第三章 植物化学成分的提取gai

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2、基本原理(渗透扩散原理) 粉碎后的植物,加入适宜的溶剂 → 溶 剂渗透、进入植物体,溶解可溶性成分 → 植物细胞内外,可溶性成分形成浓度差, 产生渗透压 → 扩散 → 再不断地渗透、扩 散 → 最终达到动态平衡
溶剂提取法
• 根据中药化学成分与溶剂间“极性相似相溶” 的原理,依据各类成分溶解度的差异,选择对所提 成分溶解度大、对杂质溶解度小的溶剂,依据“浓 度差”原理,将所提成分从药材中溶解出来的方法。
2、渗漉法(动态浸提方法)
是将药材粗粉装入渗漉筒中,不断添加浸出溶剂使其 渗过药粉,从渗漉筒下口流出浸出液的一种浸提方法
(1)适用范围:遇热不稳定的成分或含大量 多糖类药材的提取 (2)提取温度:常温 (3)提取时间:较长 (4)优点:保持较好的浓度差,提取效率高 (5)缺点:操作不方便,提取溶剂用量大, 时间长。 (6)连续渗漉装置
二、提取前的预处理
1、粉碎度 适宜的粉碎度,并非越细越好; 2、种子类植物 用压榨法或石油醚脱去大量油脂再粉碎; 3、含苷类的植物 用乙醇或沸水提取,防止被酶水解; 等等;
三、常用的提取方法 溶剂提取法 水蒸气蒸馏法 升华法 超临界流体萃取法等(第二节)。
(一)溶剂提取法
1、定义
根据植物中各类化学成分的溶解度不同 (在溶剂中的溶解性不同),选择对有效成分溶 解度大而对其他成分溶解度小的溶剂,将有效成 分从药材组织中提取出来的一种方法。
溶剂的极性与介电常数ε有关,溶剂的ε值越大, 极性越大。 按照溶剂极性大小顺序以及溶解性能不同,可 将其分为水、亲水性有机溶剂、亲脂性有机溶剂 三类
• •
1.水 是强极性溶剂,对药材组织的穿透力大, 植物中某些亲水性成分如糖类、蛋白质、氨基酸、 鞣质、有机酸盐、生物碱盐、大多数苷类、无机盐 等,都可以水为提取溶剂。 2.亲水性有机溶剂 是指甲醇、乙醇、丙酮等 极性较大且能与水相互混溶的有机溶剂,其中乙醇 最为常用。 3.亲脂性有机溶剂 如石油醚、苯、乙醚、氯 仿、醋酸乙酯等,此类溶剂的特点是极性小,与水 不能混溶,具较强的选择性,只能提取亲脂性成分, 如挥发油、油脂、叶绿素、树脂、某些游离生物碱 及一些苷元等。
3、煎煮法
将药材粗粉加水煮沸,是一种传统提取方法。一般需 煎煮2~3次,煎煮的时间可根据药材的量及质地而定。
(1)适用范围:有效成分能溶于水且不易被 水、热破坏的天然药材,不宜用于含挥发 性成分、遇热不稳定及含多糖类的药材 (2)提取温度:煮沸1小时左右,2-3次 (3)优点:操作简单,提取效率高 (4)提取时应避免使用铁器
1 影响化合物极性的因素: (1) 化合物分子母核大小(碳数多少):分子大、碳数多, 极性小;分子小、碳数少,极性大。 (2) 取代基极性大小:在化合物母核相同或相近情况下, 化合物极性大小主要取决于取代基极性大小。 极性大小顺序;酸>酚>醇>胺>醛>酮>酯>醚 >烯>烷
2 常见中药化学成分类型的极性: 极性较大的:苷类、生物碱盐、糖类、蛋白质、氨 基酸、鞣质、小分子有机酸、亲水性色素。 极性小的:游离生物碱、苷元、挥发油、树脂、脂 肪、大分子有机酸、亲脂性色素。
4、回流提取法
用有机溶剂加热提取植物成分时,为减少 溶剂的挥发损失,需采用回流提取法
(1)适用范围:有效成分对热稳定,易溶于 低沸点有机溶剂的天然药材 (2)优点:提取效率高 (3)缺点:溶剂消耗量大,对热不稳定的药 材不适用
5、连续回流提取法
是在回流提取法基础上的改进,能用少量
溶剂进行连续循环回流提取,充分将有效 成分浸出完全的一种方法。 (1)用少量溶剂进行连续循环回流提取,充 分将有效成分浸出; (2)溶剂用量少;索氏提取器
三、升华法
利用某些固体化学成分具有较高的蒸
气压,受热时不以熔融就可直接气化,气 体遇冷又凝固为原来固体化合物的升华的 性质进行提取的方法。 常见具有升华性的化学成分有游离羟 基蒽醌类、小分子游离香豆素类等。
