精细分离技术论文准备)

天然有机化合物提取与分离技术的研究和应用进展

刘艳华"邓业成"邓志寞

(广西师范大学生命科学学院广西桂林541004>

摘要!对天然有机化合物的提取和分离技术进行了综述对天然有机化合物的提取方法如超临界流体苹取超声波提取半仿生提取酶法提取微波辅助提取固相苹取固相微苹取进行了论述并对大孔树脂吸附分离高速逆流色

谱分离膜分离高速离心分离分子蒸馏双水相苹取在天然有机化合物分离上的应用进行了详细论述

关键词!天然有机化合物提取分离超临界流体苹取微波分子蒸馏

中图分类号!R284.2 文献标识码!A 文章编号!1672-5425 2007 08-0005-04

来自于自然界的植物动物微生物及其代谢产物

中的许多有机化合物是天然药物天然食品添加剂和

天然化妆品活性成分的主要来源这些有机化合物结

构复杂种类繁多用途广泛含量较低并与许多其它

化学成分共存要很好地研究和利用这些天然有机化

合物就必须经过提取和分离过程经典的提取方法

出现较早技术较成熟而且往往不需要特殊的仪器

因此应用比较普遍但是存在提取率低杂质去除率

低能耗高生产周期长误差大危害人体健康污染

环境等缺点1 为此准确度高快速简单的提取分离

方法已成为天然有机化合物研究的热点

l 提取技术

l.l 超临界流体革取技术$Supercriticalfluidextraction"

