中药化学成分提取分离方法的研究进展

尹永芹，沈志滨

（广东药学院中药学院，广东 广州 510006）

中医药是中华民族的瑰宝，然而，中药提取分离工艺发展较为滞后，成为了传统中医药发展和生存的瓶颈。因此，必须对传统的方法不断进行优化，对新方法不断进行推广和完善。在此对一些中药化学成分提取分离新技术进行综述。

1 提取方法

1.1 超高压提取

超高压提取也称超高冷等静压提取，是指在常温下用100～1 000MPa的流体静压力作用于提取溶剂和中药的混合液上，并在预定压力下保持一段时间，使植物细胞内外压力达到平衡后迅速卸压。由于细胞内外渗透压力忽然增大，细胞膜的结构发生变化，使得细胞内的有效成分能够穿过细胞的各种膜而转移到细胞外的提取液中，从而达到提取中药有效成分的目的[1]。此技术在国内外主要应用于食品业，以防止食物微生物污染、延长食品储藏时间[2]。超高压提取不仅收率高、时间短、耗能低，而且产物易分离、纯化，同时可在低温下进行，特别适宜于受热不稳定化合物的提取，如丹参素等。陈瑞战等[3]将丹参用80％乙醇溶液（pH=13）浸泡16h后，在300MPa压力下进行提取，结果丹参素提取率为0.465％，较热回流提取法高33.7％。超高压提取还适用于黄酮类、生物碱类等化合物[4]。樊振江等[5]利用超高压提取柿叶中总黄酮，在乙醇体积分数65％、压力450MPa、固液比1 g∶314mL的工艺条件下，总黄酮收率可达50.2％，与回流提取法相比，收率高、提取时间短。

1.2 酶解法

中药酶法工艺是以中医药理论为指导，在传统的溶剂提取方法基础上，利用酶反应高度专一的特点，选择相应酶，将细胞壁组分水解或降解，破坏其结构，使壁内有效成分充分暴露出来，溶解、混悬或胶溶于溶剂中，从而达到提取分离细胞内有效成分的目的[6]。付宏媛等[7]利用纤维素酶水解甘薯多糖，结合热水浸提甘薯多糖，提取率达到5.55％；通过正交试验得到酶解最适作用条件为反应90min、纤维素酶添加量为0.04％（酶活性不低于10 000μg/g）、反应温度30℃。赵鸿宾等[8]采用纤维素酶酶解法提取，大大提高了白藜芦醇的提取率，提高了虎杖药材的利用率。刘晓光等[9]报道，在pH为5.0、温度为55℃、酶解时间为90 min、酶质量浓度为0.15mg/mL、料液质量比为1∶12的最佳条件下，从山楂中提取黄酮的收率可达到90％，且黄酮类化合物的活性依然存在。

1.3 微波萃取

微波萃取技术是利用不同组分吸收微波能力的差异，使基体物质的某些区域或萃取体系中的某些组分被选择性加热，从而使得被萃取物质从基体或体系中分离，进入到介电常数较小、微波吸收能力相对较差的萃取剂中。微波具有极强的穿透力，能使细胞壁膜快速破碎，且对萃取物有较好的选择性，有利于萃取不稳定物质。该法试剂用量少、节能省时、产量大[10]。近年来微波技术开始应用于中药有效成分的提取。如Ganzler[11]从棉籽中提取棉实糖，从豆类中提取豆碱。周谨等[12]利用微波萃取法，以水为溶剂提取银杏黄酮苷，使平均提取率提高到60.5％，比常规水提法高出40％，而时间减少了一半。郝守祝等[13]用微波萃取大黄游离蒽醌，提取效率明显优于常规煎煮法，同95％乙醇回流提取法相当。

1.4 半仿生提取法

半仿生提取法模仿口服药物在胃肠道的转运过程，采用选定pH的酸性水和碱性水依次连续提取。这种提取法既体现了中医临床用药的综合作用特点，又符合口服药物经胃肠道转运吸收的原理，同时不经乙醇处理，可以提取和保留更多的有效成分，缩短生产周期，降低成本。但是长时间高温煎煮会影响许多有效活性成分，从而降低药效。惠建国等[14]以苦参碱、氧化苦参碱、苦参总碱、干浸膏为指标，对苦参半仿生提取法与水提取法进行比较，结果5种指标成分及综合评价值顺序皆为半仿生提取法大于水提取法。

