中药材提取技术

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[摘 要]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

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.

一、超临界CO2流体萃取技术

超临界流体萃取（E）是一种以超临界流体（）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.

作为一项新技术,E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.③E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.

二、超声强化提取技术

超声波是指频率20～80 kHz的机械波,一般认为其空化效应、热效应和机械作用是超声技术应用于植物有效成分提取的理论依据.超声作用可以使非常坚硬的固体被粉碎.控制一定的超声频率和强度,使细胞周围形成微流,可使植物药材细胞被击破,使细胞壁不完整,有利于溶剂浸入细胞中,以增加有效成分在溶剂中的溶解度.另外,超声波的次级效应如机械振动、乳化、扩散等也能加速欲提取成分的释放、溶解及扩散,利于提取；与常规提取法相比,其具有提取时间短、产率高、无需加热等优点；而且超声提取是一个物理过程,其间无化学反应,减少了生物活性物质的改变.

超声技术在中药提取中的应用已有一定的基础,研究较多.张氏等研究超声波技术对大黄中蒽醌类成分提取率的影响,丁氏等对香椿叶黄酮类化合物超声强化提取条件的研究,都表明超声法能提高产物收率,节省时间,提高效率.徐氏等研究超声提取灵芝多糖的最佳工艺条件：10倍量水,50 ℃超声提取2次,每次20 min；与常规提取方法比,时间缩短5倍以上,收率提高60%以上.

目前许多研究采用超声清洗机等小型设备,为实验室结果,与生产还有一定的距离.但超声提取显示了一定的优势,受到日益重视.超声提取已经有大型生产设备的研究和生产,技术已趋于成熟.超声波的噪音是一个比较严重的问题,需要在设备的设计和生产中加以注意,提高防护.超声提取需要加强提取机制、应用参数的研究,使其能够更广泛的应用于中药的研究与生产.

三、 酶法辅助提取技术

植物细胞壁是由纤维素、半纤维素、果胶质、木质素等物质构成的致密结构,而中药的有效成分往往包裹在细胞壁内,因此,植物细胞壁就成为中药有效成分提取的主要屏障.选用适当的纤维素酶、果胶酶等,可以使细胞壁及细胞间质中的纤维素、半纤维素、果胶质等物质降解,破坏细胞壁的致密构造,减小细胞壁、细胞间质等屏障对有效成分从胞内向提取介质扩散的传质阻力,从而有利于有效成分的溶出.

药材颗粒的大小影响酶法的提取；而酶的活性受pH值、温度、酶浓度及酶解作用时间的影响,对提取效率影响较大.

酶反应条件温和,操作简便,成本低廉,并且能较大幅度提高药物有效成分的提取率,近年来受到重视,研究比较活跃.并且研究发现,酶法能够有选择地改变提取的目标成分的性质,加强药物的生理活性；能够去除体系内杂质,提高提取液的澄清度,改善质量；几种酶联用能够从不同方面提高提取效率.但酶法技术也存在着局限性：酶的最佳温度及最佳pH值必须严格控制在一个很小的范围内,对实验设备要求较高.酶法降解过程中可能存在某些成分的变化,进而是否会影响到药效作用的变化,需要研究.某些研究中酶解后仍采用高温提取,周氏等的研究提供了一些思路：酶解后结合超声提取,操作简便,工艺条件稳定,有一定的优越性.对于中药复方的复杂性,酶法辅助是否适用于复方的提取,需要进行哪些方面的工作,未见相应报道.

四、小结

目前,中药提取中较为常用的仍然是煎煮法、渗漉法、回流法、蒸馏法等,其优点是操作简便,对工艺、设备的要求不高,因此,应用较为广泛.但它同时存在着一些缺点,如提取时间长、耗能大、含杂质多,已经限制了中药的现代化进程.而超临界萃取、微波强化萃取、超声波提取等技术正是随着现代科学的发展,越来越受到重视,在中药提取中得到应用.其提取物纯度高、方法简便、高效节能,日益显示其优越性.同时,我们也看到,新技术新设备目前应用有一定局限性,发展很不平衡,这就需要我们结合生产实际,对其工艺流程、设备条件等影响因素等进行全面细致的研究与探索,逐步提高产品质量和工艺水平,推进中药生产的现代化、规范化和标准化.