食品、保健品、醫(yī)藥等方面被廣泛應用。亞臨界流體萃取技術用于孜然油樹脂的提取，對充分利用我國豐富的孜然資源，開發(fā)孜然的精深加工和綜合利用具有巨大的經濟效益和社會效益。

　　一、亞臨界流體萃取技術

　　亞臨界流體萃取是一項流體擴散分離萃取技術，與超臨界CO2萃取技術相比，具有操作壓力低、工序簡單、能耗低、投資少，易于工業(yè)化大規(guī)模生產等優(yōu)點。能解決超臨界萃取設備容積小、造價高、耗能大、不易大規(guī)模工業(yè)生產的缺陷。與傳統(tǒng)溶劑法萃取相比，亞臨界流體萃取優(yōu)點是常溫萃取、低溫脫溶，蛋白不變性，油脂不氧化，活性成分不破壞，溶劑易脫除，減少了“三廢”的排放。

　　二、亞臨界流體的定義.

　　溶劑在高于其沸點但低于其臨界溫度的溫度區(qū)間內，在一定壓力下以液態(tài)存在的狀態(tài)，我們定義為溶劑的亞臨界狀態(tài)，這也是氣體的液化狀態(tài)。以此狀態(tài)的溶劑進行萃取的工藝稱為亞臨界萃取工藝。

　　三、亞臨界流體的種類。

　　適合于亞臨界萃取的溶劑沸點一般在0℃以下，20℃時的液化壓力在0.8MPa以下（表壓）。如丁烷在大規(guī)模生產條件下的工作壓力為0.4MPa，萃取溫度為常溫或40度以下。

　　常用的亞臨界溶劑有：丙烷、丁烷、二甲醚，四氟乙烷（R134a）、液氨、水。

　　四、亞臨界流體萃取的基本原理。

　　溶劑物質的溫度高于其沸點時，以氣態(tài)存在，對其施加一定的壓力壓縮使其液化，在此狀態(tài)下利用其相似相溶的物理性質，用做物質萃取的溶劑為亞臨界萃取溶劑，其萃取工藝稱為亞臨界萃取工藝。適合于亞臨界萃取的溶劑沸點都低于我們周圍的環(huán)境溫度，一般沸點在0℃以下，20℃時的液化壓力在0.8MPa以下。在常溫和一定壓力下，以液化的亞臨界溶劑對物料進行逆流萃取，得到的萃取液在常溫下減壓蒸發(fā)，使溶劑氣化與萃取出的目標成分分離，得到（粗級）產品。氣化的溶劑被再壓縮液化后循環(huán)使用。萃余物中的溶劑也被回收壓縮液化重新使用。需要說明的是，溶劑從物料中氣化時，需要吸收熱量（汽化潛熱），所以蒸發(fā)脫溶時要向物料中補充熱量；溶劑氣體被壓縮液化時會放出熱量（液壓潛熱），工藝中大部分熱量可以通過氣化與液化溶劑的熱交換達到節(jié)能的目的。

　　五、設備條件

　　采用CBE-50L型亞臨界流體萃取成套實驗設備，河南省亞臨界生物技術有限公司制造，溶劑使用正丁烷。

　　六、亞臨界流體萃取孜然油樹脂工藝流程

　　孜然原料→粉碎→裝料萃取罐→抽真空→注入亞臨界流體正丁烷溶劑→逆流萃取（一定壓力、溫度、料溶比、萃取時間、萃取次數(shù)）→萃取液→減壓蒸發(fā)脫溶→溶劑回收（循環(huán)使用）→孜然油樹脂

　　得到的萃余物孜然粕可以進一步深加工利用。

　　七、操作要點

　　1、孜然原料

　　孜然粗脂肪含量不應低于15%，水分含量控制在8%以下。貯存環(huán)境應保持通風干燥，防止霉變。

　　2、粉碎

　　要求孜然粉碎粒度控制在30～40目之間，過大或過小都降低萃取效率。粉碎2～3遍，粉碎時間應盡量縮短，防止因設備升溫造成原料發(fā)熱及油脂析出，致使粉體粘結。若孜然原料粉碎后不能及時萃取，應采用塑料袋密封保存，以減少揮發(fā)物損失。

　　3、裝料

　　將粉碎后孜然原料裝入100目絹袋中封口，減少細粉外泄。

　　4、抽真空

　　將粉碎后的孜然原料裝入絹袋中封口放入萃取罐中，封閉萃取罐，打開真空泵將萃取罐抽到真空狀態(tài)。形成一定負壓，有利于溶劑與原料充分接觸。

　　5、通入溶劑

　　按比例注入正丁烷溶劑，原料與溶劑比例為65～96g/L，溶劑不得充滿萃取罐，防止加熱后設備壓強過高。

　　6、萃取

　　萃取罐屬于低壓容器，溶劑的通入和脫除都是間歇的，一般萃取2～3次，第1次浸泡60分鐘，第2次、第3次萃取時間減為30分鐘。通過萃取罐夾套進行熱水適當加熱溶劑，使萃取過程溫度控制在50～60℃，壓力維持在0.4～0.6MPa,在萃取過程中要嚴格控制浸提時間和溫度，防止溶劑在較高溫度下汽化，影響萃取效果。原料與溶劑比例為65～96g/L，孜然粕中殘油達到3%以下。

　　7、脫溶

　　萃取后將萃取液轉入蒸發(fā)罐中。然后再將正丁烷注入萃取罐，進行二次萃取，整個萃取過程共3遍。每次萃取的萃取液均打入蒸發(fā)罐進行蒸發(fā)，在蒸發(fā)罐底部夾層熱水的加熱下，萃取液中的正丁烷不斷氣化，氣化的正丁烷經壓縮機壓縮后通過冷凝降溫成為液態(tài)，回流到溶劑罐循環(huán)使用。當蒸發(fā)罐中的正丁烷完全氣化后，剩下的就是萃取的孜然油樹脂。

　　脫溶過程中，由于壓力降低使溶劑由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，從而實現(xiàn)溶劑與孜然油樹脂的分離，氣態(tài)溶劑再經壓縮機壓縮冷凝至液態(tài)，以達到儲存和反復使用的目的。當壓力降至0.15～0.10Mpa時，改為抽真空脫溶，并且重復多次，最終使萃取罐和分離罐的壓力都降至-0.10Mpa時，再破除真空，盡可能充分地回收溶劑，降低孜然油樹脂中的溶劑殘留。脫溶是一種吸熱過程，需要向孜然粕中補充一定量的熱量，提高溶劑蒸發(fā)速率，此時加熱溫度控制在60℃以下，減少熱敏性物質變性。

　　亞臨界流體萃取天然植物精油是一種極有前途的方法，能明顯提高萃取率、縮短提取時間，不破壞功效成分，具有高效、低耗、環(huán)保，應用前景廣闊天然植物精油提取的新技術。

作者：佚名　來源：中國油脂網(wǎng)