EXTRACTION OF CHLOROPHYLLS AND CAROTENOIDS FROM SPRUCE NEEDLES WITH SUPERCRITICAL CARBON DIOXIDE | ЭКСТРАКЦИЯ ХЛОРОФИЛЛОВ И КАРОТИНОИДОВ ИЗ ЕЛОВОЙ ХВОИ СВЕРХКРИТИЧЕСКИМ ДИОКСИДОМ УГЛЕРОДА

English. Supercritical carbon dioxide, being a non-polar solvent, has proven itself well as an extractant for the extraction of non-polar compounds from plant materials. However, the use of co-solvents that enhance the polar properties of the SO2 in the supercritical state greatly enhances its use for extraction. Wood greens, in particular spruce, contain a large number of useful substances of varying polarity, for which extraction is one of the main extraction methods. Spruce needles were extracted with supercritical carbon dioxide with alcohol additives as co-solvents to extract chlorophylls and carotenoids. The pigment content of the sample obtained by exhaustive Soxhlet extraction with ethanol (isopropanol) was 0.025 mg/g for carotenoids, 0.3 mg/g for chlorophylls. Supercritical pigment extraction was carried out in a Waters MV-10ASFE extractor (USA) at temperatures of 60 °C and 80 °C, varying in pressure from 100 at to 300 at, co-solvent concentration from 0 to 10%, extraction duration from 10 to 60 minutes. Analysis of extracts for carotenoids and chlorophyll was carried out by high-performance liquid chromatography on LC-30 “Nexera” (Shimadzu), Japan. It has been found that supercritical SO2 at maximum process parameters is capable of extracting three times more carotenoids than chlorophylls. The addition of co-solvents has little or no effect on the amount of carotenoids recovered, while the chlorophyll content of the extract can be increased 4–7 times with ethanol and 3–4 times with iso-propanol.

Russian. Сверхкритический диоксид углерода, являясь неполярным растворителем, хорошо зарекомендовал себя в качестве экстрагента для извлечения неполярных соединений из растительных материалов. Однако использование сорастворителей, усиливающих полярные свойства СО2 в сверхкритическом состоянии, в значительной степени расширяет возможности его применения для экстракции. Древесная зелень, в частности, еловая, содержит большое количество полезных веществ различной степени полярности, для которых экстракция является одним из основных методов извлечения. В работе проведена экстракция еловой хвои сверхкритическим диоксидом углерода с добавками спиртов в качестве сорастворителей с целью извлечения хлорофиллов и каротиноидов. Содержание пигментов в образце, полученном исчерпывающей экстракцией по Сокслету этанолом (изопропанолом), составило для каротиноидов 0.025 мг/г, для хлорофиллов 0.3 мг/г. Сверхкритическую экстракцию пигментов проводили в экстракторе MV-10ASFE производства Waters, (США) при температурах 60 °С и 80 °С, варьируя давление от 100 атм до 300 атм, концентрацию сорастворителя – от 0 до10%, продолжительность экстракции – от 10 до 60 мин. Анализ экстрактов на каротиноиды и хлорофиллы осуществляли методом высокоэффективной жидкостной хроматографии на приборе LC-30 «Nexera» (Shimadzu), Япония. Установлено, что сверхкритический СО2 при максимальных значениях параметров процесса способен извлекать в три раза больше каротиноидов, чем хлорофиллов. Добавка сорастворителей практически не влияет на количество извлекаемых каротиноидов, в то время как содержание хлорофиллов в экстракте может быть увеличено в 4–7 раз при использовании этанола и в 3–4 раза при добавке изопропанола.