中草藥所含成分十分復(fù)雜,,既有有效成分,又有無效成分和有毒成分,。為了提高中草藥的治療效果,,就要盡最大限度從復(fù)雜的均相或非均相體系中提取有效成分,,然后通過分離和去除雜質(zhì)以達(dá)到提純和精制的目的,。 植物有效成分分離方法很多,,其中歷史較長,應(yīng)用較多的是溶劑提取法、水蒸汽蒸餾,、萃取,、結(jié)晶、吸附等,。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,,在中藥提取方面出現(xiàn)了許多新技術(shù)、新方法,,主要是超臨界流體萃取技術(shù),,超聲提取技術(shù),微波萃取技術(shù),,酶法等,。 1.2.1溶劑提取法 溶劑的選擇:運用溶劑提取法的關(guān)鍵,是選擇適當(dāng)?shù)娜軇?。溶劑選擇適當(dāng),,就可以比較順利地將需要的成分提取出來。選擇溶劑要注意以下三點:①溶劑對有效成分溶解度大,,對雜質(zhì)溶解度?。虎谌軇┎荒芘c中藥的成分起化學(xué)變化,;③溶劑要經(jīng)濟,、易得、使用安全等,。 有機化合物分子結(jié)構(gòu)中親水性基團(tuán)多,,其極性大而疏于油,;有的親水性基團(tuán)少,其極性小而疏于水,。這種親水性,、親脂性及其程度的大小,是和化合物的分子結(jié)構(gòu)直接相關(guān),。一般來說,,兩種基本母核相同的成分,其分子中功能基的極性越大,,或極性功能基數(shù)量越多,,則整個分子的極性大,親水性強,,而親脂性就越弱,,其分子非極性部分越大,或碳鍵越長,,則極性小,,親脂性強,而親水性就越弱,。各類溶劑的性質(zhì),,同樣也與其分子結(jié)構(gòu)有關(guān)。例如甲醇,、乙醇是親水性比較強的溶劑,,它們的分子比較小,有羥基存在,,與水的結(jié)構(gòu)很近似,,所以能夠和水任意混合。丁醇和戊醇分子中雖都有羥基,,保持和水有相似處,,但分子逐漸地加大,與水性質(zhì)也就逐漸疏遠(yuǎn),。所以它們能彼此部分互溶,,在它們互溶達(dá)到飽和狀態(tài)之后,丁醇或戊醇都能與水分層,。氯仿,、苯和石油醚是烴類或氯烴衍生物,分子中沒有氧,,屬于親脂性強的溶劑,。 溶劑提取法的原理:溶劑提取法是根據(jù)中草藥中各種成分在溶劑中的溶解性質(zhì),選用對活性成分溶解度大,對不需要溶出成分溶解度小的溶劑,,而將有效成分從藥材組織內(nèi)溶解出來的方法,。當(dāng)溶劑加到中草藥原料(需適當(dāng)粉碎)中時,溶劑由于擴散,、滲透作用逐漸通過細(xì)胞壁透入到細(xì)胞內(nèi),,溶解了可溶性物質(zhì),而造成細(xì)胞內(nèi)外的濃度差,,于是細(xì)胞內(nèi)的濃溶液不斷向外擴散,,溶劑又不斷進(jìn)入藥材組織細(xì)胞中,如此多次往返,,直至細(xì)胞內(nèi)外溶液濃度達(dá)到動態(tài)平衡時,,將此飽和溶液濾出,繼續(xù)多次加入新溶劑,,就可以把所需要的成分近于完全溶出或大部溶出,。中草藥成分在溶劑中的溶解度直接與溶劑性質(zhì)有關(guān)。溶劑可分為水,、親本性有機溶劑及親脂性有機溶劑,,被溶解物質(zhì)也有親水性及親脂性的不同。 水:水是一種強的極性溶劑,。中草藥中親水性的成分,,如無機鹽,、糖類,、分子不太大的多糖類、鞣質(zhì),、氨基酸,、有機酸鹽、生物堿鹽及甙類等都能被水溶解,。為了增加某些成分的溶解度,,也常采用酸水及堿水作為提取溶劑。酸水提取,,可使生物堿與酸生成鹽類而溶出,,堿水提取可使有機酸、黃酮,、蒽醌,、內(nèi)酯、香豆素以及酚類成分溶出,。 親水性的有機溶劑:也就是一般所說的與水能混溶的有機溶劑,,如乙醇、甲醇等,以乙醇最常用,。乙醇的溶解性能比較好,,對中草藥細(xì)胞的穿透能力較強。難溶于水的親脂性成分,,在乙醇中的溶解度也較大,。還可以根據(jù)被提取物質(zhì)的性質(zhì),采用不同濃度的乙醇進(jìn)行提取,。