中药提取典型技术工艺应用案例

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第一篇:中药提取典型技术工艺应用案例

中药提取典型技术工艺应用案例

超临界CO2萃取技术、分子蒸馏技术、超重力场技术是目前国际上较新的三大提取分离技术、采用这些技术对中药进行提取分离纯化,实现中药现代化具有重要意义。

(一)超临界萃取新技术在中药提取分离中的应用

超临界流体(Supercritical Fluid,简称SF或SCF)是指超临界温度(Tc)和临界压力(Pc)状态下的高密度流体。超临界流体具有气体和液体的双重特性,其粘度与气体相似,但扩散系数比液体大得多,其密度和液体相近。超临界流体对物质进行溶解和分离的过程就叫做超临界流体萃取(Supercritical Fluid Extraction,简称SFE)。其基本原理为:CO2的临界温度(Tc)和临界压力(Pc)分别为31.05℃和7.38MPa,当处于这个临界点以上时,此时的CO2同时具有气体和液体双重特性。它既近似于气体,粘度与气体相近;又近似于液体,密度与液体相近,但其扩散系数却比液体大得多。是一个优良的溶剂,能通过分子间的相互作用和扩散作用将许多物质溶解。同时,在稍高于临界点的区域内,压力稍有变化,即引起其密度的很大变化,从而引起溶解度的较大变化。因此,超临界CO2可以从基体中将物质溶解出来,形成超临界CO2负载相,然后降低载气的压力或升高温度,超临界CO2的溶解度降低,这些物质就沉淀出来(解析)与CO2分离,从而达到提取分离的目的。不同的物质由于在CO2中的溶解度不同或同一物质在不同的压力和温度下溶解状况不同,使这种提取分离过程具有较高的选择性。

1、超临界CO2流体萃取技术在中药现代化中应用的优越性

用超临界CO2萃取技术进行中药研究开发及产业化,和中药传统方法相比,具有许多独特的优点。1.1萃取能力强,提取率高。用超临界CO2提取中药有效成分,在最佳工艺条件下,能将要提取的成分几乎完全提取,从而大大提高产品收率和资源的利用率。同时,随着超临界CO2萃取技术的不断进步,全氟聚醚碳酸铵(PFPE)的应用,把超临界CO2萃取扩展到水溶液体系,使得难以提取的强极性化合物如蛋白质等的超临界CO2提取已成为可能。

1.2萃取能力的大小取决于流体的密度,最终取决于温度和压力,改变其中之一或同时改变,都可改变溶解度,可以有选择地进行中药中多种物质的分离,从而可减小杂质使中药有效成分高度富集。便于减小剂量和质量控制,产品外观大为改善。

1.3超临界CO2临界温度低,操作温度低,能较完好地保存中药有效成分不被破坏,不发生次生化。因此,特别适合那些对热敏感性强、容易氧化分解破坏的成分的提取。

1.4提取时间快、生产周期短。超临界CO2提取(动态)循环一开始,分离便开始进行。一般提取10分钟便有成分分离析出,2-4小时左右便可完全提取。同时,它不需浓缩步骤,即使加入夹带剂,也可通过分离功能除去或只是简单浓缩。

1.5超临界CO2提取,操作参数容易控制,因此,有效成分及产品质量稳定。

1.6超临界CO2还可直接从单方或复方中药中提取不同部位或直接提取浸膏进行药理筛选,开发新药,大大提高新药筛选速度。同时,可以提取许多传统法提不出来的物质,且较易从中药中发现新成分,从而发现新的药理药性,开发新药。

1.7超临界CO2还具有抗氧化、灭菌作用,有利于保证和提高产品质量。

1.8超临界流体萃取应用于分析或与GC、IR、MS、LC等联用成为一种高效的分析手段。将其用于中药质量分析,能客观反映中药中有效成分的真实含量。1.9经药理、临床证明,超临界CO2提取中药,不仅工艺上优越,质量稳定且标准容易控制,其药理、临床效果能够保证或更好。

1.10超临界CO2萃取工艺,流程简单,操作方便,节省劳动力和大量有机溶剂,减小三废污染,这些无疑为中药现代化提供了一种高新的提取、分离、制备及浓缩新方法。

2、超临界CO2流体萃取技术在中药提取分离及中药现代化中的应用方式及前景

从“八五”期间国家“八五”攻关项目“超临界CO2萃取技术在中草药生产中的应用研究与开发”到“九五”期间承担多项中国重点项目(有关SFE技术研究开发中药新药)以来,包括萃取分离研究和药理毒理研究及新药的开发研究,取得了重要的科技成果:①证明了超临界CO2萃取技术可应用于中药领域;②总结了SFE在中药中应用的规律性;③提出较为适合中药萃取的超临界设备结构类型;④总结了超临界CO2萃取中药的优越性,证明了用超临界CO2萃取中药,不仅工艺上优越,而且还能保持中药本身的药理活性;⑤研究开发出一批具有较好前景的品种,有的已工业化,走向市场。

