中药有效成分提取方法的衍变与发展

王艳芳，刘亚林，李世财，张 玲，李清梅

(1.吉林农业大学生物反应器与药物开发教育部工程研究中心，130033；2.吉林农业大学中药材学院，130033；3.吉林农业大学生命科学学院，130033)

中药是中华民族数千年来实践总结出的医学瑰宝，它一直以疗效显著，副作用少，标本兼治而闻名于世。随着药学中西并进式的飞速发展，研究并证明中药有效成分的存在已经成为中药获得世界通行证不可或缺的一步[1]。中药提取分离是依据中药有效成分及有效群体的存在状态、极性、溶解性等,设计一条科学、合理、可行的工艺,采用一系列分离技术来完成[2]。伴随着现代化工技术的迅猛发展,中药提取工艺已经从传统的溶剂提取法、水蒸气蒸馏法、升华法发展成为更加省时省力，高提取率的现代提取工艺。

1 传统分离方法

中药制药业中最关键的工序是提取和分离有效成分，传统的提取分离方法主要是溶剂提取法、水蒸气蒸馏法、升华法[2]。

1.1 溶剂法分类

溶剂提取法基本原理是“相似相溶”，选择适当的溶剂将化学成分从原料中提取出来。

1.1.1 浸渍法

是在常温或者低温(<80 摄氏度)条件下用适当的溶剂浸渍药材以溶出其中成分的方法。本法适合于有效成分预热不稳定的或含大量淀粉、树胶、果胶、的药材的提取。但本法出膏率低，当水为溶剂时，其提取液易于发霉变质，须注意加入适当防腐剂。

1.1.2 渗漉法

是不断地向粉碎的原料中添加新鲜浸出溶剂，使其渗过药材，从渗漉口下端流出浸出液。该法耗溶剂量大、费时长、操作麻烦。

1.1.3 煎煮法

顾名思义，在药材中加入水后加热煮沸，提取有效成分。此法，虽然简便，但是挥发性成分或遇热变性成分不宜用该法。

1.1.4 回流提取法用易挥发的有机溶剂加热回流提取药材成分的方法。同样不适合于热不稳定性成分的提取，且耗溶剂量大。

1.2 水蒸气蒸馏法

原理是两种互不相溶的液体存在时，混合体系的总压等于两种纯组分的蒸汽压之和，由于体系的总蒸汽压低于任何单一组分的蒸汽压，所以混合物的沸点比任何组分的沸点低。适合于挥发性，难溶于水的成分的提取，不适合蒸馏易破坏的组分。

1.3 升华法

利用中药中有一些成分具有升华的性质，即可直接从中药中提取。

2.现代提取分离方法

鉴于传统方法普遍存在着有效成分提取率低、杂质清除率低、能耗高、生产周期长等缺点,直接制约了中药制药产业的发展[3]。现代分离技术被应用到中药生产中来,促进了中药产业的发展[3]。

2.1 溶剂提取法的发展

2.1.1 超声波溶剂提取法

前面已经介绍了溶剂提取法的原理，在此基础上，现在又添加了新的技术。超声波萃取简称UE，是利用超声波振动产生并传递强大的能量，并在提取介质中产生的强烈空化效应、扰动效应、高加速度、击碎和搅拌等作用，增大物质分子运动频率和速度，增加溶剂穿透力，同时产生瞬时高温和极大压力造成被破碎物细胞壁及整个生物体瞬间破裂，加速植物有效成分溶出，促进萃取的进行[4-5]。

采用溶剂法从植物中提取有机物质，若经超声波处理，提取率将得到明显改善[6-7]。

萃取中药材中的生物碱。蒲含林等[8]利用超声对金鸡纳生物碱的提取进行工艺研究，实验采用正交试验，根据极差分析和生产实际情况确定了硫酸奎宁超声波提取的影响因素，确定了最佳工艺条件，并证明该提取工艺方法经济合理。

2.1.2 微波溶剂萃取技术

微波场中，吸收微波能力的差异使得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、微波吸收能力相对差的萃取剂中[9]。

微波辅助萃取技术主要是依赖微波加热的特性来实现物质的提取或分离。由于物质吸收微波能，细胞内部温度迅速上升，使其细胞内部压力超过细胞壁膨胀承受能力，细胞破裂。细胞内有效成分自由流出，在较低的温度条件下被取介质捕获并溶解。通过进一步过滤和分离，便获得提取物料。

对中药材中皂苷的提取。郭子杰等[10]应用正交实验法，以皂苷含量为指标研究微波对三七中皂苷浸取作用的影响效果。实验表明，经过微波处理后，三七中皂苷物质的浸取速度至少是未经微波处理的4 倍，因此提取效率得到了较大的提高。

2.1.3 内部沸腾溶剂提取法

内部沸腾法是采用少量有低沸点的机溶剂润湿被提物料，使有效成分充分解吸，然后加入温度高于解吸剂沸点的热溶剂（或者降低提取的操作压强），使被提物料内部的解吸剂来不及扩散就被加热至沸腾，沸腾产生的对流强化了有效成分的扩散，强化提取过程。可以分为常压内部沸腾法、减压内部沸腾法、内部沸腾水提法、内部沸腾醇提法[11]。

