Библиотека: Сверхкритический CO₂-экстракт

Сверхкритический CO₂-экстракт

Сверхкритический CO₂-экстракт — это концентрированный растительный экстракт, получаемый путем промывки растения диоксидом углерода (CO₂) под давлением. При снижении давления CO₂ переходит в газ и улетучивается, оставляя только извлеченные из растения вещества. Этот метод работает при умеренной температуре, извлекает также тяжелые компоненты, которые нельзя получить с паром, и не оставляет растворителя в экстракте. Производители продуктов питания, косметики и добавок используют его для получения запаха, вкуса, цвета и активных веществ. Из того же растения можно получить эфирное масло, абсолю или олеорезин. Разница между ними заключается в методе получения.

Что такое сверхкритический CO₂-экстракт?

Диоксид углерода под давлением становится растворителем. Растворитель — это жидкость, которая извлекает вещества из растения. При сверхкритической CO₂-экстракции CO₂ под давлением лучше всего растворяет небольшие липофильные молекулы и слабо растворяет гидрофильные молекулы [1]. Поэтому в CO₂-экстракт переходят душистые компоненты, растительные масла, жирорастворимые красящие вещества и антиоксиданты (вещества, замедляющие порчу). Экстракт розмарина, полученный с помощью CO₂, богат антиоксидантом карнозиновой кислотой [2]. CO₂-экстракт красного перца содержит каротиноиды, придающие ему цвет [3], а полученное с помощью CO₂ масло семян амаранта содержит сквален [4].

Настройка давления определяет продукт. При низком давлении выходят легкие и душистые компоненты. При высоком давлении также выходят тяжелые душистые компоненты и воски (водонепроницаемый слой, покрывающий листья и кожуру) [5]. Поэтому из одного и того же растения можно получить два продукта: легкую и текучую летучую фракцию, похожую на эфирное масло, а также темный и плотный тотальный экстракт. Различия: летучая фракция и тотальный экстракт.

Для чего он используется?

CO₂-экстракт в концентрированном виде сохраняет запах, вкус, цвет и жирорастворимые компоненты растения. Производитель добавляет их в рецептуру в небольших количествах.

Пищевая промышленность: вкус, цвет, натуральная добавка. Олеорезин имбиря, полученный с помощью CO₂, предложен в качестве натуральной пищевой добавки благодаря высокому содержанию антиоксидантов [6]. Каротиноиды в CO₂-экстракте красного перца придают пище красный цвет [7].

Косметика: родственные коже липиды. Масло семян амаранта, полученное с помощью CO₂, содержит сквален [4]. Сквален содержится в собственном кожном сале человека, используется в косметике как эмолент и входит в состав кремов [8].

Биодобавки: концентрированное действующее вещество. Богатый глабридином CO₂-экстракт корня солодки давали мышам на диете с высоким содержанием жиров в течение восьми недель. Экстракт снижал прибавку в весе пропорционально дозе [9].

Почему именно сверхкритический CO₂-экстракт?

Состав, недостижимый другими путями. CO₂-экстракт также содержит тяжелые компоненты, которые не переносятся паром: карнозиновую кислоту, каротиноиды, жгучие компоненты имбиря [2], [3], [6]. Поскольку процесс проходит при умеренной температуре, термочувствительные компоненты извлекаются без разрушения [1].

Короткий ответ в документах. Бренды продуктов питания и косметики требуют от поставщиков декларации о составе и остатках. При снижении давления CO₂ переходит в газ и удаляется, не оставаясь в экстракте [6]. Остаток зависит от экстракционного растворителя. При CO₂-экстракции органические растворители не используются. В некоторых процессах экстракции к CO₂ добавляют небольшое количество этанола в качестве сорастворителя, который затем выпаривают. Этанол входит в список экстракционных растворителей Европейского союза, не требующих числовых пределов для пищевых продуктов [10]. В фармацевтических руководствах он также относится к классу растворителей с низким токсическим потенциалом с лимитом 5 000 ppm [11]. Если использовался этанол, строка об остатке этанола присутствует в технической спецификации.

Один экстракт, несколько задач. Один CO₂-экстракт решает сразу несколько задач в рецептуре. Каротиноиды в экстракте красного перца придают продукту и красный цвет, и антиоксидантные свойства [7]. Олеорезин имбиря сохраняет запах и жгучесть имбиря, а благодаря высокому содержанию антиоксидантов также предложен в качестве натуральной добавки [6].

Чем отличается от эфирного масла?

Эфирное масло — это фракция, переносимая паром. Эфирное масло чаще всего получают методом паровой дистилляции. Через растение пропускают водяной пар. Переносимые паром душистые компоненты при охлаждении собираются над водой в виде масла. Тяжелые компоненты, не переносимые паром, остаются в растении. Масло кожуры цитрусовых чаще всего получают холодным отжимом, механически выжимая масляные железы кожуры. Основным компонентом масла кожуры цитрусовых является лимонен.

CO₂-экстракт содержит тяжелые компоненты в дополнение к тому, что несет эфирное масло. По этой причине его цвет и консистенция часто отличаются. В кожуре цитрона CO₂-экстракты оказались богаче тяжелыми душистыми компонентами и восками по сравнению с дистиллированным маслом [5].

Что такое абсолю?

Абсолю сохраняет запах нежных цветов. Нежные цветы, такие как роза, дают очень мало масла при обработке паром [12]. Эти цветы сначала промывают растворителем. Полученный воскоподобный продукт называется конкретом. Конкрет смешивают со спиртом на холоде, воски выпадают в осадок, а растворимая в спирте душистая часть отделяется. После удаления спирта остается абсолю [13].

