中药有效成分提取新技术研究进展

陈文婷，林　娴

(生物工程职业技术学院，福建　福州　350002)



中药有效成分提取新技术研究进展

陈文婷，林娴

(生物工程职业技术学院，福建福州350002)

摘要：中药有效成分的提取是制药过程中的关键环节，提取技术的选择决定着成药的质量。随着科技水平的不断提升，提取技术也日新月异。该文介绍几种中药有效成分提取中常用的技术，包括超临界流体萃取、超声提取、微波提取、内部沸腾法提取、酶分离等技术，介绍了这些技术的特点、原理及研究进展。

关键词：中药；有效成分；提取

中药中成分复杂，含有多种有效成分，如何找到一种行之有效的提取方法将中药中的有效成分进行分离、纯化，最终得到有效的单体是中药研究领域中一项重要的内容。传统的提取方法如浸渍法、煎煮法、渗漉法、回流提取法等，由于选择性差、提取范围广、容易浸出大量杂质且有效成分易分解，直接影响到药品的质量、生产效率和经济效益，所以传统的提取工艺已经不能够满足现代化药品生产的需求。近年来，随着越来越多新的提取技术如超临界流体萃取、超声提取技术、微波提取技术、酶分离提取技术等的合理应用，使得中药中有效成分的纯度和收率越来越高，加快了中药制剂向“三效”(速效、高效、长效)、“三小”(毒性小、剂量小、副作用小)和“三方便”(携带、服用、储存)方向发展的步伐。本文就中药提取新技术的研究进展进行介绍。

1　超临界流体萃取

超临界流体萃取(Supercritical fluid extraction)技术源于20世纪60年代，是近年来新兴的研究热点。超临界流体是指温度和压力都超过临界温度和临界压力的高密度流体。这种高密度流体既有和气体相近的低粘度、高扩散性、低表面张力等特性，又有和液体相近的密度和强的溶解能力，是一种极好的溶剂。而超临界流体萃取技术就是利用这种超临界状态下的流体与待分离物质接触，有选择性地将不同分子量、极性、和沸点的成分萃取出来，之后升高温度或者降低压力，使超临界流体变成气体逸出，这样被萃取出来的成分就可以完全析出，从而实现中药中有效成分的提取和分离。

目前较为常用的超临界流体是CO2，与传统的提取技术相比，该技术具有以下个优点[1]：①分离工艺简单；②可以在接近常温的条件下提取不同沸点、不同极性的有效成分，适合热敏物质的提取；③萃取物质和萃余物中均无有机溶剂残留；④选择性好，萃取速率快；⑤可以保留产品中全部的有效成分。

梁燕明等[2]利用超临界CO2萃取方法、传统的渗漉法和温浸法分别提取山豆根中的苦参碱成分，结果表明，用超临界CO2萃取山豆根中的苦参碱，萃取出的苦参碱含量比温浸法高出0.105%，比渗漉法高出0.072%；陈明等[3]利用超临界CO2萃取方法萃取茶叶中的多糖成分，在茶颗粒为40目、萃取压力为35 MPa、萃取温度45℃，以20%无水乙醇为夹带剂，萃取时间为2 h的条件下进行初步研究，最终茶多糖的提取率高达92.5%，说明利用超临界CO2萃取茶多糖，可以很好地保持提取茶多糖的生物性；韩红梅等[4]采用超临界CO2萃取沙姜中的沙姜精油，萃取之后的产物通过GC-MS检测结果显示，对甲氧基肉桂酸乙酯的相对含量提高了16%以上；关建等[5]采用超临界CO2萃取新疆产薰衣草花中的化学成分，将萃取获得的产物过色谱柱进行分离，最终获得了9个化合物，这是传统提取方法所无法达到的。超临界CO2萃取与光谱技术、柱色谱法等技术联合可以用于新药的开发。

