中药提取新技术

中药提取新技术

中药材提取是中药生产过程中最基本和最重要的环节之一。中药提取的目的是最大限度地提取出药材中的目标物质,避免药效成分的分解流失,并且最低限度地浸出无效甚至有害的成分。药材的浸取过程是由湿润、渗透、解吸、溶解及扩散、置换等几个相互联系、相互交错的阶段所组成的。不同的提取技术影响到提取的不同阶段,对提取过程中溶剂对目标成分的溶解性、药材状态、浸取的温度、压力、浓度差、固液两相的相对运动速度等产生影响,导致不同的提取速度和效果,也直接影响到药材资源的利用率和生产效率及经济效益,最终影响的是药品质量。笔者现对近年研究较多的几种新技术新工艺在中药提取中的应用作一概述。

1 超临界CO2流体萃取技术

超临界流体萃取(SFE)是一种以超临界流体(SF)代替常规有机溶剂对中草药有效成分进行提取和分离的新型技术。超临界流体(溶剂)在临界点附近某区域(超临界区)内与待分离混合物中的溶质具有异常相平衡行为和传递性能,且对溶质的溶解能力随压力和温度的改变而在相当宽的范围内变动,利用这种SF作溶剂,可以从多种液态或固态混合物中萃取出所需成分。常用的SF为CO2,无毒无害、不易燃易爆、低粘度、低表面张力、低沸点、有较低的临界压力和温度,是最为常用的超临界流体。超临界CO2萃取法对于挥发性成分、脂溶性成分、小分子萜类及热敏物质等的提取较之传统方法有很多优越性,但CO2超临界流体限制了对分子量较大或极性较强物质的应用。加入夹带剂能够调节流体的极性,提高溶解能力,拓宽萃取目标组分的极性范围。超临界CO2萃取法最大的优点是可以在近常温的条件下提取分离,几乎保留产品中全部有效成分,萃取效率高,无有机溶剂残留,选择性好,产品纯度高,节能, CO2价廉易得,并可循环利用,环境污染小。

影响超临界流体萃取效果的因素主要有：①萃取条件,包括压力、温度、时间、溶剂流量等；②原料的性质,如颗粒大小、水分含量、细胞破裂程度；③目标组分的极性；④夹带剂的性质及加入量。

超临界CO2流体萃取法已被研究用于挥发油、黄酮类、生

物碱、香豆素及醌类等多类成分的提取和分析中。宋氏等用超临界CO2流体萃取

法从川芎中提取挥发油,萃取压力10～25 MPa、萃取温度33～48 ℃、CO2流量2～4 L/min,并考察了萃取压力、温度、流量对萃取过程的影响,对萃取过程进行了模型描述。唐氏等[3]用正交试验优选了超临界流体萃取地鳖虫活性物质的工艺,并与水提物做了药效学比较,认为超临界流体萃取物剂量小,药效强,有应用的潜力。优选了甲醇为夹带剂,用超临界CO2从云南红豆杉枝叶中萃取紫杉醇,药材粉碎至直径0.6～0.8 mm,萃取压力34 MPa,萃取温度40 ℃,较传统溶剂法提取率有所提高,且使用有机试剂少,有利于环境保护,高效省时。研究了超临界CO2流体萃取法提取藿香正气方挥发性成分,并以薄层色谱和GC-MS 对照普通工艺制剂,认为超临界法能够较全面的提取藿香正气方的挥发性成分,作为中间体来说,该提取方法是可行的。

作为一项新技术,SFE法在中药中的应用也有其局限性。①对极性大或分子量偏大的有效成分提取效率较差,必须选用合适的夹带剂。②超临界CO2流体萃取对成分选择性过强,不符合中医复方多成分多靶点用药的特点。在中药复方中的应用研究尚未有详细的报道。对其在中药复方中的应用评价,应该以药效、临床评价为最终的依据。目前亦未见有行政许可生产的新药上市的报道,仅处于研究阶段,有待于进一步深入探讨③SFE萃取过程中工艺条件的控制方面等还有待进一步研究。④超临界CO2流体萃取技术的设备一次性投资较大,高压容器,操作复杂,要求高,给普及带来一定困难。但也有认为操作费用较传统方法低,产品质量高,后处理费用低,经济上仍是划算的。⑤高压设备容量有限,间歇投料、频繁拆卸影响密封件的寿命和安全,所以难以适应大规模生产。对于高附加值、高纯度要求的产品,如对照品的生产或分析检测应用比较适宜