1.5 真空冷冻干燥法

真空冷冻干燥是稳定化的物质干燥过程，将含有大量水分的物料预先进行降温冻结成固态，在真空的条件下使其中的水分从固态直接升华变成气态排出，以除去水分而保存物质[15]。此方法能在分离提取中快速富集有效成分，由于操作温度较低、不易破坏活性成分，适于生命活性组织中有效成分的提取分离。唐岚等[16]对参附青注射液进行了冻干研究，结果参附青冻干粉针较注射液稳定，且成型性、水溶性更好。冷冻干燥法除了应用于冻干粉针，也是制备各种脂质体、毫微粒、纳米乳的常用方法。

1.6 超临界流体萃取法

超临界流体萃取技术工艺流程简单、提取温度低、萃取剂无毒无害、环保又高效。作为溶剂的超临界流体与被萃取物料接触，使物料中的某些组分（称萃取物）被超临界流体溶解并携带，从而与物料中其他组分（萃余物）分离，之后通过降低压力或调节温度，降低超临界流体的密度，从而降低其溶解能力，使超临界流体解析出其所携带的萃取物，达到萃取分离的目的[17]，CO2因其具有较适宜的临界条件和溶解度参数而常被作为萃取剂[18－19]。

刘爱东等[20]在萃取温度为60℃、萃取压力为20 MPa、萃取时间为3h的最佳萃取条件下，提取前胡中白花前胡甲素，在加入夹带剂乙醇后白花前胡甲素提取量增加，且超临界流体萃取法明显优于水煎煮和加热回流法。刘同举等[21]研究党参炔苷的超临界CO2萃取工艺，在动态夹带剂乙醇流速为1 mL/min，常压CO2流速为2 L/min，30 MPa，60℃下萃取100 min，党参炔苷收率为0.078 6mg/g，优于传统超声萃取法。

2 分离方法

2.1 膜分离技术

膜分离技术的实质是使用具有选择透过性的膜为分离介质，当膜两侧存在某种推动力（如压力差、浓度差、电位差等）时，物料依据滤膜孔径的大小而通过或被截留，选择性地透过膜，达到分离、提纯的目的。使用膜技术（包括超滤膜、微孔滤膜、半透膜、反渗透膜等），可以在原生物体系环境下实现物质分离，可以高效浓缩富积产物，有效去除杂质。但各种膜因分离性能的不同而有不同的适用范围。超滤主要用于除病毒、热原和蛋白质，微滤膜主要用于澄清、除菌和除颗粒，反渗透主要用于去除无机盐、金属离子等。张佳等[22]利用陶瓷膜超滤对香菇多糖进行纯化精制，结果经过1％活性炭作预处理后，4.5 g/L的香菇多糖粗品溶液在超滤温度为40℃、超滤压力为0.2 MPa、膜面流速为4.5m/s时，多糖粗品脱色率达90.9％，蛋白质的脱除率可达81％，精制得香菇多糖的纯度为89.7％，回收率为77.6％。李淑莉等[23]通过测定小檗碱的回收率及残渣去除率，比较超滤法和醇沉法对黄连解毒汤的水提液纯化的优劣，结果表明超滤法优于醇沉法。

2.2 双水相萃取技术

双水相萃取技术是把两种聚合物或一种聚合物与一种盐的水溶液混合在一起，由于聚合物与聚合物之间或聚合物与盐之间的不相溶性形成两相。双水相技术操作条件温和，可连续操作[24]，目前已成功地应用于蛋白质、核酸和病毒等生物产品的分离和纯化，以及生物转化及生物分析中[25]。近年来双水相技术又有了新的发展，出现了离子液体/盐双水相体系。离子液体是指由离子组成的在室温时呈液态的液体，一般由有机阳离子和无机阴离子组成。离子液体有较好的化学稳定性；通过阴阳离子的设计可调节其对无机物、水、有机物及聚合物的溶解性，并且其酸度可调至超酸；改变阴阳离子组成，可以合成不同性质的离子液体。刘庆芬等[26]用[Bmim]BF4和 NaH2PO4·2H2O水溶液形成的双水相体系在NaH2PO4·2H2O 36％～38％（质量分数）、青霉素浓度50 000 U/mL、离子液体40％～45％（体积分数）的最佳萃取参数下对青霉素G进行萃取，萃取率可达93.7％。萃取过程不发生乳化现象，两相分离完好。