2　超声提取技术

超声波是一种具有空化效应、高速、强烈振动等特点的机械振动波，早在20世纪50年代人们就已发现超声波可以应用于提取工艺中。超声提取技术(Ultrasonic extraction technology)原理主要利用超声波的空化效应使植物细胞的细胞壁破裂，让中药中的有效成分暴露出来，之后通过超声波的热效应使得药材或者分散介质的温度升高，促进有效成分的溶解。另外超声波的机械效应可以强化介质的传质和扩散，提高有效成分的提取率。与传统提取工艺相比，超声提取技术具有溶剂用量少、提取速率快、提取率高等特点，且超声提取不会影响有效成分的化学结构和生物活性的变化[6]。

超声波可以单独用于提取中药的有效成分，也可以与微波技术、复合酶技术、超临界萃取技术等相结合，效果更好。胡斌杰等[7]用超声波提取灵芝中的多糖，并与传统工艺的热水法进行对比研究，结果表明使用超声波提取时间仅需25 min，而传统热水法则至少需要2 h，而且在提取率方面，超声波比传统热水法提高了30%以上。陈虹静等[8]采用超声波辅助减压回流技术、微波提取技术、常规手段提取淫羊藿总黄酮，三者比较之后发现，使用超声辅助减压回流提取率最高，可达94.16%，而且污染小、操作简易。黄秀香等[9]采用超声波技术与酶提取技术相结合的超声波复合酶法提取半枝莲中的多糖成分，在pH4.5、复合酶用量0.25 g、酶解温度50℃、料液比1∶60(m∶V)、超声时间15 min的条件下，多糖的提取率可达2.166%，是一种简便、省时、高得率的方法。

3　生化提取技术

近年来，生化提取技术在中药有效成分提取中的应用也十分广泛。

3.1　酶分离提取技术

酶是一类具有高度专一性、高催化效率、催化条件温和等特点的特殊生物催化剂。在中药有效成分的提取中，有效成分必须要通过细胞间质和细胞壁双重阻力才能扩散到溶解介质中。酶分离提取技术(Enzyme extraction technology)就是利用酶的高度专一性，根据药材植物细胞壁的构成，选择适当的酶或者复合酶，在适宜温度下催化破坏药材植物的细胞壁，使得药材中的有效成分暴露在介质当中，实现有效成分的提取。

与传统的提取工艺相比，酶分离提取技术具有低耗能、环保程度好、产物收率高、产物纯度高等特点，在提取有效成分低甚至痕量，受溶剂影响较大，易发生结构变化的药材中效果更佳。酶分离提取技术的利用可以改变生理活性低，甚至无生理活性成分的结构，使其变成高活性分子，大幅度提高提取物的应用价值，而且酶提取技术与其他技术手段相结合(如微波技术、超临界技术等)，可以获得更多更纯的产物。

郑立颖等[10]用纤维素酶提取黄芪多糖，并与常规水提法进行了比较，结果发现在温度40～60℃、pH4.5～6.0时，用0.3%、0.4%、0.5%纤维素酶进行处理后的黄芪，多糖的提取率比常规水提法高3倍以上，甲苷提取率为水提法的1.5倍；李元波等[11]利用复合酶提取法(纤维素酶和果胶酶)和冷浸法相结合提取三七中的总皂苷，所得的皂苷含量为12%，提取物得率为35.8%，明显高于传统的提取工艺；陶涛等[12]采用超声波、纤维素酶协同提取九华山黄精中的皂苷和多糖，结果表明在底物与纤维素酶的质量比为1%时，皂苷和多糖的得率分别为11.69%、39.36%，较传统提取方法有明显的提高。

