Chiết xuất CO2 dùng carbon dioxide làm dung môi. Khi bị nén và làm ấm vượt qua điểm tới hạn, khoảng 31 °C và 74 bar, CO2 không còn là khí hay lỏng theo nghĩa thông thường. Nó thấm vào mô thực vật như một chất khí và hòa tan hợp chất thơm như một chất lỏng. Khi áp suất được hạ, CO2 trở lại thể khí và bay đi. Thứ còn lại trong bình tách là chiết xuất.
Phương pháp này không cần nước sôi như chưng cất hơi nước, và không để lại dung môi hữu cơ như hexane. Trang này mô tả cách làm, hai loại select và total, chiết cận tới hạn, cách đọc nhãn, và chỗ đứng của chiết xuất CO2 bên cạnh tinh dầu, oleoresin và absolute.
ISO 9235:2021 (mục 3.28) gọi dạng này là supercritical fluid extract: một chiết xuất có được khi xử lý nguyên liệu tự nhiên bằng một lưu chất ở trạng thái siêu tới hạn, rồi tách sản phẩm ra bằng cách cho lưu chất giãn nở. Tiêu chuẩn lấy chiết xuất CO2 từ cà phê và từ tiêu hồng làm ví dụ.
A CO2 extract uses carbon dioxide as its solvent. Compressed and warmed past its critical point, about 31 °C and 74 bar, CO2 is no longer a gas or a liquid in the usual sense. It moves into plant tissue like a gas and dissolves aromatic compounds like a liquid. When the pressure is released, CO2 turns back into gas and leaves. What stays in the separator is the extract.
The method needs no boiling water, as steam distillation does, and leaves no organic solvent such as hexane behind. This page covers how the extract is made, the two grades called select and total, subcritical extraction, how to read a label, and where CO2 extracts sit next to essential oils, oleoresins and absolutes.
ISO 9235:2021 (entry 3.28) calls this form a supercritical fluid extract: an extract made by treating a natural raw material with a fluid held above its critical point, then recovering the product by letting the fluid expand. The standard gives coffee CO2 extract and pink peppercorn CO2 extract as examples.
| Phương pháp Method | Chiết bằng CO2 siêu tới hạn hoặc cận tới hạn; tách sản phẩm bằng hạ áp / Supercritical or subcritical CO2, product recovered by depressurising |
| Dung môi Solvent | CO2, đôi khi thêm ethanol làm đồng dung môi / CO2, sometimes with ethanol as co-solvent |
| Điểm tới hạn của CO2 CO2 critical point | 31.0 °C · 73.8 bar |
| Nhiệt độ vận hành Operating temperature | ~35–55 °C cho phần bay hơi / for the volatile fraction |
| Áp suất Pressure | ~90–200 bar (select) · ~250–350 bar (total) |
| Dạng vật lý Physical form | Select: lỏng, linh động / mobile liquid · Total: sệt đến dạng sáp / thick to waxy |
| Thuật ngữ ISO 9235 ISO 9235 term | Supercritical fluid extract (3.28) |
Nguyên liệu được sấy và nghiền, rồi nạp vào một bình chịu áp. CO2 được bơm vào, nén và làm ấm cho đến khi vượt điểm tới hạn. Ở trạng thái này, mật độ của CO2 gần với chất lỏng nên nó hòa tan được dầu thơm; độ nhớt thấp và khả năng khuếch tán cao giúp nó đi sâu vào vật liệu.
Dòng CO2 mang chất tan đi qua một hoặc nhiều bình tách. Tại đó áp suất giảm, CO2 mất khả năng hòa tan và chiết xuất lắng xuống. CO2 được nén lại và quay về đầu hệ thống. Khi dùng nhiều bình tách ở các mức áp khác nhau, người vận hành có thể cho sáp thực vật lắng ở bình đầu và thu phần thơm ở bình sau.
Khả năng hòa tan của CO2 tăng theo mật độ. Vì vậy thành phần của chiết xuất được chọn bằng cách chỉnh áp suất và nhiệt độ.
Flavex, một nhà sản xuất ở Đức, ghi rằng họ dùng CO2 có nguồn gốc núi lửa và vận hành ở áp suất đến 500 bar.
The raw material is dried and milled, then loaded into a pressure vessel. CO2 is pumped in, compressed and warmed until it passes the critical point. In this state its density is close to that of a liquid, so it dissolves aromatic oils; its low viscosity and high diffusivity let it penetrate the material.