2.3 泡沫分离技术（泡沫吸附分离技术）

泡沫分离技术是以气泡作为分离介质，利用被分离物质在气液两相界面吸附性质的差异浓缩分离溶液中的表面活性物质[27]的一种工艺。泡沫分离的过程是通过在液相底部通入某种气体或使用某种装置产生泡沫，收集泡沫就得到了某种产物的浓缩液。泡沫分离体系的影响因素很多，包括系统的操作参数，如气体流速、回流比、泡沫高度、温度等；溶液的性质，如pH、溶液表面活性剂初始浓度、离子强度、气泡尺寸等[28]。近年来泡沫分离已应用于污水处理、金属离子回收以及生物大分子如蛋白质、酶[29]等的富集与分离中。赵艳丽等[30]采用两级泡沫分离法分离提取多黏菌素E，在最佳的操作条件下其总收率为68.06％，富集比为18.28，大幅度地提高了浓缩分离效果，二级泡沫分离后的残液还可作为第一级泡沫分离的初液继续进行浓缩分离，能够更加有效地提取多黏菌素E。苏艳桃等[31]以回收率、富集比和产品质量分数为指标，单因素考察影响泡沫分离效果，间歇式泡沫分离甘草皂苷的最佳工艺条件为pH=4、进料液中甘草酸质量浓度为0.23 mg/mL，进气速度为600mL/min，进料体积为1 000mL，此时泡沫相中甘草酸的回收率为91.9％，富集比为6.4，甘草酸质量分数为32.3％。

2.4 分子印迹技术

分子印迹技术是近年来发展起来的一门新技术，应用领域很广，可应用于环境、食品及药物等领域。其基本原理是：模板（即印迹分子）与功能单体通过共价或非共价作用在溶剂中形成复合物后，通过引发剂引发，将带有特殊官能团的功能单体与交联剂进行光或热聚合，得到高度交联的聚合物，然后通过物理或化学（如洗脱、水解等）方法除去模板，聚合物主体上就形成了与模板空间相匹配的具有多重作用位点的孔穴，这种孔穴对模板及与模板结构相似的分子具有特异性结合能力[32]。分子印迹聚合物因对目标物有较高的选择性而可进行手性分离，又因具有一定的机械强度和耐酸、耐碱及热稳定性而将其视为性能优良的吸附剂。分子印迹聚合物作为固相萃取的吸附剂，即分子印迹－固相萃取法有着广泛的应用前景。Theodoridisg等[33]使用莨菪碱为替代模板合成了针对东莨菪碱的分子印迹聚合物进行固相萃取。李礼等[34]分别以中药黄栌的主要成分非瑟酮为印迹分子、丙烯酰胺为功能单体、乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂，通过封管聚合法合成了分子印迹聚合物，将其装于自制的固相萃取柱中，通过优化清洗及洗脱条件，使非瑟酮与它的结构相似物槲皮素在柱上得到了很好的分离。谢建春等[35]用非共价法，在极性溶剂中，以丙烯酰胺作功能单体，以强极性化合物槲皮素为模板，制备了分子烙印聚合物（MIP），将此聚合物直接分离银杏叶提取物水解液，得到主要含模板槲皮素及与槲皮素结构相似化合物山奈酚两种黄酮的组分。

2.5 分子蒸馏

分子蒸馏又称短程蒸馏，是一种利用分子自由程原理对含有不同物质的物料在液－液状态下进行分离的技术。分离过程中，物料处于高真空、相对低温的环境，停留的时间短，损耗极少，适用于高沸点，低热敏性物料的分离，尤其是挥发油类，如玫瑰油、藿香油。崔刚[36]运用分子蒸馏法分离提取大蒜精油，当控制系统的压力为105 Pa、进料速度为1.2 g/min、进料温度为40～55℃，蒸馏温度为45.1℃时具有最好的二次分子蒸馏效果，大蒜精油均总提取率可达0.476％，纯度达99.85％。由文献[37－38]可知，在220℃、1.5mL/min条件下，进行葡萄籽油脱酸，过氧化值可从5.16meq/kg降至0.5meq/kg，游离脂肪酸含量降低于0.1％，维生素E保持率高达94.5％；采用三级分子蒸馏分离大豆脱臭馏出物中的维生素E，可得到纯度为65％的维生素E，回收率接近90％。

3 展望

随着科学技术的不断发展，中药化学成分提取分离的方法在不断地改进，更多技术含量高的方法被广泛应用，相信这些新技术的推广应用，将会使生产成本降低、产品质量得到提高，从而推动中药的现代化进程，为中药走向国际市场奠定基础。

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