用乙醇提取比用水量較少,,提取時間短,溶解出的水溶性雜質(zhì)也少,。 親脂性的有機溶劑:也就是一般所說的情形水不能混溶的有機溶劑,,如石油醚、苯,、氯仿,、乙醚、乙酸乙酯等,。這些溶劑的選擇性能強,。但這類溶劑揮發(fā)性大,多易燃,,一般有毒,,價格貴,設(shè)備要求較高,,透入植物組織的能力弱,,需長時間反復(fù)提取,故此法較少用,。 1.3.2水蒸氣蒸餾法 適用于能隨水蒸氣蒸餾而不被破壞的中草藥成分的提取,。此類成分的沸點多在100℃以上,與水不相混溶或僅微溶,,且在約100℃時存一定的蒸氣壓,。當(dāng)與水在一起加熱時,其蒸氣壓和水的蒸汽壓總和為一個大氣壓時,,液體就開始沸騰,,水蒸氣將揮發(fā)性物質(zhì)一起帶出。例如中草藥中的揮發(fā)油,,某些小分子生物堿——麻黃堿,、蕭堿、檳榔堿,,以及某些小分子的酚性物質(zhì),。 1.3.3萃取法(王清廉,,2003) 萃取是利用物質(zhì)在兩種不互溶的(或微溶)溶劑中溶解度或分配比的不同來達(dá)到分離、提取或純化目的的一種操作,。這可用與水不互溶(或微溶)的有機溶劑從水溶劑中萃取有機化合物來說明,。將含有有機化和物的水溶液用有機溶劑萃取時,有機化合物就在兩液相間進(jìn)行分配,。在一定溫度下,,此有機物在有機相中和水相中的濃度之比為一常數(shù),此即所謂“分配定律”,。假如一物質(zhì)在兩液相中A和B中的濃度分別為CA和CB,,則在一定溫度下,CA/CB=K,,K是一常數(shù),,稱為“分配系數(shù)”,它可以近似地看作為此物質(zhì)在兩溶劑中溶解度之比,。 有機物質(zhì)在有機溶劑中的溶解度,,一般比在水中的溶解度大,所以可以將它們從水溶液中萃取出來,。但是除非分配系數(shù)極大,,否則用一次萃取是不可能將全部物質(zhì)移入新的有機相中的。在萃取時,,若在水溶液中先加入一定量的電解質(zhì)(如氯化鈉),,利用所謂“鹽析效應(yīng)”,以降低有機化和物和萃取溶劑在水溶液中的溶解度,,??商岣咻腿⌒Ч?BR>萃取法比傳統(tǒng)有機溶劑提取節(jié)省時間,、提高提取率,。 1.3.4超臨界流體萃取(簡稱SCFE) 超臨界流體萃取是一種是一種以超臨界流體(簡稱SCF)代替常規(guī)有機溶劑對中草藥有效成分進(jìn)行萃取和分離的新型技術(shù),,其原理是利用流體(溶劑)在臨界點附近某區(qū)域(超臨界區(qū))內(nèi)與待分離混合物中的溶質(zhì)具有異常相平衡行為和傳遞性能,且對溶質(zhì)的溶解能力隨壓力和溫度的改變而在相當(dāng)寬的范圍內(nèi)變動,,利用這種SCF作溶劑,,可以從多種液態(tài)或固態(tài)混合物中萃取出待分離組分(高福成,1997),。常用的SCF為CO2,,因為CO2無毒,不易燃易爆,,價廉,,有較低的臨界壓力和溫度,,易于安全地從混合物中分離出來。超臨界CO2萃取法與傳統(tǒng)提取方法相比,,最大的優(yōu)點是可以在近常溫的條件下提取分離,,幾乎保留產(chǎn)品中全部有效成分,無有機溶劑殘留,,產(chǎn)品純度高,,操作簡單,節(jié)能,。 廖周坤等(1998)用不同濃度的乙醇作夾帶劑,對藏藥雪靈芝進(jìn)行了總皂苷粗品及多糖的萃取試驗,與傳統(tǒng)溶劑萃取工藝相比較,收率分別提高至18.9倍和1.62倍,。何春茂、梁忠云(1999)利用超臨界CO2萃取技術(shù)從黃花蒿中萃取所得的萃取物中雜質(zhì)(蠟狀物)含量低,青蒿素提純精制簡單,收率高,產(chǎn)品質(zhì)量好,。雷正杰等(2000)利用超臨界CO2流體萃取技術(shù),對厚樸的有效成分進(jìn)行萃取和分離,萃取物為淡黃色膏狀物,經(jīng)分析該萃取物由厚樸酚等11個化學(xué)成分組成,其中厚樸酚和厚樸酚的相對含量高達(dá)46.81%和45.00%,。