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CWL-M高效离心萃取机提取天然植物有效成分分离技术

CWL-M高效离心萃取机提取天然植物有效成分分离技术
2016.06.20
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CWL-M高效离心萃取机提取天然植物有效成分分离技术     综述了目前研究应用领域中天然植物有效成分的提取、分离和纯化技术,分析了各种技术的适用性和局限性,并阐述了天然植物提取分离技术的发展前景。     天然植物所含化学成分复杂,含有多种有效成分。植物中的有效成分需要从复杂的均相或非均相体系...

CWL-M高效离心萃取机提取天然植物有效成分分离技术

    综述了目前研究应用领域中天然植物有效成分的提取、分离和纯化技术,分析了各种技术的适用性和局限性,并阐述了天然植物提取分离技术的发展前景。

    天然植物所含化学成分复杂,含有多种有效成分。植物中的有效成分需要从复杂的均相或非均相体系中提取出来,然后通过分离和去除杂质完成提纯和精制。一些传统分离技术如过滤、沉降、离心分离、蒸馏、萃取、层析、结晶、吸收、分子蒸馏、超滤、电渗析、反渗透等作为植物有效成分分离的手段历史较长,应用较多,而新近发展起来的一些分离技术,在选择性、工作效率、节能和环保方面具有明显的优越性,显示出极大的应用前景。

本文对目前从天然植物中提取分离有效成分的一些新技术和方法进行了综述。CWL-M高效离心萃取机提取天然植物有效成分分离技术

1提取、分离纯化新技术

1. 1超临界流体萃取技术

    超临界流体萃取(Supercritical  FluidExtraction,SFE)技术是以超临界流体CO2, NH3, H2O,C2H,5OH, C2H。等代替常规有机溶剂,利用流体(溶剂)在其临界点附近的某一区域内,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而进行的萃取分离技术。CO2由于适中的临界条件、无毒、无燃爆危险等诸多优点成为最常用的超临界流体。近年来,超临界CO2萃取技术已广泛应用于制药、食品、饲料、化妆品等领域的天然植物有效成分的萃取。

    植物中的一些生物碱类、胡萝卜素、菇类等化合物因其极性小,可以通过超临界CO2得到有效提取;啤酒花中酒花浸膏的提取,烟草中烟碱的脱除,天然物质中香料、精油、色素的提取和纯化,植物籽中籽油的提取和纯化等无极性或弱极性的物质多数也可以通过超临界CO2进行分离。张玉祥等建立的CO2超临界流体萃取法提取银杏叶有效成分的工艺稳定可靠,提取的总黄酮含量达27%,总内酷含量达7. 6%,均高于欧洲银杏提取物的质量标准。CWL-M高效离心萃取机提取天然植物有效成分分离技术

    纯的超临界CO2体系的极性较小,不适用于极性物质的提取。萃取分子量较小的极性物质时,可通过加入乙醇、丙酮和水等极性物质来改善萃取效果为了使超临界CO2可以用于极性大分子的萃取,Johnston等口〕将无毒的全氟聚醚碳酸按表面活性剂和水按一定比例添加到超临界CO2中,形成CO2包水的微乳液滴,这种微乳液滴的特性与水的特性相近,可以萃取某些大分子量的蛋白质。Mcclain等叫寄非离子表面活性剂和水添加到超临界CO2体系中,可形成胶束,胶束核心可作为大分子强极性化合物的溶解介质,‘僧水部分则溶于超临界CO2中。这些研究把SFE的应用领域扩展到水溶液体系,为超临界流体分离天然植物中高极性大分子化合物(如蛋白质、糖等)提供了可借鉴的方法。

但目前的超临界设备的投资较大、适合作超临界流体的溶剂不多,比较成熟的是用CO2作溶剂,这在一定程度上也会限制超临界流体萃取技术的应用范围。

1. 2大孔树脂吸附分离技术

    大孔树脂是在离子交换剂和其他吸附剂应用基础上发展起来的一种具有多孔立体结构的人工合成聚合物吸附树脂。大孔树脂的多孔特性以及巨大的比表面所具有的强大的物理吸附性能使得它可以有效吸附某些有机化合物,被吸附物根据吸附力及其分子量大小可以再经一定溶剂洗脱而达到分离、纯化、除杂、浓缩等目的,可广泛应用于植物有效成分的分离纯化。CWL-M高效离心萃取机提取天然植物有效成分分离技术

    刘某等应用H 103树脂从苦瓜中分离苦瓜多酚,其最大吸附量为64.166 7 mg/g湿树脂,吸附率、解吸率分别为95. 53%,92. 72%,具有吸附快、容易解吸、流动性好、操作简单和周期短等优势,因而可望用于规模化生产。陈某等用Y7大孔树脂成功脱除了柑橘汁中的苦味物质柠檬苦素,在该类饮料工业中有相当的应用前景。该法也成功应用于天然食用色素—桅子黄色素、番茄素等,沙棘籽渣中的总黄酮的提取分离,均得到较好的收率和纯度。

