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浅谈中药材的浸提技术
理学院 生物制药 生物10-2班 张佳美
学 号 10054232
浅谈中药材的浸提技术
摘 要：随着现代工业的飞速发展，中药工程技术也不断发展，我国中药生产状况大有改进，近年应用于中药提取分离中的高新技术有：超临界流体萃取法、膜分离技术、超微粉碎技术、中药絮凝分离技术、半仿生提取法、超声提取法、旋流提取法、加压逆流提取法、酶法、大孔树脂吸附法、超滤法、分子蒸馏法。本文综述了近年来中药有效成分提取分离技术的最新进展。
关键字：中药；萃取；分离
1 传统提取方法
1.1 乙醇提取法
其基本原理与热水浸提法相同，不同之处是用乙醇作溶剂浸出中药有效成分，该法可以有效减少药材中水溶性杂质如淀粉、蛋白质、粘液质等的浸出，对于这类杂质含量较多的药材尤为适宜。乙醇浸提法分为冷浸法（渗漏法）和热提法（回流法）两种[1]。由于采用乙醇作为溶剂进行提取，某些溶解于乙醇中的杂质，如树脂、油脂、色素等也被提取出来。对于这些杂质，可从醇提取液中回收乙醇，加水搅拌，冷藏一段时间，待完全沉淀后过滤除去。冷浸法一般用于提取热敏性成分，但乙醇用量较多，回收溶剂量大，生产周期长。热提生产周期短，但杂质含量相对较高，给后继的分离工序增加了成本。
2 传统提取方法的物理场强化
2.1 功率超声强化技术
一般认为，功率超声对提取过程的强化作用来源于超声空化[2]。当适宜频率和强度的超声波在提取溶剂中传播时，超声空化效应能在空化泡周围产生瞬时高温高压，增加了溶剂进入中药细胞的渗透性，加强了传质过程；超声空化效应在溶剂内部产生强烈冲击波和速度极快的微射流，能有效地使提取系统中的固液边界层减薄，增大传质速率；而冲击波或微射流产生的强大剪切力能使植物类中草药的细胞壁破裂，使细胞放出内含物。此外，超声波的机械效应和热效应也能加速有效组分的扩散释放，并充分与溶剂混合，利于提取。因此，应用功率超声能显著强化和改善中药有效成分的提取过程，提高药物有效成分的溶出速度和溶出次数，与常规的热水浸提法和乙醇浸提法相比，具有提取时间短（〈30min）、浸出率高（增大2-3倍）等优点，而且，功率超声强化提取过程可以控制在较低温度下进行，能有效的保护中药中热敏性的有效成分。有报道称，将当归流浸膏制备工艺中冷浸法改进为采用工作频率26.5kHz、输出功率250W的超声波在45摄氏度的低温下浸提，能有效提高浸提效率，缩短生产周期，提高总固形物及阿魏酸的含量。此外，超声强化提取也应用于生产水杨酸、氯仿黄连素、岩白菜宁等药物成分。岩白菜宁的提取通常在80摄氏度下采用酒精回流法，倘若采用超声作用下的酒精提取法，在40摄氏度下只需一半的提取时间就可以获得比原提取
总量高50%的产量。但是，目前强化中药有效成分提取的功率超声技术还主要是应用于中药质量分析和小规模提取中，因此，有关的工艺技术、工艺参数及超声波发生设备还有待于进一步研究和开发[3]。 2.2 微波强化技术
微波是电磁波的一部分，微波强化技术是利用微波能量来提高提取效率。在微波场中，由于物质介电常数不同，物质吸收微波的能力也不同，使得提取体系中不同组分被选择性加热，因此，微波提取具有较好的选择性，使目标组分直接从基体分离[4]。另外，微波强化提取受提取溶剂亲和力的限制较小，因而可供选择的溶剂较多，而且，微波所具有的非热效应可以松弛氢键，击穿细胞膜，加速溶剂分子对基体的渗透和目标组分的溶剂化，提高了提取效率。在强化中草药有效成分的提取方面，微波强化技术具有操作时间短、溶剂消耗少、能耗低、药材有效成分损失少、目标组分得率高等优点，已作为一种新型技术应用于中药成分的提取中，特别是中药有效成分分析的样品制备过程中。加拿大学者Ocelyn Pare研究开发出可批量、连续进行微波处理的挥发油提取工艺及设备已于1990年申请了欧洲专利，并用于大蒜油和薄荷油的提取。李学坚等人比较了溶剂回流法、微波提取法和水蒸气蒸馏法提取丁香油，结果表明微波强化提取比溶剂回流法选
[5]
择性高，比水蒸气蒸馏法收率高，且能耗、溶剂消耗量在三种方法中最小。
3 现代分离技术
3.1 超临界流体萃取技术
超临界流体萃取Su-percritical fluid extraction，简称SCFE）是一种以超临界流体（SCF）代替常规有机溶剂对目标组分进行萃取和分离的新型技术，其原理是利用流体（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来实现分离的[6]。利用SCF作溶剂，可以从多种液态或固态混合物中萃取出待分离组分。由于二氧化碳具有无毒、不易燃易爆、价廉、临界压力和温度较低、易于安全地从混合物中分离出来等优点，所以，二氧化碳是中药有效成分提取与分离过程中最常用的一种SCF。与传统的提取分离法相比，SCFE 最大的优点是可在近常温条件下提取分离不同极性、不同沸点的化合物，几乎保留产品中全部有效成分，无有机溶剂残留，因此，其产品纯度高，而且收率高、操作简单、节能。