SFE%

SFE是引进的一种新型提取分离技术它利用超

临界流体SCF 如CO2 乙烯丙烷丙烯水等在临

界点附近某区域内与待分离混合物中的溶质具有的

异常相平衡行为和传递性且对溶质的溶解能力随着

压力和温度的改变在相当宽的范围内变动这种流体

可以是单一的也可以是复合的添加适当的夹带剂

可以大大增加其溶解性和选择性在医药行业中常用

的革取剂为CO2 因其无毒不易燃易爆价廉极性类

似乙烷超临界CO2革取技术更适合脂溶性高沸点

热敏性成分现广泛用于具有挥发性成分的提取与分

离

超临界CO2革取方法与传统的水蒸气蒸馏法溶

剂革取法等相比其最大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过程无有

机溶剂残留产品纯度高收率高操作简单节能近

年来我国利用SFE技术对中草药的研究和开发也取

得了很大进步2 研究开发出成熟的CO2-SFE提取技

术软件的中草药有银杏叶金银花紫草紫杉沙

棘油怀牛漆乳香没药月见草黄花蒿白芍生姜

当归珊瑚姜石宫蒲飞龙掌血常春藤茵陈光菇

子大蒜木香等近30种1

超临界流体革取技术除了在中草药方面有着明显

的优势外在其它方面也有着广泛的应用已经用

FC-CO2从葵花籽红花籽花生小麦胚芽可可豆中

提取油脂回收率高不存在溶剂法的溶剂分离问题

在抗生素药品生产中传统方法常使用丙酮甲醇等有

机溶剂但要将溶剂完全除去又不能变质非常困难

若采用SFE法则可完全符合要求用SFE法革取香

料不仅可以有效地提取芳香组分而且还可以提高产

品纯度保持其天然香味如从桂花茉莉花菊花梅

花米兰花玫瑰花中提取花香精从胡椒肉桂薄荷

中提取香辛料从芹菜籽生姜芜葵籽茵香砂仁八

角孜然等原料中提取精油

在美国用SFE技术制备液体燃料以甲苯为革取

剂在溶剂分子的扩散作用下促进煤有机质发生深度

的热分解能使三分之一的有机质转化为液体产物

l.2 超声波提取技术$Ultrasonicwaveextraction%

超声波提取技术是应用超声波强化提取植物的有

效成分是一种物理破碎过程其最大的优点是提取

刘艳华等!天然有机化合物提取与分离技术的研究和应用进展#2007%&8’&! 时间短温度较低收率高利用超声波提取水芹中总

黄酮类化合物时用40借于样品质量的80%乙醇浸

泡超声波提取30min 连续提取2次总黄酮的浸出

率可达94.6% 而用乙醇提取总黄酮的浸出率仅为

73% 3 应用超声波从大黄中提取意配类成分的研究

结果表明超声处理20min 提取率可达99.82% 而

煎煮3h总提取率仅63.27% 4 利用超声提取法从

黄连中提取小渠碱处理30min后所得的小渠碱提取

率比碱水浸泡24h的高50%以上5 目前超声技术

虽应用广泛但用于大规模生产还较少有待进一步探

索6

l.3 微波辅助提取技术$Microwaveassistedextraction%

微波辅助提取是利用微波能来提高革取率的一种

新技术微波提取过程中微波辐射导致植物细胞内

的极性物质吸收微波能产生大量热量使细胞内温度

迅速上升液态水汽化产生的压力将细胞膜和细胞壁

冲破形成微小的孔洞进一步加热导致细胞内部和

细胞壁水分减少细胞收缩表面出现裂纹孔洞和裂

纹的存在使胞外溶剂容易进入细胞内溶解并释放出

胞内产物由于不同物质的结构不同吸收微波能的

能力各异因此在微波的作用下某些待测组分被选择

地加热使之与基体分离进入微波吸收能力较差的革

取剂中由于微波加热的热效率较高升温快速而均

匀故显著缩短了革取时间提高了革取效率韩伟

等7 用微波辅助提取法提取青蒿素与传统提取法相比提取率明显提高郝守祝等8 用此法提取大黄游离意配并与传统法比较此法的提取效率明显优于蒸煮法且操作简单

微波革取法具有耗时短溶剂用量少且回收率高

提取率高产品品质好成本低投资少等诸多优点9 l.4 半仿生提取法$Semi-bionicextraction%

半仿生提取法是将整体药物研究法与分子药物研

究法相结合模拟口服给药及药物经胃肠逆转运的原理将药料先用一定p~ 值的酸水提取继而以一定

p~值的碱水提取提取液分别过滤浓缩制成口服

途径给药的制剂10 这是从生物学的角度考虑而提出的一种新方法

l.5 酶提取法$Enzymeextraction%

酶提取法是根据植物细胞壁的构成利用酶反应

所具有高度专一性的特点选择相应的酶将细胞壁的组成成分纤维素半纤维素和果胶质水解或降解破坏细胞壁结构使细胞内的成分溶解混悬或胶溶于溶剂中从而达到提取目的且有利于提高成分的提取率许多天然植物中含有蛋白质采用煎煮法时蛋白质遇热凝固影响提取成分的煎出若加入蛋白酶就可以将天然植物中的蛋白质分解析出可提高成分的提取率

酶提取技术是近几年来用于重要工业的一项生物

工程技术传统的提取方法如煎煮有机溶剂浸提方法等提取温度高提取率低浪费乙醇成本高不安全而选用适当的酶可以通过酶反应温和地将植物组织分解加速有效成分的释放提取选用相应的酶还可将影响液体制剂澄清度的杂质如淀粉蛋白质果胶等分解去除也可促进某些极性低的脂溶成分转化成糖昔类易溶于水的成分而有利于提取11 如葛根总黄酮的收率在加纤维酶后提高了13% 12 上海中药

一厂首先应用酶法成功地制备了生脉饮口服液在动物药材的提取中酶法应用得更广泛13

l.6 固相革取法$Solidphaseextraction"SPE%

固相革取法是20世纪70年代初发展起来的样品

富集技术是根据液相色谱法原理利用组分在溶剂与吸附剂间选择性吸附与选择性洗脱的过程达到提取分离净化和富集的目的固相革取法具有对有机物吸附力强前处理速度快有机溶剂用量少对人员危害小等优点与传统的液-液提取法相比避免了有机溶剂革取时乳化现象的发生具有安全省时对环境污染小易于自动化的特点此法在环境监测法庭毒物