3.2　分子印迹提取技术

20世纪末，随着生物技术的快速发展，分子印迹提取技术(Molecular imprinting extraction technology)也随之诞生。分子印迹技术源于抗体对抗原的专一性，利用了一种具有分子识别功能的聚合物材料对药材中的有效成分进行分离提取。其基本原理是利用一种功能性单体，这种单体能够与印迹分子通过共价键或者非共价键相互作用，形成印迹分子—功能性单体复合物，然后在溶剂中加入交联剂，使其与功能性单体的特殊基团发生聚合反应，形成印迹分子—功能性单体—交联剂三维聚合物，最后利用合适的溶剂将印迹分子从三维聚合物中除去，这样功能性单体—交联剂聚合物网络就会形成一个空穴，这个空穴就能够与印迹分子或者与印迹分子结构相似的分子实现特异性识别[13]。这种技术与传统技术相比较，具有选择性好、制备简单、化学性质稳定等特点。

Lai等[14]以苦参碱作为分子印迹的模板制作分子印迹膜，利用制作的分子印迹膜去提取苦参中的苦参碱，结果发现利用分子印迹膜对苦参碱进行回收，回收率可达71.4%；程绍玲等[15]以丙烯酰胺为功能单体、葛根素为印迹分子，二甲基丙烯酸乙二醇酯为交联剂制作分子印迹膜，用于分离溶液中的葛根素，结果表明分子印迹膜对葛根素的分离提取十分有效，回收率达到83%；雷建都等[16]利用丙烯酰胺为功能单体、(S)-萘普生为印迹分子、二甲基丙烯酸乙二醇酯为交联剂制作分子印迹膜，提取分离(S)-萘普生，并过HPLC进行检测，结果表明产物中含有萘普生及和萘普生结构相似的酮洛芬和布洛芬，并未发现萘普生外消旋混合物。

4　微波提取技术

1986年微波提取技术(Microwave extraction technique)首次是用于棉酚的提取，提取效率高于超声法。微波提取技术的原理主要是利用具有热特性的微波(波长在1～0.001 m、300～3000 GHz频率的电磁波)使药材植物细胞中的极性分子加热，特别是水分子在吸收微波的能量后，快速升温汽化，使细胞内部压力增大，进而使细胞膜和细胞壁破裂形成微小的孔洞；另一方面，由于水分的流失，使得细胞收缩，表面产生裂纹。裂纹和孔洞的存在使得细胞内有效成分更容易逃溢出来。

微波提取技术目前广泛应用于中药有效成分的提取，主要是由于它具有以下几个优点：①穿透性强。快速穿过细胞膜和细胞壁，从而破坏其结构，使有效成分快速被提取出来。②较好的选择性。选择不同波长和频率的微波，可以对药材中不同的有效成分进行选择性的加热，使目标物质直接从机体分离。③设备简易。用于萃取的设备主要有微波萃取罐和连续微波萃取线，设备简易，操作方便。④节能、省时。

喻世涛等[17]分别用超声法、回流法及微波法提取赤芍黄芩配伍中的黄芩苷和芍药苷，并用HPLC检测芍药苷和黄芩苷的含量，结果表明回流法提取芍药苷和黄芩苷的提取率为1.67%、2.72%，超声法提取率分别为1.71%、2.78%，而微波法的提取率最高，分别为1.84%和2.91%；樊爱萍等[18]用微波技术提取齐墩果酸，相较于热回流法和冷浸法，微波提取率最高，达到84.8%；李耀玲等[19]采用微波辅助乙醇法提取决明子黄酮，确定了最优工艺：pH为8、乙醇浓度60%、料液比1∶15，中火微波提取10 min，提取到的决明子黄酮浓度为0.05174 mg/mL。

5　内部沸腾法

内部沸腾法(Inner ebullition extraction technology)指将被提药材先浸泡在低沸点的有机溶剂中，使药中的有效成分充分吸收解吸剂，然后再往其中加入高于解吸剂的高沸点热溶剂(或是采取降压提取)，使被吸收的解吸剂来不及扩散就已经被加热至沸腾，这样沸腾产生的对流就强化了有效成分的提取过程。要实现内部沸腾需要满足三点[20]：①被药材吸收的解吸剂的沸点要低于外部加热的热溶剂；②外部热溶剂能够为解吸剂提供足够的热量；③传热速度要快。

