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1、中药现代提取新技术 一超临界流体萃取 流体是液体和气体的总称 因两者都富有流动性 又有相似的运动规律 故合称流体 超临界流体是指物质处于其临界温度和临界压强以上而形成的一种特殊状态的流体 超临界流体萃取的定义 超临界流体萃取 SFE 是一种以超临界流体代替常规有机溶剂对中药有效成分进行提取分离的新型技术 2 超临界萃取的萃取剂 非极性 二氧化碳等 萃取剂极性 甲醇等 最常用的是二氧化碳 为什么选用二氧化碳 临界温度 31 1 温和的临界条件无毒临界压力 7 38MPa 阻燃价廉易得超临界CO2溶解能力强适用于化工 医药 食品等工业 二 超临界CO2流体萃取 1 超临界CO2的溶解性能2 使用夹
2、带剂的超临界CO2萃取 1 夹带剂的定义 2 夹带剂的影响增加被分离组分在超临界流体中的溶解度 降低萃取过程的操作压力 通过选择适当的夹带剂 可使溶质的选择性大大提高 考虑三个方面的选择原则 三 超临界CO2操作工艺参数及其优选 1 工艺参数对提取效果的影响萃取过程 1 压力解析过程 溶质 2 温度溶剂 3 CO2流量 4 萃取时间萃取时间越长 萃取率越高 5 药材粉碎度药材粉碎越细 萃取速度越快 2 工艺参数的优选 压缩机 萃取釜 热交换器 二氧化碳循环泵 六 超临界流体萃取在中药提取中的应用 优点 溶剂可循环作用 且能实现无溶剂残留 特别适合于提取热敏性物质 选择性好 萃取效率高 速度快
3、操作参数易于控制 缺点 萃取范围较窄 设备要求高 基础研究需深入 复方形式药物尚待研究 二氧化碳超临界流体萃取技术的应用 超临界CO2萃取技术在国内天然药物研制中的应用超临界CO2萃取技术在食品方面的应用超临界CO2萃取技术在医药保健品方面的应用超临界CO2萃取技术在天然香精香料的提取的应用超临界CO2萃取技术在化工方面的应用 超临界CO2萃取技术的展望 超临界二氧化碳流体作为一种新型的溶剂或介质 由于自身的众多优点而倍受青睐 随着对其研究工作的深入 特别是有关基础数据的逐步完善和工程技术难题的克服 超临界二氧化碳流体萃取和超临界二氧化碳流体中的化学反应必将获得新的发展 二超声提取技术 一 定
4、义超声波是指频率为20千赫 50兆赫的电磁波 它是一种机械波 需要能量载体 介质 来进行传播 微激波 二 超声提取技术 原理 空化效应 介质内部溶解的微气泡在超声波的作用下增大 形成共振腔 然后瞬间闭合 即超声波的空化效应 微气泡 超声波 增大 共振腔 形成 植物细胞破裂 瞬间闭合 组织细胞变形植物蛋白变性 生物分子解聚 二 超声提取技术 原理 机械效应 超声波在介质中的传播可以使介质质点在其传播空间内产生振动 从而强化介质的扩散 传质 即超声波的机械效应 超声波传播 辐射压强 分子摩擦 成分溶出 介质及药材组织 导致 二 超声提取技术 原理 热效应 超声波在传播过程中 声能不断被介质所吸收
5、并全部或大部分转化成热能 导致介质本身和药材组织温度升高 促使有效成分的溶解 这就是超声波的热效应 超声波传播 声能 热能 介质吸收 促使 温度升高 三 影响超声提取效果的因素 1 超声波的频率 不同药材的不同指标成分有其适宜的提取频率 应针对具体药材品种进行筛选 2 超声波的强度 3 超声时间 一般为10 100min以内即可得到较好的提取效果4 超声温度 5 药材组织结构 改 四 超声提取技术 优点 提取过程不需要加热 提取过程为物理过程 溶剂用量少 提取物有效成分含量高 适用于热敏物质节省能源 不影响有效成分的生理活性有效成分的提取率高 利于精制 第三节微波提取技术 一 定义微波是一种频
6、率在300MHZ至300GHZ之间的电磁波 微波辅助提取又称微波提取 是微波和传统的溶剂提取法相结合后形成的一种新的提取方法 由于微波具有很强的穿透力 可以在反应物内外部分同时均匀 迅速地加热 用以提取天然植物有效成分 具有简便 快速 高效 加热均匀的优点 传统加热法的热传递公式为 热源 器皿 样品 因而能量传递效率受到了制约 微波加热则是能直接作用于被加热物质 其模式为 热源 样品器皿 空气及容器对微波基本上不吸收和反射 从根本上保证了能量的快速传导和充分利用 二 微波的特性 1 似光性2 反射性和透射性3 热特性4 非热特性 生物效应 三 微波提取的原理 微波透过对微波透明的溶剂 到达植物
7、物料内部维管束和腺细胞内 细胞内温度突然升高 连续的高温使其内部压力超过细胞空间膨胀的能力 从而导致细胞破裂 细胞内的物质自由流出 传递到周围被溶解 微波可选择性加热不同极性分子和不同分子的极性部分 从而使其从中分离 进入到介电常数较小 微波吸收能力相对较差的溶剂中 从而有效成分被提取 四 影响微波提取效果的因素 1 萃取剂的选择2 辐射时间3 物料的含水量4 微波功率的影响5 药材的性质6 固液比 五 微波萃取设备 微波萃取的展望 一 进一步探讨微波萃取机理鉴于基体物质和萃取物质的复杂性 在萃取机理方面还有大量工作需要做 因为搞清机理将进一步促进微波在天然产物萃取中的应用 二 将微波萃取的实