葛發(fā)歡等(2000)探討了從黃山藥中萃取薯蕷皂素的最佳條件,同時進(jìn)行了中試放大,證明應(yīng)用超臨界CO2萃取薯蕷皂素進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)是可行的,與傳統(tǒng)的汽油法相比較,收率提高1.5倍,生產(chǎn)周期大大縮短,避免使用汽油有易燃易爆的危險。葛發(fā)歡等(2000)研究了超臨界CO2萃取柴胡揮發(fā)油和皂苷的工藝,SFE-CO2法提取柴胡揮發(fā)油,與傳統(tǒng)水蒸氣蒸餾法相比較,能大大提高收率,縮短提取時間,而揮發(fā)油組成一致,只是各成分含量有差異,。原永芳等(2000)通過五因素——四水平正交試驗法,用超臨界流體萃取技術(shù)對川芎的揮發(fā)油萃取條件進(jìn)行了優(yōu)化選擇,結(jié)果最佳萃取條件為壓力34.5mPa,溫度60℃,改性劑乙醇0.3ml,靜態(tài)萃取時間10min,動態(tài)萃取量10ml,以水作為吸收,。與水蒸氣蒸餾法相比較,該法具有耗時少、提取完全等優(yōu)點,。技術(shù)對于提取分離揮發(fā)性成分,、脂溶性物質(zhì)、高熱敏性物質(zhì)以及貴重藥材的有效成分顯示出獨特的優(yōu)點, 但SCFE設(shè)備屬高壓設(shè)備,一次性投資較大,運行成本高,因此這一技術(shù)目前在工業(yè)生產(chǎn)中還難以普及,。 1.3.5超聲提取技術(shù) 超聲提取技術(shù)的基本原理主要是利用超聲波的空化作用加速植物有效成分的浸出提取,另外超聲波的次級效應(yīng),如機械振動,、乳化、擴散,、擊碎,、化學(xué)效應(yīng)等也能加速欲提取成分的擴散釋放并充分與溶劑混合,利于提取。與常規(guī)提取法相比,具有提取時間短,、產(chǎn)率高,、無需加熱等優(yōu)點(郭孝武,1993),。郭孝武(1999)考察了超聲提取時間和超聲頻率分別對從黃芩中提取黃芩苷提出率的影響,結(jié)果表明用20kHz以上的超聲頻率提取10min以上,其黃芩苷提出率都比煎煮法提取3h時的提出率高,且兩種方法所提取的黃芩苷結(jié)構(gòu)是一致的,。林翠英等(1999)用超聲波提取白頭翁總皂苷,大大簡化了操作程序,縮短了提取時間,提高了產(chǎn)品產(chǎn)量和純度,改進(jìn)了既繁瑣費時又易乳化的常用提取方法。郭孝武,、楊銳(1999)以95%乙醇為溶媒,分別用不同頻率的超聲波及不同的提取時間從益母草中提取益母草總堿,并與回流提取法作比較,超聲提取法工藝簡單,無需加熱,只用110kHz超聲波提取40min,其提取率比回流法提取2h所得提出率約高1倍,。郭孝武(1999)用不同頻率的超聲從大黃中提取大黃蒽醌類成分,與常規(guī)煎法提取相比,結(jié)果表明超聲無需加熱,且隨超聲頻率不同而得率不同,尤以20kHz頻率超聲提取后的大黃蒽醌類成分得率最高。李美琴,、張敏紅(2000)比較了超聲波法與浸漬法對排毒養(yǎng)顏膠囊內(nèi)容物提出率的影響,結(jié)果用超聲波提取10min比浸漬法提2h的提出率還高,并且超聲波對浸出物的成分無影響,。李益福、張美玲(2000)采用高效液相色譜法,以煎煮,、超聲,、半仿生提取方法,對四物湯中阿魏酸和芍藥苷的溶出量進(jìn)行比較,結(jié)果超聲技術(shù)提取方法簡單, 提取率高,低耗高效,作為提取的一種手段有著廣闊的應(yīng)用前景,。 超聲提取技術(shù)能避免高溫高壓對有效成分的破壞,但它對容器壁的厚薄及容器放置位置要求較高,否則會影響藥材浸出效果。而且目前實驗研究都是處于很小規(guī)模,要用于大規(guī)模生產(chǎn),還有待于進(jìn)一步解決有關(guān)工程設(shè)備的放大問題,。 1.3.6微波萃取技術(shù) 微波萃取是利用微波能來提高萃取率的一種最新發(fā)展起來的新技術(shù),。