中药提取新技术在（实际）生产中的应用

中药提取新技术在（实际）生产中的应用 摘要：通过对大孔吸附树脂提取、超临界萃取、超声波提取等新技术的论述，指出它们在中药提取应用中的优点与不足，并展望其应用前景。 ??关键词：中药提取；新技术；应用 ??我国从上个世纪20年代就开（始）了现代中药的研究，（标志着我国传统药学）从本草学阶段进入了现代药学阶段。（特别）在中药提取分离有效成分方面取得了巨大成就，提高了中药材的利用率和治疗效果。目前中药提取中较为常用的方法有煎煮法、水蒸馏法、溶剂浸提法等。其优点为操作简便，对工艺、设备的要求不是很高，应用较为广泛。但它同时也存在一些缺点，如：提取时间长，提取液中含有较多杂质，给下一步精制带来不便，从而影响有效成分提出率。 ??随着现代科学的发展，越来越多的先进技术被应用到中药提取中来，如：大孔树脂吸附提取技术、超临界萃取技术及超声波提取技术在中药生产中的应用，较传统的提取方法而言，中药中有效成分的提取纯度更高、方法更加简便，对优化中药剂型和工艺，变"有效的粗提物"为"有效的精提物"，提供了有利的技术支持。 1、大孔树脂吸附提取技术 ??大孔吸附树脂是一类不带离子交换基团的大孔结构的高分子吸附剂，属多孔性交联聚合物。主要是以苯乙烯、二乙烯苯为原料，在0.5％的明胶水混悬液中，加入一定比例的致孔剂聚合而成。它具有良好的网状结构和很高的比表面积，通过物理吸附从水溶液中有选择地吸附有机物质，从而达到分离提纯的目的。它是继离子交换树脂之后发展起来的一类新型的分离介质。可以分为非极性、中等极性与极性吸附树脂三类。 大孔吸附树脂由于其骨架材料的不同而有非极性与极性之分，其孔径可在制备时根据需要加以控制。 ??大孔吸附树脂能够吸附液体里的物质（吸附剂），其原理为：任何固体内部的分子，在其周围受到的作用力是相等的，而固体表面上分子受到的作用力是不均等的，故在其表面遇到与其电荷相反的物质，即发生吸附作用。而大孔吸附树脂的吸附作用主要是通过表面吸附、表面电性或形成氢键等来实现的。 ??大孔树脂提取技术的应用，使中草药有效成分单体或复方中某一成分的含量指标提高。具有快速、高效、方便、灵敏、选择性好等优点。目前，采用此技术对中药材中皂苷类、生物碱类、黄酮及内酯类等有效成分的提取应用效果较好。 ??杜江在《大孔树脂吸附法在黄褐毛忍冬总皂苷提取中的应用研究》[1]中，对黄褐毛忍冬总皂苷提取中分别采用乙醇回流提取后，用有机溶剂梯度萃取与水煮后用大孔树脂D3520吸附提取方法进行比较，前者为提取皂苷的通用方法，但工艺较复杂，用有机溶剂提取成本较高，采用梯度萃取，在实际生产操作中较为困难，而采用水提取结合树脂的使用，不仅简化了工艺、降低了成本而且使单一成分产品的收率和质量都明显提高，具有使用价值。 ??本厂抗感泡腾片就是采用大孔树脂吸附的方法对处方中的赤芍进行芍药苷的提取，其方法是水煎液浓缩至一定相对密度，过滤后，用大孔树脂柱吸附，先用水洗脱，再用70%的乙醇液洗柱脱附，得洗脱液，回收乙醇，收得浸膏，再进行下一步片剂的制备。采用此方法的好处是：赤芍中有效成分芍药苷的提取率有了较大提高，而所得浸膏数量相对较少，为下一步的制备提供了有利的技术支持。 ??此外，用大孔树脂吸附的方法对中药中生物碱类、黄酮及内酯类成分的提取应用也较为广泛。 ??杨桦等人以乌头碱为指标，考察四种树脂D101型、D201型、AB-8型、XAD-7型对乌头碱的吸附，用正交试验设计，以树脂的种类、乙醇的浓度、供试液的pH为考察对象，从而选择提取分离制川乌、制草乌中总生物碱的最佳工艺，试验结果认为：以AB-8型树脂、80％乙醇浓度、pH5的条件为宜。证明，弱极性树脂、较高浓度乙醇及弱酸性药液对川、草乌总生物碱有较好的分离提取效果[2]。 ??李兆龙等人用日本产的非极性大孔吸附树脂(如Diaion HP-10，HP-20，HP-21)等分离银杏叶黄酮等。将银杏叶粗粉经50％~70％乙醇提取，提取液浓缩放冷，析出不需要的成分，滤液用大孔吸附树脂分离，用水洗柱，再用60％~70％乙醇水溶液解吸被吸附的提取物，所得提取物用高效液相色谱分析，得黄酮类成分大于20％，银杏内酯含量在5％以上。