近年来大孔树脂作为一种有效的分离纯化手段,在天然植物有效成分的提取分离中取得良好效果。但大孔树脂吸附纯化理论尚不完善,其应用规律还需进一步探索。

1. 3生物酶解技术

    酶是生物体活细胞产生的、以蛋自质形式存在的一类特殊的生物催化剂。生物酶解提取(又称酶反应提取)技术根据植物细胞壁的构成,利用酶反应所具有高度专一性的特点,选用适当的酶,可以通过酶反应温和地将植物组织分解,加速有效成分的释放提取。生物酶解技术也可用于酶法分离精制,将影响液体制剂澄清度的杂质如淀粉、蛋白质、果胶等分解去除,有利于提高成分的提取率,改善生产过程中的滤过速度和纯化效果,提高产品纯度、质量和稳定性。CWL-M高效离心萃取机提取天然植物有效成分分离技术

    马某等用纤维素酶提取黄连中的盐酸小巢碱,所得盐酸小巢碱含量为4. 2%,而未经酶处理的盐酸小巢碱平均含量为2. 5%。香菇的细胞壁由蛋白质、几丁质和纤维素组成,结构紧密,一般的提取方法因难以破坏其细胞壁,提取效果不理想,王某等采用纤维素酶和菠萝蛋白酶在��菇多糖的提取过程中进行酶解处理,可以大大提高可溶性固形物的提取率,提取液除去蛋白质后用乙醇沉淀,得到6种多糖的混合物,酶法提取的多糖含量50%,无酶处理的仅含32%。也有报道叫寄生物酶技术用于提取油菜籽、玉米胚中的油脂,效果良好。

酶法提取也存在一定的局限性,对实验条件(如温度、pH值及作用时间等)要求较高,目前可用于提取的酶的种类也有限,使该技术的应用和发展也受到相应地制约。

1. 4高速逆流色谱分离技术

    高速逆流色谱技术是一种无固相载体的连续液一液色谱技术。它依靠盘绕成蛇形的聚四氟乙烯管特定的方向性及高速行星式旋转产生的离心场作用,使无载体支持的固定相稳定地保留在蛇形管中,借恒流泵输送流动相载着样品单向、低速穿过固定相,在短时间内实现样品在互不相溶的两相溶剂中高效地接触、混合、分配和传递,依样品中各组分在两相中的分配能力不同,继而达到连续逆流萃取分离的目的。CWL-M高效离心萃取机提取天然植物有效成分分离技术

    HSCCC技术由美国初创目前我国利用该技术分离、纯化天然产物的研究及应用方面居国际领先地位。与其他分离手段相比,最大的优点是不用固相载体作固定相,并具有分离纯度高、不存在载体对样品的吸附和污染、样品回收率高、适用范围广、可一步制备纯品的优点,既适用于小量分析,也可用于规模纯化。

    20世纪80年代后期,HSCCC技术广泛应用于天然药物成分的分离制备和分析中。该技术应用于生物碱、黄酮、葱醒、香豆素等成分的分离都取得了较好的效果。该技术也成功用于类胡萝卜素、番茄红素、花青素、紫胶红酸等天然食用色素的提取分离和纯化。

近年来,HSCCC设备的保留能力和分离性能极大提高,使其能采用双水相体系进行生物大分子如蛋白质和核酸的分离和纯化。HSCCC技术也有某些不足之处,如消耗溶剂量较大、固定相、流动相等溶剂的选择和确定多依赖于经验和大量实验等。CWL-M高效离心萃取机提取天然植物有效成分分离技术

1.5分子印迹分离技术

    分子印迹技术是20世纪90年代发展起来的一种新的亲和分离技术,其核心是制备具有分子识别能力聚合物,即先以待分离的化合物为印迹分子(也称模板、底物),同具有一定官能团的功能单体相互作用,在交联剂的作用下形成具有大孔、网状的分子印迹聚合物(M工P),然后通过溶剂洗脱、在一定条件下水解或其他方法除去模板分子,聚合物中就形成了与模板分子空间匹配的具有多重作用点的空穴。这样的空穴便可以与待分离混合物中的模板分子进行特异性的亲和作用,从而可以用这种分子印迹聚合物为固定相来进行分离、纯化待分离的物质。

    Sellergren首次报道将分子印迹聚合物用于固相萃取,近年来,这种技术相继用于医药、食品、环境分析样品以及天然产物有效成分的提取分离。雷启福等「z1〕将该技术用于分离富集茶叶提取物茶多酚中的儿茶素活性单体EGCG,获得了满意的效果。贺湘凌等「zz7用环糊精分子印迹聚合物分离纯化葛根素,可一步分离纯化到98%,收率达80%以上,而传统的方法进行分离纯化则需要6步,收率仅为10%左右。

分子印迹技术还存在诸多问题:功能单体的种类太少,不能满足某些印迹分子的需求;M工P制备技术有待于进一步研究开发,以提高其识别能力、增加结合量和使结合位点更均匀;天然生物

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