天然产物提取方法的研究进展

天然产物提取方法的研究进展

姓名：吴震

专业：生药学

学号：201312283018

天然产物提取方法的研究进展

摘要：提取是中药制药的关键环节,影响着最终药物制剂的质量和成本,以及中药制药业的现代化水平。本文着重分析了近些年来中药提取新技术的基本原理、特点、研究和应用进展。这些提取技术包括超声波提取、微波提取、酶法提取法、超临界流体萃取法、组织破碎提取法、半仿生提取法等。

关键词：天然产物；提取技术

中药是中华民族几千年灿烂文化的瑰宝，在继承和发扬中医药优势和特色的基础，充分利用现代科学技术，借鉴国际通行的医药标准规范，提高中药的质量，研究开发进入国际中药市场的中药产品，实现中药的现代化、国际化。而提高中药的质量，让中药进人国际市场，这就对中药的制备加工工艺提出了更高的要求，其中天然产物有效成分的提取分离过程是其重要的关键环节。现将天然产物提取技术进行综述。

1天然产物传统的提取方法

传统中草药提取方法有：溶剂提取法、水蒸汽蒸馏法两种。溶剂提取法有浸渍法、渗流法、煎煮法、回流提取法、连续提取等。但这些方法普遍存在着有效成分提取率不高，杂质清除率，低能耗，高生产周期长等缺点，直接影响了中药制药产业的发展[1]。

2天然产物现代的提取方法

2.1超声波提取技术

超声波是指频率为20千赫-50兆赫的电磁波，它是一种机械波，需要能量载体(介质)来进行传播。超声提取技术是近年来应用在中草药有效成分提取分离方面的一种最新的较为成熟的手段。研究表明,利用超声波产生的强烈振动、高加速度、强烈空化效应、热效应、搅拌作用等，都可以加速药物有效成分进入溶剂,从而提高提取效率，缩短提取时间，节约溶剂，并且免去了高温对提取成分的破坏。

2.1.1超声提取的原理

（1）空化效应空化效应是超声提取的主要动力。液体中往往存在一些真空或含有少量气体或蒸汽的小泡，当一定频率的大量超声波作用在液体时，尺寸适宜的小泡能产生共振现象，它们在声波的稀疏阶段迅速胀大，在声波的压缩阶段又被绝热压缩，直至湮灭。小泡在湮灭过程中，能够产生几千摄氏度的高温和几千个大气压的高压冲击波，这就是空化现象。这种强烈的冲击作用能使物料破碎,也能造成生物细胞壁及整个生物体破裂，从而加速细胞内物质的释放、扩散及溶解。

（2）机械效应超声在传播过程中，会引起介质质点交替的压缩与伸张，构成了压力的变化，这种压力的变化将引起机械效应。对于中药提取过程，这种机械效应包括简单的骚动效应和溶剂与药材组织之间的摩擦。这种骚动效应可使蛋白质变性，细胞组织变形；而超声波引起的介质质点的加速度与超声波振动频率的平方成正比，有时超过重力加速度的数万倍，由于溶剂和药材组织获得的加速度不同，即溶剂分子的速度远大于药材组织的速度，从而使它们之间产生摩擦，这

种力量足以断开两碳原子之键，使生物分子解聚，使中药材中的有效成分溶解于溶剂之中。

（3）热效应由于介质吸收超声波以及介质内摩擦的消耗，分子产生剧烈振动，超声能转化为介质的内能，引起溶剂和药物组织温度升高，超声波在穿透溶剂和药物组织分界面时，温度上升更快，这是因为分界面上特性阻抗不同，产生反射形成驻波，引起分子间的相对摩擦而发热，因此，控制超声强度，可使药物组织内部温度瞬间升高，加速有效成分溶出。

除了以上效应外，超声波还有许多次级效应，如击碎、乳化、扩散等效应，也都有利于植物中有效成分的转移。

2.1.2超声提取技术的特点

超声提取技术适用于天然产物，与常规的煎煮法、水蒸馏法、溶剂浸提法相比，具有如下特点：提取温度低，避免了常规的煎煮法和回流法长时间加热对中药有效成分的不良影响，产物生物活性高，适合于热敏性物质的提取，适用性广；超声提取与目标提取物的性质(如极性)关系不大，绝大多数中药材的各类成分均可用超声提取；减少能耗，由于超声提取无需加热或加热温度低，提取时间短，因此能大大降低能耗，提高经济效益；此外超声波还具有一定的杀菌作用，能保证萃取液不易变质[2]。

2.1.3超声提取技术在天然产物中的应用

超声提取技术应用于单味中药材的提取研究非常广泛，几乎中药材所有种类的活性成分提取研究都涉及了超声提取技术。例如多糖类、黄酮类、皂苷类、生物碱类等化合物在超声提取中都有应用。但是，超声提取技术用于中药复方提取的研究相对滞后于单味中药材的超声提取研究，主要由于中药复方成分复杂，成分间性质各不相同，所需的超声工艺条件可能存在差异，这给超声技术用于中药复方提取带来了难度[3]。

M Romdhane等[4]为考察超声波对固液萃取的影响，用超声提取技术提取除虫菊中的除虫菊酯和菘蓝种子中的菘蓝油，发现超声作用能明显提高除虫菊酯的提取速率和产量，但对菘蓝油的提取影响不大，并且超声波的频率、功率, 物料粒径和超声波作用时间对提取效率均有明显影响。

2.2微波萃取技术

微波萃取(ME)，又称微波辅助提取(MAE)，是利用微波的热效应对样品及其有机溶剂进行加热，根据不同物质吸收微波能力的差异使得基体物质的某些区域或萃取体系中的某些组分被选择性加热，从而使得被萃取物质从基体或体系中分离，进入到介电常数较小、微波吸收能力相对差的萃取溶剂中，达到提取的目的。

2.2.1微波萃取技术的基本原理

微波是一种频率在300MHZ至300GHZ之间的电磁波，它具有波动性、高频性、热特性和非热特性四大基本特性。常用的微波频率为2450MHZ。微波辐射是利用高频电磁波穿透萃取介质到达物料内部的维管束和腺胞系统，细胞内部的温度迅速上升，使细胞内部的压力超过细胞空间膨胀的能力，从而导致细胞破裂，其内的有效成分自由流出，并在较低的温度下溶解于萃取介质中。微波所产生的电磁场可加速被萃取组分的分子由固体内部向固液界面扩散的速率。

由于微波的频率与分子转动的频率相关连，因此微波能是一种由离子迁移和偶极子转动而引起分子运动的非离子化辐射能，当它作用于分子时，可促进分子的转动运动，若分子具有一定的极性，即可在微波场的作用下产生瞬时极化，并以24.5亿次/s的速度作极性变换运动，从而产生键的振动、撕裂和粒子间的摩