如果在水洗柱之后，用低浓度的乙醇洗柱(如5％乙醇水溶液)再用60％~70％乙醇水溶液解吸提取物，黄酮苷含量可达24％以上[3]。国产D101树脂也可以用于分离银杏叶黄酮，D101树脂对银杏黄酮的吸附量约为2g／ml，可得产品含总黄酮约为38％[4]。 ??采用大孔树脂吸附中草药中的有效成分，有以下优点： ??1.1对于对pH较敏感生物活性物质，易受酸碱作用而失去活性，采用大孔吸附树脂，既能选择性吸附，又便于溶媒洗脱，整个过程pH不变。 ??1.2大孔吸附树脂对有机物选择性良好，可富集有效成分，即使在大量的无机盐存在的情况下也无影响，还可以减小工作流程。 ??1.3大孔吸附树脂有良好的脱色去臭作用，其效果不亚于活性炭。 ??1.4吸附树脂的物理与化学稳定性高，可以重复使用。 ??1.5溶媒法是液液萃取法，所用溶媒耗量大，回收较难，而且有些化学成分长时间在溶媒中结构不稳定。采用大孔吸附树脂法，不仅溶媒用量少，而且避免了由于溶媒而产生的乳化现象。 ??1.6 所得提取物纯度高，品质好，杂质少，便于下一步的制剂。 ??同时，采用大孔吸附树脂法也存在不足： ??1.6.1吸附树脂品种、规格繁多，在确定工艺条件时，需要优选。用一种树脂在同一条件下，较难提取多种化学成分。因此，建议在中药复方制剂提取多种有效成分时，应采取多种提取方法并用的形式，尽可能多地提取不同的有效成分。 ??1.6.2对工艺技术条件要求较高，操作较复杂。 ??1.6.3树脂的前处理要求较严格，否则，有效成分易从废液中流失。 在树脂前处理时，先用5%HCl洗脱，后用纯化水洗至中性，再用2%NaOH洗脱，后用纯化水洗至中性，连续生产时，用95%乙醇洗柱，后用纯化水洗至醇为零度，即可再次使用。树脂对前处理及再生过程要求较严格，每次处理必须彻底，否则对有效成分的提取的效果和纯度有较大影响。 ??综合大孔吸附树脂法使用的优缺点，我们认为采用大孔吸附树 脂法在获取中草药中有效成分的提取率及 质量纯度方面，具有较大优势，为该项技术的应用提供了良好的发展前景。 2、超临界萃取法 ??超临界流体萃取(Supercritical fluid extraction，缩写SFE)是一种以超临界流体(SF)代替常规有机溶剂对中草药有效成分进行萃取和分离的新型技术，其原理是物质处于超临界温度和临界压力以上状态时，成为单一相态（超临界流体），在超临界温度条件下，改变压力即可改变超临界流体的极性，从而改变其溶解性。利用流体(溶剂)在临界点附近某区域(超临界区)内对待分离混合物中的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的性质，利用这种SF作溶剂，可以从多种液态或固态混合物中萃取待分离组分。常用的SF为CO，因其超临界温度低（31.3℃）,可在常温下操作，对大部分物质称化学惰性，有效地防止热敏性成分和化学不稳定性成分高温分解和氧化；并具有易于控制、无毒、不污染样品，不易燃易爆，易于制成高纯气体、价廉的特性，易于安全地从混合物中分离出来。 ??与传统的提取分离法相比，SFE最大的优点是：可在近常温条件下提取分离不同极性、不同沸点的化合物，几乎保留产品中全部有效成分，无有机溶液残留，产品纯度高，收率高（特别对大分子量、高沸点、热敏性物质的提取分离尤显优势），节能，通过改变萃取压力、温度或添加适当的夹带剂，可改变萃取剂的溶解性和选择性。 ??利用SFE提取和分离中草药成分，已引起国内外学者的关注，并进行了广泛研究，提出了许多中草药的SFE工艺条件，正逐步推广应用到生产中去。 ??李箐等采用超临界CO萃取法提取当归中的挥发油，选用5L HA-9508型超临界萃取装置，由两个解析釜进行分离。萃取釜、解析釜Ⅰ，Ⅱ、冷却釜温度分别为：44℃、65℃、60℃、5℃；萃取釜和两个解析釜的压力为30MPa、10Mpa和8Mpa。得棕色油状液体，收率为1.5%，与用水蒸汽蒸馏法的收率（0.32%）对比，提高4倍。 ??另有李桂生等考察超临界CO萃取法与水蒸气蒸馏法提取当归挥发油含量，通过比较，认为用国产5L HA121-50-06超临界萃取装置，采用一级分离的超临界CO流体萃取法所得的当归挥发油与水蒸气蒸馏法提取当归挥发油组分及其主要组分（Z）-藁本内酯的含量基本一致，因而，两种方法所得的当归油的物质基础是一致的。