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中药提取分离技术的研究进展

2016-03-12周春源旺建伟

黑龙江中医药 2016年2期
关键词:逆流大孔超临界

周春源 旺建伟

(黑龙江中医药大学·哈尔滨 150040)

中药提取分离技术的研究进展

周春源 旺建伟*

(黑龙江中医药大学·哈尔滨 150040)

中药在我国传统的防治疾病中起着重要作用,是中华文化的伟大宝库。中药的研究是从有效成分或部位的提取、分离工作开始的。常用的传统提取分离方法,如煎煮法、回流法、浸渍法、渗漉法等,在提取有效成分、去除无效杂质方面,存在着有效成分流失大、周期长、工序多、提取率低等问题。随着科学技术的发展,中药提取中的各种高新技术不断地出现并得以广泛的应用,大大促进了中药产业的发展。本文拟对以下几种高新中药提取技术作一综述。

1 大孔树脂吸附分离技术

大孔树脂是由20世纪60年代发展的一种新型吸附剂,既有物理吸附性,又因其多孔状的结构而具有筛选的作用。[1]大孔树脂可应用于多种药用成份的分离纯化,也可用于含量测定前,样品的预分离。应用大孔吸附树脂提取药物的有效成分,具有分离度好、特异性强、重现性好、无杂质干扰、灵敏度高、容易实现规模化等优点。[2]

近些年,大孔吸附树脂法已经广泛的应用在中药有效成分的提取与分离。 耿家玲等用大孔吸附树脂对三七叶中的总皂苷进行分离纯化,工艺流程已基本成熟,并进入日处理茎叶40kg 的中试阶段,所得三七叶苷含量达95%以上,提取率6%以上。[3]大孔吸附树脂分离技术在应用上也有一定的局限性,主要应用于皂苷、黄酮、生物碱等成分。

2 酶法提取技术

中药提取时,细胞原生质体有效成分向提取介质中扩散,须克服细胞壁以及细胞间质的双重阻力。通过一些合适的酶类,如纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶等,作为药用植物细胞,使细胞壁,细胞间质中的纤维素、半纤维素、果胶等物质降解,破坏细胞壁上的致密结构,促使细胞壁胞间质结构产局部疏松、膨胀、崩溃等,减少细胞与细胞间质等传质屏障对有效成分的扩散质阻力,从传质角度提高有效成分提取率。[4]吕卫明等应用新方法-酶水解法从黄芩中提取分离黄芩素。[5]酶法提取,收率显著较高,具有较大的应用潜力。但该技术也有局限性。酶法提取对实验条件要求严格,为使酶发挥最大作用,应先实验确定最适温度、pH 及时间等因素。

3 超临界流体萃取技术

超临界流体萃取,是一种用超临界流体(SCF) 代替常规有机溶剂从中草药中提取有效成分的新型技术,其原理是利用流体(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SCF作溶剂,可以从多种液态或固态混合物中萃取出待分离组分,常用的SCF为CO2,因CO2无毒,不易燃易爆,价格低廉,临界压力和温度较低,安全性高。[6]

其最大的优点是能在接近常温的条件下提取分离极性与沸点不同的化合物,能够几乎保留中药的全部有效成分,无有机残留,因此,其中药有效成分提取的纯度高,而且收率高,操作简单、节能。[7]葛氏等研究了超临界C02萃取柴胡挥发油和皂苷的工艺,大大提高收率,缩短提取时间,而挥发油的组成一致,只是各成分的含量有差异。[8]超临界萃取技术也有其局限性,比如: 常用的C02-SFE只适用于提取亲脂性、分子量小类成分,对分子量大、极性大的物质提取需大幅度提高萃取压力,且设备投资高,这就给应用带来了一定的困难,但随着高压技术的发展和加夹剂的深入研究,必将促进超临界萃取技术的推广应用。[9]

4 微波辅助提取技术

微波辅助提取技术是频率介于300MHz-300GH之间的电磁波, 具有很强的穿透性和很高的加热效率。微波提取是指在天然药物有效成分的提取过程中或提取的前处理中,引入微波场,利用微波场的特性和特点来强化有效成分浸出的新型提取方法。[10]微波提取的优点是选择性高、操作方便、提取时间短、溶剂消耗少、提取率高、没有噪音、适合用于热不稳定成分而且能够在短时间内灭活药材中的水解酶,微波提取可应用于水提、醇提和挥发油的提取等过程中。

