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

Deng Qihuan and Gao Yong (Guilin Tianhe Pharmaceutical Industry Ltd. Co., Guilin 541001)

AbstractA 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.

Key wordsGinkgo 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。

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。

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。

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

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。

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］。

2SCFE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。

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℃。

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