2 微波强化提取技术

微波是一种非电离的电磁辐射。微波加热的原理有两个方面,一是通过“介电损耗”(或称为“介电加热”),具有永久偶极的分子在2 450 MHz的电磁场中所能产生的共振频率高达4.9×109次/s,使分子超高速旋转,平均动能迅速增加,从而导致温度升高；二是通过离子传导,离子化的物质在超高频电磁场中以超高速运动,做转向及定向排列,从而产生撕裂和相互摩擦引发热效应。在微波萃取物质时,辐射导致细胞内的极性物质尤其是水分子吸收微波能量产生大量的热量,使胞内的温度迅速上升,液态水气化产生的压力将细胞膜和细胞壁冲破,

形成微小的孔洞。随后,细胞内部和细胞壁水分减少,细胞收缩,表面出现裂纹孔洞和裂纹的存在使细胞外溶剂进入细胞内溶解并释放细胞内的物质。

微波强化提取中的影响参数包括提取溶剂、微波功率和提取时间等,而溶剂pH值、物料含水量、温度等也对萃取效果产生影响,不同的中药所要求的提取工艺参数会有所不同。

目前,微波强化提取的研究已应用于黄酮、蒽醌、皂苷、多糖、萜类和挥发油、生物碱、有机酸等多类化学成分的提取。对葛根、罗布麻叶、紫花地丁等几种含黄酮类成分中药进行了微波萃取技术的应用考察,结果表明,微波萃取快速、高效,且分析显示与常规方法的提取物成分一致。用微波辅助提取忽地笑中的生物碱,结果在微波功率为450 W、以甲醇为提取剂、时间为6 min时效果最佳。利用改良的微波萃取器间歇辐射提取黄花蒿中的青蒿素,优选了最佳溶剂；并且发现提取率随溶剂介电常数的增大而增大,趋势较为明显。与其它提取法相比, 微波辅助能够大大提高提取速度。微波萃取比传统的煮提或回流节省溶媒、节约时间、节约能源,操作简单对含多糖类中药枸杞、麦冬、党参、玉竹、茯苓、

五味子、女贞子等的研究发现,水煎法多糖溶出率高,而微波照射法易引起多糖糖链的裂解。认为微波萃取技术不利于中药中多糖的溶出,并有一定的破坏作用。但也从另一方面说明,在以多糖、黏液质为杂质的药材有效成分提取中,微波提取物可能会含杂质少、质量稳定。

微波辅助强化提取技术是一种很有潜力的萃取技术,在中药提取方面有着广阔的应用前景。微波萃取由于能对体系中的不同组分进行选择性加热,因而能使目标组分直接从基体分离,具有较好的选择性。微波辐射穿透力较强,内外同时均匀加热,因而热效率高,升温快速均匀,可以大大缩短萃取时间。另外,微波萃取具有溶剂耗量少、节省能源、有效成分得率高、杂质含量少的特点。但是从已有的研究看,微波辅助萃取也存在着一些问题：①微波萃取不适于热敏感的物质如蛋白质、多肽等,微波加热可能导致这些成分变性甚至失活。②目前微波萃取主要应用于单味药的提取,对于中药复方多成分的提取能否适用,需要进一步研究。③微波提取物与传统提取方法提取物的比较、提取成分有无变化、是否会对药理作用和临床疗效产生影响,未见相应报道。④目前,微波萃取中药成分多为实验室小样制备,设备多为家用微波炉、小型微波连续反应器等,工程的放大、大型工业微波