第二节 植物成分提取的新技术
• • • • • • 超临界萃取技术 微波提取 超声波提取 酶法提取 半仿生提取 破碎提取法
破碎提取法
• 破碎提取法 破碎提取器使植物体在适当的溶剂中充分 破碎,成匀浆状而达到提取的目的。 • 特点 快速 不需加热 省时 节能 节省溶剂
空气爆破法
• 使用爆破的方法使植物细胞壁,撕裂植物 组织,使植物结构疏松,有利于溶剂的渗 入,增加接触面积。
作业
• 溶剂提取法的基本原理及提取方法
• 超临界萃取的基本原理 • 微波提取及超声波提取的基本原理
MAE的应用及前景
1、食品化学方面 2、医药方面
MAE的应用及前景 1、食品化学方面
食用色素
MAE的应用及前景 2、医药方面 1、食品化学方面
MAE的应用及前景 2、医药方面
甲基苯丙胺 安非他命
冰毒
MAE的应用及前景
微波辅助萃取技术以其在物质提取中的高效性正受到 不同领域研究人员的重视。但它的研究还处在初级阶段, 对其机理的研究还不彻底。对微波处理过程中诸如微波泄 漏等问题还没有完全解决。相信在以后这些问题得到解决 后,微波辅助萃取的发展将会得到长足的进步。
提取方法
①煎煮法 ②浸渍法 ③渗漉法 ④回流提取法 ⑤连续回流提取法 (索氏提取法)
3、影响因素
(1)溶剂的选择
• 溶剂提取法的关键是选择合适的溶剂,一种好 的溶剂应对所提成分有较大的溶解度,而对共存 杂质的溶解度很小。良好溶剂的选择应遵循“相 似相溶”的经验规律。一般说来,只要溶剂的极 性与化学成分的极性相似,化学成分就易被溶解。
对溶剂的要求 1、溶解度 2、不能发生化学反应 3、安全无毒经济易得 4、沸点易适中,便于回收,反复使用
溶剂的选择
(1)常见溶剂的介电常数、极性大小
溶剂名称 石油醚 苯 乙醚 氯仿 醋酸乙酯 介电常数 1.8 2.3 4.3 5.2 6.1 溶剂名称 正丁醇 丙酮 乙醇 甲醇 水 介电常数 17.5 21.5 26.0 31.2 80.0
热效应
MAE的萃取机理
微波产生的场加速萃取溶剂界面的扩散速率,使溶 剂和被萃取物质充分的接触 。 极性溶剂能更好的吸收微波,提高溶剂的活性,所 以在微波辅助萃取中一般选用极性溶剂更有利。
扩散效应
MAE的特点及影响因素

只需要几分钟就可以达到传统方法加热多个小 时才能达到的萃取效果
麻黄碱的提取率由常规煎煮法的0.183%提 高到0.485% ,板蓝根多糖的实验中,提取 率由原来的0.81%提高到3.47%
1、冷凝管 2、溶剂蒸气上升管 3、虹吸管 4、将有药粉的滤纸袋 5、溶剂 6、水浴
二、水蒸气蒸馏法
(1)基本原理:水和与水互不相溶的液体成 分共存时,其总的蒸气压升高,但沸点降 低(低于水的沸点),使有效成分在较低 的温度下随水蒸气蒸馏出来;
(2)适用范围:具有挥发性,沸点高能随水 蒸气馏出而不被破坏,不溶或难溶于水, 与水不发生化学反应的天然药物化学成分。 如挥发油、麻黄碱、丹皮酚等。
微波萃取技术
微波辅助萃取 (Microwave Assisted Extraction)
MAE的萃取机理 MAE的影响因素及特点 MAE的应用及前景
MAE的萃取机理
微波是波长在1mm-1m之间的电磁波。频率在300MHz-
300000MHz之间。
物质中的极性分子在微波的作用下迅速活化,分子间大量的 碰撞导致物质在短时间内迅速升温。 不同的物质的介电常数不相同。在微波场中,萃取体系中 各种物质被选择性的加热。 被加热的物质的某些物理性质发生改变,变得容易进入到 介电常数小的萃取溶剂中。
超声提取技术——原理(机械效应)
• 超声波在介质中的传播可以使介质质点在 其传播空间内产生振动,从而强化介质的 扩散、传质,即超声波的机械效应。
组织细胞变形 植物蛋白变性 生物分子解聚
超声波
传播
超声提取技术——原理(空化效应)
• 介质内部溶解的微气泡在超声波的作用下增大, 形成共振腔,然后瞬间闭合,即超声波的空化效 应。