8、验室研究扩大为产业化研究近几年 有用于中试生产的微波提取设备问世 主要分两类 一为微波提取罐 另一类为连续微波萃取设备 我们相信 一旦这些设备应用于大生产 必将对传统中药制药业带来巨大的革命 四生物酶解技术 一 酶法提取及精制的原理1 酶法提取的原理大部分中药的细胞壁是由纤维素构成 植物的有效成分往往包裹在细胞内 纤维素则是 D 葡萄糖以1 4 D 葡萄糖苷键连接 用纤维素酶解可破坏 D 葡萄糖苷键 进而有利于有效苷元的提取 2 酶法精制的原理 中药制剂中的杂质大多为淀粉 果胶 蛋白质等 可选用相应的酶予以分解 针对根中含有的脂溶性 难溶于水或不溶于水的成分多的特性 通过加入淀粉部分水解产物及
9、葡萄糖苷酶或转糖苷酶 可使脂溶性或难溶与水或不溶于水的有效成分转移到水溶性苷糖中 酶反应较温和地将植物组织分解 可较大幅度提高效率 二 常用酶的酶解机理 1 纤维素酶 作用及适用条件 2 半纤维素酶 作用 3 果胶酶 作用及适用条件 三 影响酶法提取效果的因素 酶的种类酶解温度酸碱度降解时间其他影响因素 四 酶解技术的特点 酶可在较温和的条件下将植物组织及提取分解大分子成分 较大幅度提高药物成分 改善中药生产过程中的滤过和纯化难度 提高产品的纯度和制剂的质量 五 酶解技术的不足由于酶的种类 酶解温度 酸碱度等对酶的催化能力影响较大 因此 针对具体药物 研究酶反应的最佳条件非常重要 另外 酶提取
10、对复方有效成分疗效影响及酶残留问题等尚需进一步深入研究 五半仿生提取法 一 半仿生提取法的概念及特点从生物药剂学的角度 将整体药物研究法与分子药物研究法相结合 模拟口服给药后经胃肠道转运的环境 为经消化道给药的中药制剂设计的一种新的提取工艺 因提取条件不可能与人完全相同 所以称为 半仿生提取 半仿生提取法 特点 提取过程符合中医配伍和临床用药的特点和口服药物在胃肠道运转吸收的特点 在具体工艺选择上 既考虑活性混合成分又以单体成分作指标 这样不仅能充分发挥混合物的综合作用 还能利用单体成分控制中药制剂的质量 有效成分损失少 成份低 生产周期短 二 半仿生提取法的基本研究模式 1 具体操作将提取液
11、的酸碱度加以生理模仿 分别用近似胃和肠道的酸碱水溶液煮煎2 3次 先将药粉以一定的pH值的酸水提取 再用一定的pH值的碱水提取 提取液分别滤过 浓缩 制剂 2 研究模式方剂用SBE法提取条件的优选 方剂用SBE法提取药材组合方式的优选 方剂指纹图谱 模式识别研究 方剂SBE提取液醇沉浓度的优选 方剂4种方法提取液的成分 药效 毒性的比较 方剂不同方法提取液的药代动力学研究根据上述1 6项各项研究资料 综合分析 作出科学评价 指出该方剂是否以SBE法提取为佳 三 半仿生提取法在中药提取中的应用 半仿生提取法一般只适合水溶性大的极性有效成分的提取 SBE法能体现中医临床用药的综合作用特点 符合口服
12、给药经胃肠道转运吸收的原理 目前仍采用高温煎煮法 长时间高温会影响许多有效成分活性成分 降低药效 超临界CO2萃取技术在国内天然药物研制中的应用 目前 国内外采用CO2超临界萃取技术可利用的资源有 紫杉 黄芪 人参叶 大麻 香獐 青蒿草 银杏叶 川贝草 桉叶 玫瑰花 樟树叶 茉莉花 花椒 八角 桂花 生姜 大蒜 辣椒 桔柚皮 啤酒花 芒草 香茅草 鼠尾草 迷迭香 丁子香 豆蔻 沙棘 小麦 玉米 米糠 鱼 烟草 茶叶 煤 废油等 超临界CO2萃取技术在食品方面的应用 目前已经可以用超临界二氧化碳从葵花籽 红花籽 花生 小麦胚芽 可可豆中提取油脂 这种方法比传统的压榨法的回收率高 而且不存在溶剂法
13、的溶剂分离问题 超临界CO2萃取技术在医药保健品方面的应用 在抗生素药品生产中 传统方法常使用丙酮 甲醇等有机溶剂 但要将溶剂完全除去 又不是要变质非常困难 若采用SCFE法则完全可符合要求 另外 用SCFE法从银杏叶中提取的银杏黄酮 从鱼的内脏 骨头等提取的多烯不饱和脂肪酸 DHA EPA 从沙棘籽提取的沙棘油 从蛋黄中提取的卵磷脂等对心脑血管疾病具有独特的疗效 超临界CO2萃取技术在天然香精香料的提取的应用 用SCFE法萃取香料不仅可以有效地提取芳香组分 而且还可以提高产品纯度 能保持其天然香味 如从桂花 茉莉花 菊花 梅花 米兰花 玫瑰花中提取花香精 从胡椒 肉桂 薄荷提取香辛料 从芹菜籽 生姜 莞荽籽 茴香 砂仁 八角 孜然等原料中提取精油 不仅可以用作调味香料 而且一些精油还具有较高的药用价值 超临界CO2萃取技术在化工方面的应用 在美国超临界技术还用来制备液体燃料 以甲苯为萃取剂 在Pc 100atm Tc 400 440 条件下进行萃取 在SCF溶剂分子的扩散作用下 促进煤有机质发生深度的热分 能使三分之一的有机质转化为液体产物 此外 从煤炭中还可以萃取硫等化工产品
