超临界CO2 提取技术优化与生物活性表征：以地中海松花瓣为研究对象

推荐：为解决传统植物提取方法效率低、溶剂残留等问题，研究人员创新性地采用超临界CO2 （Sc-CO2

　　

在地中海沿岸的松林间，每年有数百万吨松果成为未被充分利用的农林废弃物。这些看似普通的松果中，其花瓣部位却蕴含着惊人的生物活性物质宝库。传统提取方法如索氏提取和浸渍法不仅耗时耗能，还存在有机溶剂残留等问题。更令人遗憾的是，针对地中海松（Pinus halepensis）花瓣这一特殊部位的系统研究几乎空白。来自法国等国际研究团队敏锐捕捉到这一科研缺口，在《The Journal of Supercritical Fluids》发表了突破性研究成果。

研究团队创新性地将超临界CO₂
（Sc-CO₂
）技术应用于地中海松花瓣提取，通过半连续式提取装置，系统考察了压力（300-500 bar）、粒径分级（120-1400 μm）和共溶剂（水/乙醇）等关键参数的影响。采用Tan-Liang-Liou动力学模型解析提取过程，结合HPLC-DAD和GC-MS进行化合物鉴定，并通过DPPH法和MTT实验评估生物活性。

在提取工艺优化方面，研究发现500 bar压力下Sc-CO₂
对1400 μm颗粒的提取率比300 bar提高40%，而将粒径降至120 μm可使提取率进一步提升至16%。引人注目的是，添加0.2%水作为共溶剂时，即使将压力降至200 bar仍可获得14%的提取率，这为降低工业能耗提供了可能。动力学分析揭示提取过程存在快速表面解吸（前30分钟完成80%）和缓慢内部扩散两个阶段，轴向弥散系数（D_ax
）稳定在10^-5
m²
/s量级。

生物活性评估显示，水改性Sc-CO₂
提取物对结肠癌细胞系LS174t和HCT116的抑制率分别达60.49%和42.58%，且对正常HEK293细胞毒性低于15%。特别值得注意的是，这些提取物的DPPH自由基清除能力IC₅₀
值为36.36 μg/mL，虽然逊于传统水提物（11.39 μg/mL），但展现了良好的安全性优势。

化合物鉴定成果尤为突出，通过HPLC-DAD检出38种非挥发性成分，包括咖啡酸（caffeic acid）、绿原酸（chlorogenic acid）等关键活性物质。GC-MS分析则首次在该物种中发现7种新化合物，如脱氢枞醇（dehydroabietyl alcohol）和15-羟基脱氢枞酸甲酯（methyl 15-hydroxy-dehydroabietate）。这些分子不仅解释了提取物的抗癌活性，更为化妆品原料开发提供了新选择。

这项研究实现了三大突破：首次建立地中海松花瓣的Sc-CO₂
提取工艺；发现7种新化合物；阐明粒径与压力对提取动力学的协同影响机制。从应用角度看，该技术每吨原料可节约480分钟处理时间，且避免了有机溶剂残留，为食品、医药、化妆品行业提供了安全高效的原料解决方案。未来研究可进一步开展生命周期评价（LCA），全面评估该技术在绿色化学和循环经济中的战略价值。