The loaded CO2 flows through one or more separators. There the pressure drops, the CO2 loses its solvent power and the extract settles out. The CO2 is recompressed and returned to the start of the circuit. With several separators held at different pressures, the operator can drop plant waxes in the first vessel and collect the aromatic fraction in the next.
The solvent power of CO2 rises with its density. The composition of the extract is therefore chosen by setting pressure and temperature.
Flavex, a German producer, states that it uses CO2 of volcanic origin and works at pressures up to 500 bar.
Nhãn chiết xuất CO2 thường mang một trong hai chữ: select (hoặc selective) và total. Hai chữ này chỉ mức áp suất và phạm vi chất được lấy ra, không phải hạng chất lượng.
Chiết xuất select được làm ở áp thấp hơn. Theo tổng quan của Capuzzo và cộng sự (2013), phần bay hơi thường được chiết trong khoảng 90 đến 200 bar, ở 35 đến 55 °C. Sản phẩm là chất lỏng linh động, thành phần gần với tinh dầu cùng loài, nhưng thường có thêm những phân tử nặng hơn mà hơi nước khó mang theo.
Chiết xuất total được làm ở áp cao hơn, khoảng 250 đến 350 bar. Ở mật độ này CO2 hòa tan cả sáp, chất béo và sắc tố như carotenoid. Kết quả thường sệt hoặc đặc lại khi nguội, màu đậm, mùi gần với nguyên liệu gốc hơn là với tinh dầu. Flavex so loại select với sản phẩm chưng cất hơi nước, và loại total với chiết xuất hexane.
CO2 extract labels usually carry one of two words: select (or selective) and total. The words describe the pressure used and the range of compounds taken out. They are not quality grades.
A select extract is made at lower pressure. According to the review by Capuzzo and colleagues (2013), the volatile fraction is usually extracted at about 90 to 200 bar and 35 to 55 °C. The product is a mobile liquid, close in composition to the essential oil of the same species, often with extra heavier molecules that steam carries poorly.
A total extract is made at higher pressure, around 250 to 350 bar. At that density CO2 also dissolves waxes, fats and pigments such as carotenoids. The result is often thick or sets on cooling, is deeply coloured, and smells closer to the raw material than to the essential oil. Flavex compares select extracts with steam distillates and total extracts with hexane extracts.
Khi CO2 được giữ ở dạng lỏng dưới điểm tới hạn, thường lạnh hơn và ở áp thấp hơn, quá trình được gọi là chiết cận tới hạn (subcritical). CO2 lỏng hòa tan yếu hơn, nên lấy chủ yếu các chất nhẹ và ít kéo theo sáp.
Hoa bia là một ví dụ được nghiên cứu nhiều. Một nghiên cứu so sánh cho thấy CO2 cận tới hạn ưu tiên lấy monoterpene và alpha acid, còn điều kiện siêu tới hạn lấy thêm nhiều chất ít bay hơi. Trên nhãn, chữ subcritical do nhà cung cấp tự ghi; không có quy ước chung về áp suất cho từ này.
When CO2 is kept liquid below its critical point, usually colder and at lower pressure, the process is called subcritical extraction. Liquid CO2 is a weaker solvent, so it takes mainly light compounds and carries less wax.
Hops are a well studied case. One comparative study found that subcritical CO2 favoured monoterpenes and alpha acids, while supercritical conditions took more of the less volatile compounds. On a label the word subcritical is the supplier's own; there is no shared convention on the pressure it implies.
CO2 là phân tử không phân cực. Nó hòa tan tốt terpene, ester, aldehyde và các hợp chất thơm nhẹ; nó hòa tan kém đường, muối, protein và phần lớn chất phân cực mạnh. Vì thế chiết xuất CO2 không chứa phần tan trong nước của cây.
So với tinh dầu cùng nguồn, chiết xuất CO2 ít sản phẩm phụ do nhiệt và do thủy phân. Ở gừng, chiết xuất CO2 còn giữ nhóm gingerol, chất tạo vị cay không bay theo hơi nước. Ở tiêu đen, chiết xuất total mang piperine, trong khi tinh dầu chưng cất gồm chủ yếu terpene.
