食用菌活性成分中超临界CO2流体萃取技术的应用

1．萜类的提取。萜类化合物种类繁多，在自然界中的分布十分广泛，有20000余种之多。从结构看，它是异戊二烯聚合体及其衍生物，一般以5个碳为基本单元，萜类通式可写为C5H8。异戊二烯间大多按头尾相接的顺序相聚合。萜类极性小，在SCF-CO2中有良好的溶解性能，大多数都可用CO2直接萃取得到，所需的操作温度一般较低，避免了其中有效成分的破坏或分解。因此不仅产品质量佳，收率也较传统方法高得多，是一类最适于SCF-CO2提取的成分。

2．生物碱的提取。生物碱是药用真菌有效成分中非常重要的一类，亦是人们在植物性药材中研究最早、最多的一类成分。生物碱是指来源于生物的含氮的有机化合物，然而，实际上生物碱并不包括氨基酸、肽类（肽类生物碱除外）、蛋白质等含氮化合物。大部分生物碱化学结构复杂，多有复杂的含氮杂环结构，绝大多数具有显著的生理活性。已用于临床的生物碱约有数十种。生物碱往往和植物酸性成分结合成盐存在，常见的有机酸有酒石酸、苹果酸等。少数碱性十分弱的生物碱也以游离状态存在，或以酯、苷的形式存在。传统提取中，除个别具有挥发性的生物碱可用水蒸气蒸馏法进行提取外，一般情况下，生物碱的提取常用溶剂法，如可用水或酸水提取法、醇类溶剂提取法等。传统生物碱提取方法的主要缺陷是提取分离步骤多、排污量大，因为在其提取分离过程中使用了大量的酸或碱性试剂。

基于生物碱的上述化学性质及其存在特点，用纯CO2往往难以将其有效提出。故在提取前需用氨水等碱性剂使生物碱碱化，使之全部转化为游离碱，同时还要使用适当的提携剂以增强流体的溶解能力或提高选择性。因此，SCF-CO2法目前对大多数生物碱的提取尚不是一种很有效的方法，但基于其可大大减少酸或碱性试剂的用量及具有较高的提取效率，仍值得进一步深入研究。

3．黄酮类化合物的提取  黄酮类化合物是指基本母核为2一苯基色原酮的一类化合物。一般泛指具有两个苯环（A环和B环）通过中间三碳链相互联结而成的（C6-C3-C6）的一类化学成分的化合物。由于分子结构中有酮基，其颜色又常呈黄色，故有黄酮之称。

黄酮类化合物的传统提取方法中，较常用的有醇提取、碱水或醇提取、热水提取等。其粗产物的分离主要是根据其极性差异、酸性强弱、分子大小和特殊结构等性质，采用适宜的分离方法，如系统溶剂法、pH梯度萃取法、硼酸络合法、铅盐沉淀法等。这些传统的提取方法存在明显的排污量大、有效成分损失多、提取效率低、成本高等一系列缺点。茶多酚(tea catechins)具有显著的抗氧化性和积极的清除自由基的能力，在食品和医药工业中有着广泛的应用前景，国内外都在积极开展提取研究。李军等首次尝试用超临界CO2来萃取茶叶中的茶多酚，在流动法测定装置中测定了茶多酚样品在SCF-CO2中的溶解度；然后在较适宜的条件下，测定茶叶中茶多酚萃取量与CO2的关系，最后将提取物简单分离，得到相对纯度为95. 45%的茶多酚；另外，在实验中还发现，加入乙醇水溶液作提携剂后，茶多酚的萃取量可提高10倍左右。

4．醌及其衍生物的提取。醌类化合物是分子中具有不饱和环二酮结构的一类天然色素有机化合物，具有抗菌、抗氧化、抗肿瘤等多种生理活性。在大多数食用菌中都含有醌类成分，醌类化合物按其结构可分为苯醌、萘醌、蒽醌、菲醌4种不同母核的化合物。

天然苯醌和萘醌多呈游离状态，故可采用溶剂提取法。对含有酚羟基者，可采用碱溶解酸沉淀法提取；而分子量小并具有挥发性的醌类，可采用水蒸气蒸馏法。以上方法提取到的醌类，可以进一步通过层析法进行纯化。蒽醌类化合物常以游离状态及其苷共存于中药材中，提取此类成分，多采用乙醇或甲醇作溶剂，即可将游离的蒽醌及其苷提取出来。再将提取液浓缩后进一步分离纯化蒽醌类成分。

醌及其衍生物多数极性较大，故用SCF-CO2萃取时需要采用较高的萃取压力，且通常还要加入适当的提携剂。如丹参酮ⅡA (TanshinoneⅡA)是丹参脂溶性成分之一，是《中华人民共和国药典》规定用于质量控制的有效成分。采用醇提工艺，可将其提取90%以上，但经制稠膏干燥过程，丹参酮降解甚多。浸膏中丹参酮ⅡA含量在0.15%～1%，再做成制剂，丹参酮ⅡA往往含量太小甚至检测不出，难以达到《中华人民共和国药典》标准。采用SCF-CO2萃取并用乙醇作为携带剂，萃取压力20MPa、温度40℃时，得结晶状物及深红色携带剂液，丹参酮ⅡA含量一般在20%左右，最高可达80%，可直接用于制剂生产，远优于乙醇提取工艺。

5．多糖及苷类的提取。食用菌中所含的糖类成分包括单糖类、低聚糖类和多糖类。其中近年来因发现某些多糖具有多方面生理活性而引起国内外学者的重视。

苷又称配糖体，它是由糖或糖衍生物（如氨基糖、糖醛酸等）与另一非糖物质（称苷元或配糖体）通过其端基碳原子连接而成的化合物。水解后生成糖和非糖类（苷元）两部分化合物，其种类多，范围广，结构类型差别大，性质和生物活性也各有差异。

多糖的提取，传统方法大多用不同温度的水或稀碱溶液提取，而后采用分步沉淀法、盐析法、金属络合法等分离纯化；而对各类苷而言，由于苷元的结构不同，所连接的糖的种类和数目不一样，很难有统一的提取方法，如果用极性不同的溶剂按极性从小到大的次序进行提取，则在每一部分可能都有苷的存在。

由于糖及苷类化合物分子量大、羟基多、极性大，用纯CO2提取产率低，加入携带剂或加大压力可提高产率。如廖周坤在用SCF-CO2萃取藏药雪灵芝时发现，不加携带剂的SCF-CO2萃取，即使压力加大，亦基本无法萃出总皂苷及多糖。同样条件下加不同携带剂的非梯度萃取，随着携带剂极性的增大，萃取物多糖收率增大，而总皂苷粗品收率逐渐降低；而在梯度SCF-CO2萃取中，所得总皂苷粗品、多糖的收率分别达传统萃取工艺的18.9倍及1. 62倍。由此显示用SCF-CO2，并用携带剂提取技术有良好的应用前景。