文献[12，13，14]采用常压内部沸腾水提提取了金银花、黄连及肉桂皮，提取2 次时间在6～10min 左右，比回流提取法快4～10 倍；提取得率及浸膏中有效成分的含量都比传统水提高。文献[15]采用常压内部沸腾醇提提取了银杏叶，提取2 次时间在6～10min 左右，比回流提取法快4～10 倍。

2.1.4 超高压溶剂提取法

超高压提取过程压力对溶剂提取效率的影响可以分成三个阶段。升压阶段，首先压力迅速升高，细胞破裂，胞内物质流出溶于溶剂，或者提取溶剂在高压作用下,进入植物细胞内,有效成分溶解在提取溶剂中。保压阶段时间很短，推动了化学平衡的移动。卸压阶段，组织细胞的压力从几百兆帕的超高压迅速减小为常压,在反方向压力作用下，如果没有超过其变形极限，细胞内部已经溶解了有效成分的溶剂在高渗透压差下快速转移到细胞外,达到提取的目的[16]。

刘春明等[17]用70%乙醇水溶液作溶剂, 采用超高压技术从朝鲜淫羊藿中提取淫羊藿总黄酮,提取率为9.67%,提取时间5 min,而70%乙醇回流提取率为6.14%,提取时间为4 h。

2.1 水蒸气蒸馏法的发展

2.1.1 分子蒸馏法

它是一种在高真空度（残气分子的压力<0.1pa）下进行分离操作的连续蒸馏过程)。液体混合物的分子成为气体分子而从液面逸出。而随着液面上方气体分子的增加，有一部分气体分子就会返回液体，在外界温度保持恒定的情况下，最终达到分子运动的动态平衡。轻分子的平均自由度大，重分子的平均自由度小，若在离液面小于轻分子的平均自由度而大于重分子平均自由度处设置一冷凝面，使得轻分子落在冷凝面上被冷凝，而重分子因达不到冷凝面返回原来液面，破环了轻分子的动态平衡，使得轻分子继续不断逸出，而重分子因达不到冷凝面，很快趋于动态平衡，这样就将蒸馏物质中的不同组分分离[18]。

类胡萝卜素一般采用溶剂法浸提，成本高，成分不纯。而分子蒸馏法不使用溶剂，成本较低，并且杂质含量低。同时，用本方法生产的类胡萝卜素，色价高达54 倍左右，色素中类胡萝卜素含量高达90%以上，胡萝卜素含量为16.86rag/100g[19]。

2.2 超临界流体萃取技术

超临界流体萃取技术是近年来发展的一种新型分离技术，是利用超临界状态下的流体作为萃取剂，从液体或固体中萃取植物中的有效成分并进行分离的方法[20]。超临界流体是指超临界温度和临界压力状态下的高密度流体［21］。

2.2.1 CO2 超临界流体萃取技术

超临界CO2 流体萃取兼有精馏和液液萃取的特点。组分是按沸点高低的顺序先后被萃取出来;非极性的超临界CO2 流体仅对非极性和弱极性物质具有较高的萃取能力[22]。

采用超临界CO2 流体萃取技术在压力10Mpa 和萃取温度45℃时挥发油品质较好，收油率达41.5%，远高于水蒸气蒸馏法[23]。曾虹燕等比较了超临界CO2 萃取法和水蒸气蒸馏法提取荷叶挥发油的收率，研究发现，前者的收率约为后者的2.6 倍［23］。钱国平等利用超临界CO2 流体从黄花蒿中萃取青蒿素，结果表明，萃取率可达95%以上，优于传统的溶剂提取法［24］。

3 其他现代提取分离技术

分子印迹技术[25]，是将功能单体与模板分子在特定条件下进行交联聚合，获得分子印迹聚合物用以分离、筛选、纯化化合物的一种仿生技术，对目标分子有特异的识别能力。

膜分离技术[26]是利用天然或人工合成的、具有选择透过性的薄膜，以外界能量或化学位差为推动力。王世岑[27]研究了超滤法提取黄岑甙的最佳工艺，产率可达 6.93%-7.68%，比传统工艺高出近一倍。

酶法提取是通过酶解反应强化传质过程,破壁去除杂质可明显提高收率,有较大应用价值。Wal iszewski 等[28]采用酶法从香草豆中提取香兰素,提取效率是溶剂法的2 倍。

半仿生提取法(SBE)是从生物药剂学的角度,模拟口服给药及药物经胃肠道转运情况,来设计提取工艺的方法[29]。赵瑞芝等[30]采用半仿生法筛选益母草提取工艺,为其生产工艺提供了理论根据。

4 前景展望

如今回归自然的热潮席卷全球，这给天然中草药的发展带来了前所未有的机遇和挑战。加强新技术的运用,研究新工艺对不同药物提取分离的影响,采用多种技术综合应用，必将迎来我国中药产业的国际化飞跃。

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