它的原理是在微波場中,吸收微波能力的差異使得基體物質(zhì)的某些區(qū)域或萃取體系中的某些組分被選擇性加熱,從而使得564被萃取物質(zhì)從基體或體系中分離,進(jìn)入到介電常數(shù)較小、微波吸收能力相對差的萃取劑中;微波萃取具有設(shè)備簡單,、適用范圍廣,、萃取效率高、重現(xiàn)性好,、節(jié)省時間,、節(jié)省試劑、污染小等特點,。目前,除主要用于環(huán)境樣品預(yù)處理外,還用于生化,、食品、工業(yè)分析和天然產(chǎn)物提取等領(lǐng)域(陳猛,,1999),。在國內(nèi),微波萃取技術(shù)用于中草藥提取這方面的研究報道還比較少。王威等(1999)采用微波破壁法從高山紅景天根莖中提取紅景天苷,該方法具有快速,、高效,、安全、節(jié)能等優(yōu)點,與傳統(tǒng)的乙醇回流提取相比,該方法在保持較高的提取率的同時,大大縮短了提取過程所用的時間,并且顯著降低了提取液中雜蛋白的含量,。范志剛等(2000)研究微波技術(shù)對槐花中蕓香苷浸出量的影響,對藥材粒徑,、浸出時間及微波輸出功率進(jìn)行正交試驗,優(yōu)選槐花中蕓香苷最佳浸出方案,結(jié)果表明微波技術(shù)對槐花中蕓香苷的浸出量明顯優(yōu)于常規(guī)煎煮方法,這一技術(shù)應(yīng)用于藥材浸出是一種省時便捷,值得推廣普及的中藥浸出新方法。微波萃取技術(shù)與傳統(tǒng)煎煮法相比較,克服了藥材細(xì)粉易凝聚,、易焦化的弊病,提取時間極短,設(shè)備簡單,投資較少,。但這一技術(shù)用于中草藥提取尚屬起步,其萃取機理還需進(jìn)一步研究。 1.3.7酶法 酶法中藥制劑的雜質(zhì)大多為淀粉,、果膠,、蛋白質(zhì)等,針對雜質(zhì)可選用合適的酶予以分解除去。酶反應(yīng)較溫和地將植物組織分解,可以較大幅度提高收率,故酶解不失為一種最大限度從植物體內(nèi)提取有效成分的方法之一,。這是一項很有前途的新技術(shù),。在國內(nèi),上海中藥一廠首先應(yīng)用酶法成功地制備了生脈飲口服液(楊慶隆,1995),。目前,用于中藥提取方面研究較多的是纖維素酶,大部分的中藥材的細(xì)胞壁是由纖維素構(gòu)成,植物的有效成分往往包裹在細(xì)胞壁內(nèi);纖維素則是由β-D-葡萄糖以1,4-β葡萄糖苷鍵連接,用纖維素酶酶解可以破壞β-D-葡萄糖鍵,使植物細(xì)胞呂衛(wèi)明等(1991)介紹了一種從黃芩中提取分離黃芩素的新方法——酶水解法,并且和直接提取法相比較,結(jié)果新方法所得粗品中黃芩素達(dá)75.67%,收率為2.46%,。侯嶸嶠等(1994)首先將工業(yè)纖維素酶應(yīng)用于中藥及藥渣中,使中藥及藥渣的纖維素酶解為β-葡萄糖,變渣為藥,變廢為寶,這對中藥制藥工業(yè)是一個開源節(jié)流的創(chuàng)舉。馬田田(1994)用黃柏提取小檗堿之前經(jīng)纖維素酶進(jìn)行預(yù)處理,可提高小檗堿收率,并與未加酶的提取進(jìn)行比較,有顯著性差異,。因而考慮是否將纖維素酶用于其它天然產(chǎn)物的提取。張彩霞等(2000)將纖維素酶應(yīng)用于穿山龍?zhí)崛∈硎氃碥赵?其工藝只比原工藝多了一步對原藥材飲片的酶解處理,但在纖維素酶的作用下,提高了薯蕷皂苷元的收率,兩種方法對比有顯著性差異,。馬桔云等(2000)在穿心蓮提取穿心蓮內(nèi)酯之前,經(jīng)纖維素酶進(jìn)行酶解,與原提取工藝相比較,提高了穿心蓮內(nèi)酯的含量和提取量,經(jīng)薄層層析檢測,兩種提取工藝所得成分沒有差異,說明酶的加入對所提有效成分沒有影響,。馬桔云,、趙晶巖等(2000)選用黃連提取小檗堿,研究了其加酶組和未加酶組對有效成分小檗堿提取的影響,新工藝比原工藝只是多了一步向其中加入纖維素酶的酶解過程,但兩種工藝提取的小檗堿含量有顯著差異,而提取的成分一致,因此,考慮是否將新工藝用于黃連提取的工業(yè)化中。壁破壞,有利于對有效成分的提取,。(呂衛(wèi)明1991) 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