中药黄芪多糖有效成分提取分离方法综述
近年来,随着中药事业的发展,传统的提取方法操作不但繁琐、费能、费时,而且杂质含量高,己经不能满足行业发展要求。本文将高压技术用于中药提取,以提取黄芪多糖为例,对提取工艺进行了系统地研究。发现高压提取技术有许多独特的优势,在中药提取方面展现出巨大潜力和应用前景。主要研究内容如下:
1.高压提取技术的各种影响因素进行了详尽的实验分析,经过大量反复地试验,初步摸索出超高压提取黄芪多糖的影响因素及其范围。
2.运用试验优化设计方法,建立数学模型分析高压提取技术的工艺过程、特点及影响高压提取效果的诸多因素。
3.采用不同的提取工艺方法提取黄芪的有效成分一多糖。比较各种提取方法的优劣。
4.对黄芪多糖的分离纯化进行了初步的实验研究,得多糖粗品。
传统中药的研究、生产、使用在我国己有悠久的历史,中医药为中华民族的繁衍生息、为人民群众的生命健康作出了不可磨灭的贡献,它是我国宝贵的文化遗产,是中华民族优秀文化和科技的璀璨瑰宝。随着人们对医药保健要求的不断提高,“回归自然”的呼声日益高涨,传统医学及天然药物在世界范围内得到前所未有的重视和应用,中药及天然药物的开发亦成为世界范围内新药开发的热点,而开发传统中药资源是我国加入WTO后最具竞争力的优势产业,是中医药走向世界的最好时机。中药黄芪多糖有效成分提取分离方法综述
中药跨出国门走向国际市场己势在必行,我国许多有关专家就此进行了多方面的研究,取得了很多成就,但也发现了许多问题,如在中药有效成分提取方法上还是主要以传统方法为主,提取出来的有效成分复杂,有效成分不明确而且含量比例较低,很难打入国际市场。中药提取分离工艺发展的滞后成为传统中医药发展和生存的瓶颈,必须对原有工艺进行优化、革新和强化。利用己有的研究成果,结合中药���产的具体情况,从基本影响因素的研究入手,对工艺流程、生产设备、操作条件作全面改造和细致摸索,给出可行的设计。通过施加外场、采用新型提取工艺等方式进行提取过程强化,研究新工艺对不同药物及其不同组分提取的影响,在进行深入药理研究的基础上,寻找最佳操作条件和可能的作用机理。
1.2中药有效成分提取分离方法综述
1.2.1煎煮法
煎煮法又称煮提法或煎浸法,是我国最早使用的传统的浸出方法。用水作溶剂,将药材加热煮沸一定的时间,以提取其所含成分的一种常用方法。适用于有效成分能溶于水,且对热较稳定的药材。传统制备汤剂皆用煎煮法,同时也是制备一部分中药散剂、丸剂、冲剂、片剂、注射剂或提取某些有效成分的基本方法之一。但用水煎煮,浸提液中除有效成分外,往往杂质较多,尚有少量脂溶性成分,给精制带来不利,煎出液易霉败变质,应及时处理。中药黄芪多糖有效成分提取分离方法综述
根据煎煮法加压与否,可分为常压煎煮法和加压煎煮法。常压煎煮法适用于一般性药材的煎煮,加压煎煮适用于药物成分在高温下不易被破坏,或在常压下不易煎透的药材。
1.2.2回流法
回流法是用乙醇等易挥发的有机溶剂提取药材成分,将浸出液加热蒸馏,其中挥发性溶剂馏出后又被冷凝,重复流回浸出器中浸提药材,这样周而复始,直至有效成分回流提取完全的方法。加热蒸馏提取时需采用回流加热装置,以免溶剂蒸发损失。小量操作时,可在圆底烧瓶上连接回流冷凝器。
回流法较渗溉法的溶剂耗用量少,因为溶剂能循环使用。但应注意,回流法由于连续加热,浸提液在蒸发锅中受热时间较长,故不适用于受热易破坏的药材成分的浸出。
1.2.3浸渍法
浸渍法是将中草药粉末或碎块装入适当的容器中,加入适宜的溶剂(如乙醇、稀醇或水),浸渍药材以溶出其有效成分的方法。本法比较简单易行,适用于受热易破坏的药材成分的浸出,但浸出率较差。一般用于粘性药物、无组织结构的药材、新鲜及易于膨胀的药材、价格低廉的芳香性药材。不适于贵重药材、毒性药材及高浓度的制剂。因为溶剂的用量大,且呈静止状态,溶剂的利用率较低,有效成分浸出不完全。另外,浸渍法所需时间较长,不宜用水做溶剂,否则其提取液易于发霉变质,通常用不同浓度的乙醇或白酒,故浸渍过程应密闭,防止溶剂的挥发损失。中药黄芪多糖有效成分提取分离方法综述
1.2.4渗漉法