Состав абсолю и эфирного масла различается. Основным компонентом абсолю розы оказался фенилэтиловый спирт, придающий розе медово-сладкий аромат, его содержание составило 78 %. В дистиллированном розовом масле основными компонентами оказались два соединения с запахом розы — цитронеллол и гераниол [14].

Что такое олеорезин?

Олеорезин содержит весь комплекс специи. Олеорезин — это концентрированный экстракт, объединяющий запах, вкус и жгучесть пряности. Он считается концентрированной формой специи [15]. Олеорезин имбиря представляет собой темно-коричневую густую жидкость. Наряду с эфирным маслом он содержит гингеролы, придающие имбирю жгучесть [6].

Олеорезин получают растворителем или с помощью CO₂. Классический олеорезин извлекают органическим растворителем, который затем удаляют [6]. Тотальный экстракт, полученный с помощью CO₂, также называют олеорезином [6], [3]. Олеорезин красного перца получали с помощью CO₂: с ростом давления выход олеорезина и красящих веществ увеличивался [3].

ПродуктКак получаютЧто содержитГде используется
Сверхкритический CO₂-экстрактс помощью CO₂ под давлением, затем CO₂ улетучиваетсядушистые компоненты, в зависимости от настроек — тяжелые компоненты, масла, красящие веществапродукты питания, косметика, добавки
Эфирное маслопаровой дистилляцией, для цитрусовых — холодным отжимомдушистые компоненты, переносимые паром или отжатые из кожурыотдушки, ароматизаторы
Абсолюцветок промывают растворителем (конкрет), затем отделяют от восков спиртомдушистые компоненты цветкапарфюмерия
Олеорезинпряность промывают органическим растворителем или CO₂запах, вкус, жгучестьпродукты питания

Что говорит название?

Метод виден в названии продукта. На этикетках один и тот же продукт может называться по-разному. В названии CO₂-экстракта чаще всего присутствуют обозначения «SFE» (сверхкритическая флюидная экстракция), «сверхкритический CO₂» или «scCO₂». Название также указано в первой строке технической спецификации (TDS).

Источники

  1. Khaw K., Parat M. et al. (2017). Solvent Supercritical Fluid Technologies to Extract Bioactive Compounds from Natural Sources: A Review. Molecules. https://doi.org/10.3390/molecules22071186
  2. Chang C., Chyau C. et al. (2008). Relevance of phenolic diterpene constituents to antioxidant activity of supercritical CO2extract from the leaves of rosemary. Natural Product Research. https://doi.org/10.1080/14786410701591754
  3. Uquiche E., del Valle J. et al. (2004). Supercritical carbon dioxide extraction of red pepper (Capsicum annuum L.) oleoresin. Journal of Food Engineering. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2003.12.003
  4. He H., Corke H. et al. (2003). Supercritical Carbon Dioxide Extraction of Oil and Squalene from Amaranthus Grain. Journal of Agricultural and Food Chemistry. https://doi.org/10.1021/jf030488y
  5. Poiana M., Sicari V. et al. (1998). A Comparison between the Chemical Composition of the Oil, Solvent Extract and Supercritical Carbon Dioxide Extract of Citrus medica cv. Diamante. Journal of Essential Oil Research. https://doi.org/10.1080/10412905.1998.9700866
  6. Cárdenas-Toro F., Meza-Coaquira J. et al. (2025). Supercritical CO2 Extraction of Oleoresin from Peruvian Ginger (Zingiber officinale Roscoe): Extraction Yield, Polyphenol Content, Antioxidant Capacity, Chemical Analysis and Storage Stability. Molecules. https://doi.org/10.3390/molecules30051013
  7. Uquiche E., Millao S. et al. (2022). Extrusion affects supercritical CO2 extraction of red pepper (Capsicum annuum L.) oleoresin. Journal of Food Engineering. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2021.110829
  8. Huang Z., Lin Y. et al. (2009). Biological and Pharmacological Activities of Squalene and Related Compounds: Potential Uses in Cosmetic Dermatology. Molecules. https://doi.org/10.3390/molecules14010540
  9. Ahn J., Lee H. et al. (2013). Anti-obesity effects of glabridin-rich supercritical carbon dioxide extract of licorice in high-fat-fed obese mice. Food and Chemical Toxicology. https://doi.org/10.1016/j.fct.2012.08.048
  10. Avrupa Parlamentosu ve Konseyi (2009). Directive 2009/32/EC on the approximation of the laws of the Member States on extraction solvents used in the production of foodstuffs and food ingredients (recast), Article 1(2)(b) (definition) and Annex I, Parts I to III (permitted extraction solvents and maximum residue limits). Official Journal of the European Union. https://eur-lex.europa.eu/eli/dir/2009/32/oj
  11. Kattel K., Crist R. et al. (2026). Gas Chromatography Method for Quantitation of Residual Solvent Impurities in Nanoformulations. Methods and Protocols. https://doi.org/10.3390/mps9040110
  12. Yaghoobi M., Moridi Farimani M. et al. (2022). Chemical analysis of Iranian Rosa damascena essential oil, concrete, and absolute oil under different bio-climatic conditions. Industrial Crops and Products. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2022.115266
  13. Aydinli M., Tutaş M. (2003). Production of rose absolute from rose concrete. Flavour and Fragrance Journal. https://doi.org/10.1002/ffj.1138
  14. Ulusoy S., Boşgelmez-Tınaz G. et al. (2009). Tocopherol, Carotene, Phenolic Contents and Antibacterial Properties of Rose Essential Oil, Hydrosol and Absolute. Current Microbiology. https://doi.org/10.1007/s00284-009-9475-y
  15. Kulal R., Borse B. et al. (2025). Nano-encapsulation of spice oleoresins using Hydroxypropyl β-cyclodextrin (HPBCD) and its bioavailability studies. Measurement: Food. https://doi.org/10.1016/j.meafoo.2025.100219