超声波
微气泡
瞬间闭合
增大
共振腔
形成
微激波
植物细胞
破裂
超声提取技术——原理(热效应)
• 超声波在传播过程中,声能不断被介质所吸收, 并全部或大部分转化成热能,导致介质本身和植 物组织温度升高,促使有效成分的溶解能
热能
导 致
介质及 药材组织
温度升高
促 使
第三章 植物化学成分的提取
主要内容
• 传统提取方法 • 有效成分提取的新方法
要求掌握
• 传统及新型提取方法 • 溶剂提取的原理及技术 • 了解新型提取技术的原理
第一节
植物化学成分的传统提取方 法与技术
提取:选用适宜的溶剂和适当的方法,将 有效成分尽可能完全地从植物中提出,而 杂质尽可能少地被提出的过程。
脂溶性溶剂(亲脂性) <丙酮<乙醇<甲醇<水 水溶性溶剂(亲水性)
各官能团的极性顺序如下:
羧基>酚羟基>醇羟基>氨基>酰氨基> 醛、酮>酯基>醚基>烯基>烷基
影响因素
(2)浓度差:形成较大的浓度差; (3)温度:不同的提取方法采用不同的温度; (4)药材粉碎度:根据药材的特点,采用不同
的粉碎度,一般以能通过二号筛为宜;
第二节 植物成分提取的新技术
• • • • • • 超临界萃取技术 微波提取 超声波提取 酶法提取 半仿生提取 破碎提取法
超声提取技术——概念
• 超声提取是利用超声波(频率>20KHz)具有的机 械效应、空化效应及热效应,通过增大介质分 子的运动速度,增大介质的穿透力以提取植物 有效成分的技术。
成分 溶出
超声提取技术——优点
提取过程不需要加热
适用于热敏物质 节省能源
提取过程为物理过程
不影响有效成分的生理活性 有效成分的提取率高
溶剂用量少
提取物有效成分含量高
利于精制
酶法提取
• 酶法提取
用纤维素酶在进行提取前进行预处理,从 而使其细胞壁发生破坏,而后再进行提取 的方法,能明显提高提取率和提取量。

MAE的特点及影响因素 萃取时间一般定在10-15分钟内。
萃取溶剂的选择对萃取结果的影响是至关重要的。萃取溶
剂的选择指标只要是和目标物质的相似相溶性,和对萃取成 分的后续操作干扰少
微波剂量必须谨慎控制,辐射时间过长会导致系统温
度升得很高,甚至超过萃取溶剂的沸点,影响提取率
萃取溶剂可以是一元体系(极性溶剂),也可以是二元体 系(非极性溶剂加极性溶剂),甚至可以是多元体系
(5)药材的干湿度:一般为干燥药材; (6)提取时间
四 提取方法
①煎煮法 ②浸渍法 ③渗漉法 ④回流提取法 ⑤连续回流提取法 (索氏提取法)
四、提取方法
1、浸渍法:包括冷浸法和温浸法
浸渍法 是将药材用适当的溶剂在常温或温热 (40~80℃)条件下浸泡一定时间,溶出有效成分 的一种方法。 (1)适用范围:有效成分遇热易破坏及易溶于水的 成分(如淀粉、果胶、粘液质等多糖类化合物) (2)提取温度: 常温或40。-80。C (3)提取时间:浸渍1-2天,共2-3次,合并浸液 (4)优点:操作方便,简单易行 (5)缺点:提取时间长,效率低,易霉变。
水(H2O) 甲醇(MeOH) 乙醇(EtOH) 极性大
常用溶剂极性
丙酮(Me2CO) 正丁醇(n-BuOH) 乙酸乙酯(EtOAc) 乙醚(Et2O) 氯仿(CHCl3 ) 苯(C6H6) 四氯化碳(CCl4) 正己烷≈石油醚(Pet.et) 极性小
常用溶剂的极性大小顺序排列如下: 石油醚<苯<无水乙醚<氯仿<醋酸乙酯
溶剂的性质、特点
1)水:极性强,穿透力大,价廉、易得、使用安全的溶
剂,但易霉变,难以保存,不易浓缩和滤过。 常用于提取盐类、苷类、糖类、蛋白质等 2)亲水性有机溶剂:溶解极性成分,穿透力强,某些 脂性成分也能溶解,提取范围广,易于保存、滤过和回 收;易燃,价格贵。 3)亲脂性有机溶剂:选择性强,提取液易浓缩回收, 但穿透力差,毒性大。 常用于提取脂溶性成分,如油脂、挥发油、游离生 物碱、苷元等。
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