韦藤幼等[21]采用内部沸腾法提取肉桂皮中的肉桂醛，提取一次时间仅需1～5 min，比回流提取法快4～10倍，且提取率为2.43%，高于传统水提法；赵钟兴等[22]采用解吸—内部沸腾醇提法提取银杏叶中的黄酮，结果表明解吸—热提法提取黄酮得率比水提法高0.57%，含量比水提法高1.89%，时间比水提法整整少了4～8倍；贾守洁等[23]采用内部沸腾法提取葛根中的葛根异黄酮和大豆异黄酮，结果表明在60%乙醇中解吸20 min，于90℃、80%的正丁醇中，总黄酮得率达到11.3%，当浓缩出去90%的溶剂时，葛根异黄酮与大豆异黄酮的质量比为1∶3，经液相检测，大豆异黄酮中的大豆苷含量为6.12%，葛根异黄酮中葛根素含量达到46%。

从近年的研究不难看出，内部沸腾法具有提取速度快、提取温度低、后处理工艺简单等特点。但由于目前提取设备大多不适用于此方法，所以该方法尚未被广泛使用。

6　结语

中药有效成分的提取是制药过程中的关键环节，有效的提取技术决定着成药的质量。中药中含有种类丰富的有效成分，而不同的有效成分有其独特的理化性质，所以在提取不同的有效成分时，既要考虑到提取工艺的特点，又要考虑有效成分的理化性质，尽量选择一种能够保证其生理活性和理化性质不变，而又有很高提取率的提取工艺。如常用的超临界CO2萃取技术，由于超临界状态下的CO2极性较低，所以适合用于提取醚、酯、挥发油、环氧化合物等低沸点、亲脂性的物质，而对极性高的，还需要加入夹带剂；超声提取技术和微波提取技术适用于沸点高、挥发性低的物质，比如生物碱、苷类、黄酮类等，应尽量避免蛋白质、酶、多肽等热敏性物质，这些物质在微波加热过程中易变性失活；酶提取技术在提取黄酮、苷类、多糖等有效成分上都有着很好的表现，但是酶法提取对实验要求较高，需要寻求最适的温度、pH、作用时间，还要考虑底物与酶的浓度比、激动剂和抑制剂对酶的影响等。本文所提及的技术在有效成分的提取过程中既有其独特的优势，又有其局限性，如何去选择一种合适有效的提取工艺需要研发人员不断地尝试和研究。

参考文献：

[1]江尚飞，潘伦，杨宗发，等. 中药有效成分常用提取新工艺研究进展[J]. 中国药业，2014，23(17)：1-3.

[2]梁燕明，郭伟. 山豆根中苦参碱不同提取方法的对比研究[J]. 化工技术与开发，2008，37(4)：17-19.

[3]陈明，熊琳媛，袁城. 茶叶中多糖提取技术进展及超临界萃取探讨[J]. 安徽农业科学，2011，39(8)：4770-4771.

[4]韩红梅，黄妙玲，黄永平，等. 沙姜中对甲氧基肉桂酸乙酯的超临界CO2萃取分子蒸馏提取富集[J]. 中国医药工业杂志，2011，42(5)：343-346.

[5]关建，赵文军，魏菁晶，等. 薰衣草花超临界萃取部位化学成分的研究[J]. 时珍国医国药，2009，20(4)：890.

[6]高云涛，李羚，戴建辉，等. 从鸡肝散、银杏叶和金钱草中提取分离黄酮及抗氧化活性研究[J]. 中国药学杂志，2009，44(10)：736.

[7]胡斌杰，陈金锋，王宫南. 超声波法与传统热水法提取灵芝多糖的比较研究[J]. 食品工业科技，2007，28(2)：190-192.