但超临界CO流体萃取法所得的当归挥发油的收率（0.91%）比水蒸气蒸馏法所得的当归挥发油收率（0.48%）提高近1倍，其主要原因可能是当归油主要组分藁本内酯的异构化所致。藁本内酯为一热不稳定易氧化物质。水蒸气蒸馏法提取过程温度过高，为一开放系统，其过程易造成对热不稳定及易氧化成分的破坏。超临界CO流体萃取过程温度低， 系统密闭，可避免对热不稳定及 易氧化成分的破坏。因而超临界CO流体萃取法为提取当归挥发油的理想方法。 ??目前，中药生产中采用超临界萃取法提取有效成分的应用不是很广泛，所采用的超临界萃取装置，大多为小于1000L的单解析釜，若要进行工业化生产，设备能力和操作水平还有待于进一步完善。中药制剂的质量在很大程度上依赖于中药提取分离的效果，加快利用先进的提取分离技术和设备对促进产品质量将起到非常重要的作用。 3、超声波提取技术 ??超声波提取技术是利用超声波产生的强烈振动、高的加速度、强烈的空化效应、搅拌作用等，加速药物有效成分进入溶剂，从而提高了提出率，缩短了提取时间，并且免去了高温对提取成分的影响。 ??应用超声波提取技术可提取中草药中生物碱、苷类等多种的有效成分。因此把超声波作为提取的一种手段，在这个领域中具有良好的应用前景。 ??应用超声提取法从大黄中提取蒽醌类成分的研究表明：超声处理10min，总提取率可达95.25％，而煎煮3h，总提取率仅为63.27％；超声提取20 min，提取率可达99.82％；用纸层析及HPLC对两种方法提取产物进行分析，表明超声处理对产物结构无影响。在研究从黄连根茎中提取黄连素时，分别对超声波处理时间、超声波频率及硫酸浓度等进行了考察。结果表明用20kHz超声波提取30 min与浸泡24 h提取率相同(8.12%)，核磁共振波谱仪对提取产物研究说明超声波对黄连素结构无影响。用不同频率的超声波从槐米中提取芸香苷与热碱提取-酸沉淀比较，超声法无需加热，只需用频率20kHz的超声波处理30min，提取率就可提高47.6％。超声波用于从黄连中提取小檗碱的常规碱性浸泡工艺中，超声提取30 min所得到的小檗碱提取率比碱性浸泡24h高50％以上。 ??有人从槐米中提取芸香苷(芦丁)，用超声波提取40min，其得率为22.53%，是目前大生产得率的1.7~2倍，可节约原药材30％~40%，而用浸泡48h，其得率只有12.23％。可见，超声波是提取植物中苷类的一种有效方法。 ??除上述几种中药提取新技术外，还有很多新技术，正逐步应用到中药提取生产中来，如：酶工程技术、微波技术、高速逆流色谱分离技术等，在工业生产中均有应用。 ??目前，国内中药生产中，对原料和工艺过程基本上还处于较低水平控制，国家已成立了中药现代化工程研究中心，对中药制备技术进行深入研究。通过采用先进的提取技术，能够优化中药制备工艺，提高中药中有效成分的收率和纯度，使其在质量上达到均一、可控、稳定，从而保证和提高中药的疗效，使其成为符合国际标准的现代中药。 参考文献： 1.杜江，等.大孔树脂吸附法在黄褐毛忍冬皂苷提取中的研究. 中国中药杂志，2001，26（10）：685. 2.杨桦，等.大孔树脂用于川草乌中总生物碱的分离提取 ."99中国药学学术会议论文集"，下册：669. 3.李兆龙，等.用树脂法和酶法从银杏叶中提取黄酮类化合物的介绍.中成药，1994，16（10）；52. 4.肖顺昌. 银杏叶黄酮制备工艺研究 .中国医药工业，1990，21（8）：341. 5.李箐，等.超临界CO2萃取当归挥发油的研究. 1996，19（2）：187. 6.李桂生，等.超临界CO2萃取法与水蒸气蒸馏法提取当归挥发油的比较.中草药，2001，32（7）：581. 7.郭孝武，等.陕西师范大学学报，1991，19（3）：89. 8.郭孝武，等.中国中药杂志，1995，20（11）：673 . 9.郭孝武，等.陕西师范大学学报，1996，25（1）：50. 10.郭孝武，等.陕西师范大学学报，1997，25（11）：47. 11.Takashi Akiyama,et al.Carbohydr Res.,1988,178:320.