Khi áp suất được xả, CO2 bay hết ở nhiệt độ phòng, nên chiết xuất không có dư lượng dung môi hữu cơ theo nghĩa của hexane. Điều này không làm chiết xuất vô hại. Giới hạn IFRA và quy định mỹ phẩm áp dụng theo thành phần, giống như với tinh dầu cùng loài; một chiết xuất total còn có thể đậm đặc chất nhạy cảm hơn tinh dầu.
Chiết xuất hương thảo giàu carnosic acid, làm bằng CO2 siêu tới hạn hoặc bằng acetone hay ethanol, được EU cho phép làm chất chống oxy hóa thực phẩm với mã E 392 (Quy định (EU) 231/2012).
CO2 is a non-polar molecule. It dissolves terpenes, esters, aldehydes and light aromatic compounds well; it dissolves sugars, salts, proteins and most strongly polar compounds poorly. A CO2 extract therefore holds none of the plant's water-soluble fraction.
Compared with the essential oil from the same source, a CO2 extract carries fewer by-products of heat and hydrolysis. In ginger, the CO2 extract keeps the gingerols, pungent compounds that do not travel with steam. In black pepper, a total extract carries piperine, while the distilled oil is mostly terpenes.
When the pressure is released, all the CO2 leaves at room temperature, so the extract has no organic solvent residue in the sense that a hexane extract might. That does not make the extract harmless. IFRA limits and cosmetic rules apply by composition, as for the essential oil of the same species, and a total extract may be richer in sensitising compounds than the oil.
Rosemary extract rich in carnosic acid, made with supercritical CO2 or with acetone or ethanol, is authorised in the EU as a food antioxidant under the code E 392 (Regulation (EU) 231/2012).
Nhãn đầy đủ ghi tên Latin, bộ phận cây, chữ select hoặc total, và cho biết có chất mang hay không. Nhiều chiết xuất total đặc đến mức nhà sản xuất pha sẵn với dầu thực vật. Flavex, chẳng hạn, bán chiết xuất hoa bia loại total đã chuẩn hóa bằng dầu hướng dương. Khi có chất mang, phần trăm hợp chất thơm thấp hơn chiết xuất gốc.
Chiết xuất total có thể đông lại khi lạnh và cần làm ấm nhẹ trước khi cân. Một số loại để lại cặn sáp khi pha vào cồn. Muốn có sản phẩm tan hẳn trong cồn, nhà sản xuất rửa chiết xuất bằng ethanol, lọc lạnh và cất bỏ ethanol; ISO 9235 gọi sản phẩm đó là absolute, và ghi rõ absolute có thể làm từ supercritical fluid extract.
A complete label gives the Latin name, the plant part, the word select or total, and whether a carrier is present. Many total extracts are thick enough that the producer pre-dilutes them in vegetable oil. Flavex, for example, sells a total hop extract standardised with sunflower oil. With a carrier present, the share of aromatic compounds is lower than in the neat extract.
A total extract may solidify in the cold and need gentle warming before weighing. Some leave a waxy deposit in alcohol. To obtain a product fully soluble in alcohol, the producer washes the extract with ethanol, chills and filters it, and removes the ethanol; ISO 9235 calls the result an absolute and states that absolutes can be made from supercritical fluid extracts.
Tinh dầu chỉ gồm phần bay theo hơi nước hoặc phần ép từ vỏ cam chanh. Chiết xuất CO2 select gần với tinh dầu nhưng rộng hơn một chút. Chiết xuất CO2 total gần với oleoresin gia vị làm bằng dung môi hữu cơ, vì cả hai đều mang chất vị và sắc tố. Concrete và resinoid cũng là chiết xuất dung môi, nhưng dung môi của chúng là hexane, ethanol hay các chất tương tự, phải cất bỏ sau đó.
An essential oil holds only what travels with steam, or what is pressed from citrus peel. A select CO2 extract is close to the essential oil but a little broader. A total CO2 extract is close to a solvent-made spice oleoresin, since both carry taste compounds and pigments. Concretes and resinoids are solvent extracts too, but their solvents are hexane, ethanol or similar liquids that must be distilled off afterwards.
| Ginger | |
| Black pepper | |
| Pink pepper | |
| Cardamom | |
| Vanilla | |
| Rosemary | |
| Frankincense | |
| Turmeric |
| essential oil |
| absolute |
| concrete |
| resinoid |
Cập nhật 09/2026. Số liệu lấy theo năm ghi trong nguồn.
↑ Mục lục · Top