[8]陈虹静，黄元红，李容，等. 淫羊藿总黄酮的3种减压回流提取工艺优选[J]. 中国实验方剂学杂志，2013，19(11)：47 - 50．

[9]黄秀香，黄艳梅. 半枝莲多糖提取工艺优化[J]. 食品与机械，2013，29(2)：126-129.

[10]郑立颖，魏彦明，陈龙. 纤维素酶在黄芪有效成分提取中的应用[J]. 甘肃农业大学学报，2005，40(1)：94-96.

[11]李元波，殷辉安，唐明林，等. 复合酶解法提取三七皂苷的实验研究[J]. 天然产物研究与开发，2005，17(4)：488-492.

[12]陶涛，李立祥，张芳，等. 超声波协同纤维素酶对黄精多糖和皂苷的提取研究[J]. 食品工业科技，2011(9)：230 -234.

[13]彭晓霞，迟栋，龚来觐. 分子印迹技术在中药提取分离中的应用[J]. 中国中医药信息杂志，2009，16(1)：102-103.

[14]LAI J P, HE X W, JIANG Y，et al. Preparative separation and determination of matrine from the Chinese medicinal plant Sophora flavescens Ait by molecularly imprinted solid-phase extraction[J]. Analytical and bioanalytical chemistry，2003，375(2): 264-269.

[15]程绍玲，杨迎花. 利用分子印迹技术分离葛根异黄酮[J]. 中成药，2006，28(10)：1484-1488.

[16]雷建都，谭天伟. 利用分子印迹聚合物对外消旋药物萘普生的手性拆分[J]. 现代化工，2001，21(8)：31-33.

[17]喻世涛，熊国玺，黄龙，等. 赤芍黄芩配伍微波提取工艺研究[J]. 湖北农业科学，2012，51(9)：1853-1855.

[18]樊爱萍，刘卫，闵勇，等. 枇杷叶中齐墩果酸的提取工艺[J]. 食品研究与开发，2011，32(4)：8-11.

[19]李耀玲，林启训，庞杰. 微波辅助乙醇提取决明子黄酮的工艺优化[J]. 莆田学院学报，2013，20(2)：41-45.

[20]曾淼洋. 内部沸腾法提取中药有效成分的研究进展[J]. 大众科技，2013，14(11)：57-59.

[21]韦藤幼，赵钟兴，郝瑞然，等. 内部沸腾强化肉桂皮中肉桂醛的提取工艺及机理[J].林产化学与工业，2006，26(3)：63-65.

[22]赵钟兴，王飞，韦藤幼. 解吸—热提两步法提取银杏叶中的黄酮研究[J]. 广西科学，2005，12(2)：127-129.

[23]贾守洁，徐华东，韦藤幼，等. 内部沸腾法提取分离葛根中的葛根异黄酮和大豆异黄酮[J]. 中成药，2008(10)：1143-1145.

Research Progress on the New Extractive Techniques for the Effective Components of Chinese Medicine

CHEN Wen-ting, LIN Xian

(FujianVocationalCollegeofBioengineering,Fuzhou,Fujian, 350002,China)

Abstract:The extraction of effective components from Chinese medicine is the key link in pharmaceutical process, and the choice of extractive technique affects the officinal quality. With the development of science and technology, the extractive techniques are changing quickly. This paper summarized the common extractive techniques for the effective components of Chinese medicine, which include supercritical fluid extraction, ultrasonic extraction technology, enzyme extraction technology, molecular imprinting extraction technology, microwave extraction technique and inner ebullition extraction technology, and introduced the characteristics, the theories of these techniques and their research progress.

Key words:Chinese medicine; effective components; extraction

作者简介：陈文婷(1986-)，女，助理实验师，研究方向：中药方面. E-mail：59797630@qq.com

收稿日期：2014-12-29

doi:10.16006/j.cnki.twnt.2015.02.014

中图分类号：R284

文献标志码：A

文章编号：1637-5617(2015)02-0063-04