渗漉法是将中药粉末装在渗溉器中,不断添加新溶剂,使其渗透过药材,自上而下从渗溉器下部流出浸出液的一种浸出方法。当溶剂渗进药粉溶出成分比重加大而向下移动时,上层的溶液或稀浸液便置换其位置,造成良好的浓度差,使扩散能较好地进行,故浸出效果优于浸渍法。但应控制流速,在渗溉过程中随时补充新溶剂,使药材中有效成分充分浸出为止。或当渗滴液颜色极浅或渗溉液的体积相当于原药材重的10倍时,便可认为基本上己提取完全。在大量生产中常将收集的稀渗溉液作为另一批新原料的溶剂之用。
渗漉法属于动态浸出,即溶剂相对药粉流动浸出,溶剂的利用率高,有效成分浸出完全。故适用于贵重药材、毒性药材及高浓度制剂,也可用于有效成分含量较低的药材的提取,但对新鲜的易膨胀的药材、无组织结构的药材不宜选用。渗溉法不经滤过处理可直接收集,因渗溉过程所需时间较长,不宜用水做溶剂,通常用不同浓度的乙醇或白酒,故应防止溶剂的挥发损失。
1.2.5水蒸汽蒸馏法
水蒸汽蒸馏法分为:共水蒸馏法(即直接加热法)、通水蒸汽蒸馏法及水上蒸馏法三种。为提高馏出液的纯度或浓度,一般需进行重蒸馏,收集重蒸馏液。但蒸馏次数不宜过多,以免某些成分氧化或分解。水蒸汽蒸馏法适用于具有挥发性,能随水蒸汽蒸馏而不被破坏,与水不发生反应,又难溶或不溶于水的中草药成分的提取分离,此类成分的沸点多在100℃以上,且在约100℃时存一定的蒸气压。当与水在一起加热时,其蒸气压和水的蒸汽压总和为一个大气压时,液体就开始沸腾,水蒸汽将挥发性物质一并带出。例如中草药中的挥发油,某些小分子生物碱如麻黄碱、萧碱、槟榔碱,以及某些小分子的酚性物质如牡丹酚C paeonol)等,都可应用本法提取。有些挥发性成分在水中的溶解度稍大些,常将蒸馏液重新蒸馏,在最先蒸馏出的部分,分出挥发油层,或在蒸馏液水层经盐析法并用低沸点溶剂将成分提取出来,例如玫瑰油、原白头翁素(protoanemonin等的制备多采用此法。中药黄芪多糖有效成分提取分离方法综述
1.2.6升华法
固体物质受热直接气化,遇冷后又凝固为固体化合物,称为升华。中药中有一些成分具有升华的性质,故可利用升华法直接自中药中提取出来。例如樟木中升华的樟脑(C camphor,在《本草纲目》中己有详细的记载,为世界上最早应用升华法制取药材有效成分的记述。游离经基葱酮类成分,一些香豆素类,有机酸类成分,有些也具有升华的性质。升华法虽然简单易行,但中草药炭化后,往往产生挥发性的焦油状物,粘附在升华物上,不易精制除去,其次,升华不完全,产率低,有时还伴随有分解现象。
1.2.7超声提取技术
超声波是一种高频机械波,主要通过超声空化向体系提供能量,瞬间空化可实现5000 ℃的高温和50MPa的局部高压。超声波能加速植物有效成分的溶出,它的次级效应,如机械振动、乳化、扩散、击碎、化学效应等也能加速欲提取成分的扩散释放并充分与溶剂混合,利于提取,因此在有机物降解和天然药物有效成分的提取等方面有一定的应用。其收率有可能大大超过索氏提取法,己被许多中药分析过程选为供试样处理的手段。该技术具有提取时间短、产率高、无需加热、低温提取有利于有效成分的保护等优点。秦某等从化学工程的角度分析,提出了超声场的湍动效应、微扰效应、界面效应和聚能效应等4个附加效应。他们以姜黄素一乙醇水溶液的浸取过程为研究对象,研究了超声场介入对固液体系的浸取速率和提取率的影响,并与升温、机械搅拌进行了比较,发现超声波提取不仅加快了动力学过程,还提高了收率,即打破了原有的平衡。郭某等应用超声从大黄中提取葱酮类成分的研究表明: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20min,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。李美琴等[}s}比较了超声波法与浸渍法对排毒养颜胶囊内容物提出率的影响,结果用超声波提取10min比浸渍法提2h的提出率还高,并且超声波对浸出物的成分无影响。中药药用成分大多为细胞内产物,提取时往往需要将细胞破碎,而现有的机械或化学破碎方法有时难于取得理想的破碎效果��超声波在中草药的提取中己显示出了明显的优势。但是,目前强化中药有效成分提取的功率超声技术还主要是应用于中药质量分析和小规模提取中。中药黄芪多糖有效成分提取分离方法综述
1.2.8微波提取技术
微波是电磁波的一部分,在微波场中,由于