5 半仿生提取技术

半仿生提取技术是将整个药物研究法与分子药物研究法相结合,从生物药剂学的角度,模拟口服给药及药物经胃肠道转运的原理,为经消化道给药中药制剂设计的一种新的提取工艺。[11]原料药先用合适pH 的酸水提取, 然后用合适pH的碱水提取, 提取液分别滤过、浓缩, 制成。杨氏等人应用半仿生技术在中药中提取黄酮类成分,取得显著效果。实验表明这种新提取法可以提取和保留更多的有效成分,生产周期短,生产成本低。多种复方制剂的研究提示,半仿生提取技术法有可能替代水提取法。[12]

6 动态逆流提取

动态逆流提取技术是近十年来用于中药提取方法中的新兴技术之一。它是应用数个提取单元间物料和溶剂的合理浓度梯度排列和相应的流程配置,结合物料的粒度、提取单元组数、温度和溶媒用量,循环组合,对物料进行提取的一种新技术[13]。该技术与传统方法相比,具有提取收率和提取效率高、能连续生产、应用范围广、生产成本低等优点。罐组式动态逆流提取是将2个以上的动态提取罐机组串联,提取溶媒沿着罐组内各罐药料的溶质浓度梯度逆向地由低向高顺次输送通过各罐,并与药料保持一定提取时间并多次套用。该技术集萃取、重渗漉、动态和逆流技术为一体,具有多种用途,与传统提取方法比较,提取率高,生产能耗少,成本低,且对生产设备要求不高,大多数厂家通过对现有多功能提取罐进行设备改造,即可建成罐组式动态逆流提取设备[14]。

随着科技的飞速发展, 越来越多的高新技术将会运用到中药的提取和分离的研究工作中。这些高新技术具有传统方法无法比拟的优点,必将有效的推动中药产业的进步和发展,必将更加有利于继续挖掘伟大的中医药宝库。

[1] 季大洪,苏瑞强,等.高新工程技术在中药提取分离中应用[J].时珍中药研究,2000,4,1(4):369-370.

[2] 杨桦,等.大孔吸附树脂用于川草乌中总生物碱的分离提取[J].中成药, 2000, 22(8): 535.

[3] 耿家玲,等.三七叶甙的开发与利用[J]. 云南中医药学报, 2001, 24( 3) : 7-8.

[4] 沈爱英,等.复合酶法提取姬松茸子实体多糖的研究[J].食用菌,2001,23 (3):7.

[5] 吕卫明,等.酶水解法提取分离黄芩素的研究[J].中国中药杂志,1991, 16(2):742.

[6] 葛发欢,等.超临界CO2流体萃取穿心莲有效成分的正交试验研究[J].中药材,2002,25(2):101.

[7] 胡润淮,等.中草药提取新技术的应用[J].天然产物研究与开发,2001,11(4): 25.

[8] 李颍,袁昌齐.银州柴胡的化学成分研究[J].中国野生植物资源,1995; (4): 1.

[9] 付玉杰,等.超临界CO2萃取甘草中甘草次酸的工艺研究[J].中草药, 2003,34(1):31.

[10] 欧阳丽娜,李兰林,吴雪,向大位,孙晓博,向大雄.正交设计优选竹节参总皂苷微波提取工艺的研究[J].中草药,2010,10:1639-1642.

[11] 卢艳花.中药有效成分提取分离技术[M].北京:化学工业出版社,2005:22-23.

[12] 杨姜德,刘可越,何明,裘佳龄.半仿生技术在中药黄酮类成分提取中的应用进展[J].南昌大学学报(医学版),2015,05:87-89+100.

[13] 李金麟,宗宪明.中药提取技术探析[J].中医中药,2010(9): 170.

[14] 韩丽,谢秀琼,杨明,等.丹参动态阶段连续逆流提取工艺研究[J].中成药,2009,31(5):721.

(2016-03-16 收稿)

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