通过改变萃取压力、温度或添加适当的夹带剂，还可改变萃取剂的溶解性和选择性。利用SCFE提取和分离中草药有效成分，已引起国内外学者的广泛关注，并进行了许多相关研究，提出了多种中草药的SCFE工艺条件，正逐步推广应用到生产实际中。葛发欢等研究了超临界流体萃取法从黄花蒿中提取青蒿素（Artemisinin）的新工艺。青蒿素是来自黄花蒿（Artemisia annua）的一种倍半萜内酯类成分，是我国唯一得到国际承认的抗疟新药，传统的汽油提取法存在着收率低、成本高和易燃易爆等缺陷，而采用SCFE工艺，从小试到中试放大，一直到200L设备的工业化生产证明，SFE-CO2工艺可用于青蒿素的生产，青蒿素产品符合中国药品标准。该工艺比传统法优越，产品收率提高1.9倍，生产周期缩短约100h，每千克成本降低四百多元，可节省大量的有机溶剂汽油，避免易燃易爆的危险，减少三废污染，大大简化生产工艺[7]。 3.2 高速逆流色谱分离技术
高速逆流色谱技术（High-speed Countercurrent Chromatography，简称HSCCC）是一种不用任何固态载体或支撑 4体的液液分配色谱技术，是美国国家医院Yiochiro Ito博士于上世纪60年代末首创的新型分离技术。HSCCC技术分离效率高、产品纯度高、不存在载体对样品的吸附和粘染，具有制备量大和溶剂消耗少等优点。至上世纪70年代末期，美国食品及药物管理局（FDA）和世界卫生组织（WHO）开始利用此项技术分离抗生素，并进行成分鉴定。上世纪80年代后期，各国学者迅速认识到该项技术的应用和开发价值，并广泛用于天然药物有效成分的分离制备和分析中。目前，已成功地开发出分析型、生产型两大类高速逆流色谱仪，可分别用于中药有效成分的分离制备和定量分析[8]。进样量可从毫克级到克级，进样体积可从几毫升到几百毫升，不仅适用于非极性化合物的分离，也适用于极性化合物的分离；既可用于中药粗提取物中各组分的分离，也可用于进一步精制。1994年，HSCCC技术创始人Ito博士又发明了pH-局部精炼逆流色谱，使HSCCC的进样量大大增加，能方便快速地分离克数量级样品，更有利于中药有效成分的分离制备。该技术有望成为中药有效成分质量标准研究、分析的一种新方法，也会成为中药制剂生产的一种新型分离技术。此外，高速逆流色谱技术还可与其他新型分离技术相耦合分离中药有效成分。比如，巢志茂等人将高速逆流色谱与双水相萃取技术相结合，以双水相系统作为高速逆流色谱的固定相和流动相，对牛膝多糖成分进行了分离纯化，成功地分离出多糖部分和蛋白多糖部分。
3.3 超滤膜分离技术
超滤膜分离技术是上世纪60年代发展起来的一种以多孔性半透膜作为分离介质的膜分离技术，具有分离不同分子量分子的功能。其特点是，有效膜面积大、滤速快、不易形成表面浓差极化现象、无相态变化、低温操作破坏有效成分的可能性小、能耗低等。近几年，国内外学者将超滤膜分离技术应用于中药提取液的分离纯化，效果良好，可与其他分离方法（如高速离心法、醇处理法等）结合用于中药液体制剂的分离、提取和浓缩，而且还可用于除菌、除热原。例如，应用超滤膜技术制备脑神宁胶囊，与传统的醇沉法相比，具有中药用量小、有效成分损失小、工艺流程缩短等优点。目前该技术用于中药生产刚刚起步，试验研究较多。若用于大规模生产，在设备使用效率、工艺技术条件等方面，还有待于进一步完善和提高[9]。
3.4 大孔吸附树脂分离纯化技术
大孔吸附树脂是近代发展起来的一类有机高聚物吸附剂，20世纪70年代末逐步应用到中草药有效成分提取分离过程中。大孔树脂的常用型号有：D-101、D-201、MD-05271、CAD-40等，其特点是吸附容量大、再生简单、效果可靠。中国医学科学院药物研究所植化室用大孔吸附树脂对糖、生物碱、黄酮等进行吸附，并在此基础上用于天麻、赤芍、灵芝等中草药中有效成分的分离及纯化，结果表明，大孔吸附树脂是分离中药水溶性成分的一种有效方法。作为一种新型的分离手段，大孔吸附树脂分离技术正在日益广泛地应用于中药制剂生产中[11]。用D-101型非极性树脂提取甜菊总甙，粗品收率8%左右，精品收率3%左右。将大孔吸附树脂用于银杏叶的提取，提取物中银杏黄酮含量稳定在26%以上。此外，大孔吸附树脂还可用于中药有效成分样品组成含量测定前的预分离。
4 结论
中药制剂的质量在很大程度上依赖于中药有效成分提取分离的结果，因此，采用先进的分离技术和分离设备将有利于中药产品质量的提高[12]。与传统中药有效成分提取方法相比，物理场强化技术和新型分离技术具有明显的优越性，在实现中药现代化中必将发挥更大的作用，有利于中药制剂生产与国际先进的药物生产技术接轨。但是，由于中药有效成分复杂，其传统的提取分离过程缺乏严格的工艺参数，高新分离技术的引入还刚刚起步，因此，还必须加强中药有效成分分离提纯技术的研究和开发。
参考文献
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