根据研究开发实践,认为超临界流体萃取技术应用于中药提取分离及中药现代化,具有较大的潜力和可观前景。SFE应用于中药,结合几个典型的研究开发实例,可将其分为如下几个方面。

2.1SFE与中药有效成分或中间原料的提取

这一方面主要是指那些已具备质量标准的单体或有效部位的提取,往往本身就是产品,只要达到标准,便可进入市场。这是SFE技术应用于该领域中的较为容易进行的一个方面。

2.1.1超临界流体萃取法从黄花中提取青蒿素(Artemisinin)的新工艺。青蒿素来自菊科植物黄花蒿(Artemisia annua)的一种倍半萜内酯类成分,是我国唯一得到国际承认的抗疟新药。然而本应属于中国的东西,中国仅占国际市场份额的0.5﹪。传统的汽油法存在收率低、成本高、存在易燃易爆等危险,用SFE工艺,从0.1升、5升设备小试到25升、50升设备中试放大,一直到200升设备的工业化生产证明,超临界CO2萃取工艺可用于青蒿素的生产,青蒿素产品符合中国药品标准。超临界CO2萃取工艺比传统法(如汽油法)优越,产品收率提高1.9倍,生产周期缩短约100小时,成本降低447/Kg,可节省大量的有机溶剂汽油,避免易燃易爆的危险,减少三废污染,大大简化生产工艺。该新工艺已取得发明专利证书。在最近召开的中国青蒿素成果产业化发展战略研讨会上,已初步决定推广这种新工艺,以达到占国际市场份额的3-5﹪的目标。

2.1.2贯叶连翘提取物的超临界CO2萃取 贯叶连翘提取物是目前国际流行的十大植物提取物之一,主要用于治疗忧郁症。提取物是用贯叶连翘药材经水煮或醇提、浓缩、干燥而得。采用超临界CO2萃取工艺,达到出口标准,比传统工艺优越。

2.2SFE与中药化学成分的研究

这里主要是指超临界CO2萃取分离技术应用于中药有效成分的研究或中药化学成分的系统研究,即植物化学范畴。它是新药研究的基础。用超临界CO2萃取技术进行植物化学的研究,可大大简化提取分离步骤,能提取分离到一些用传统溶剂法得不到的成分,节约大量的有机溶剂。

2.2.1红豆杉中紫杉烷类化学成分的研究 红豆杉中紫杉烷类成分的提取分离,传统的植物化学分离要得到单体纯品难度很大,步骤较为繁琐,原料经多次浸提浓缩后,有机溶剂多次萃取,再进行多次柱层析,此过程中,要用多种有毒的有机溶剂,如氯仿或二氯甲烷等。我们用超临界CO2萃取技术对云南红豆杉(Taxusyunnensis)的化学成分进行研究,经超临界CO2提取3小时所得粗浸膏,含杂质较少,较易分离到单体,该浸膏只需进行一次硅胶柱层析就能得到6个紫杉烷类单体和2个其他单体,UV、IR、HNMR和CNMR、MS等光谱分析和化学鉴定,它们分别为紫杉醇(taxol),taxuchin A,taxinine J,baccatin Ⅲ,1-hydroxybaccatinⅠ及β-谷甾醇和硬脂酸-1-甘油酯,得率较溶剂法高。

2.2.2姜黄(Curcuma longa)油化学成分的研究及姜黄油提取 超临界CO2提取姜黄油,其收油率事水蒸汽的1.4倍,生产周期只是旧工艺的1/3。对所得的姜黄油进行GC/MS分离鉴定,其化学组成主要有姜黄酮等26个成分组成,其组成与水蒸汽的差不多。姜黄油的超临界CO2提取已应用于生产中。用超临界CO2进行中药挥发油或脂肪油化学成分的研究较为简单,只要1-2个小时提取油后,直接进行GC/MS-计算机联用技术分析,即可鉴定油中化学成分。在黄花蒿、当归等挥发油的研究中,SFE能提取出水蒸汽蒸馏法提取不出的成分。

2.3SFE与名优中成药生产工艺改革及二次开发

我国现行生产的很多中成药是经过长期的临床实践开发出来的。但由于生产工艺落后,存在质量不稳定、服用剂量大、外观颜色差、疗效未能充分发挥、缺乏可控的质量标准等问题,加之药效、安全性评价等原因,难以进入国际市场。采用SFE等先进技术进行工艺改革或二次开发,是实现中药现代化较为快捷的途径,是一个较为重要的方向。

2.3.1复方丹参制剂中丹参提取的工艺改革 丹参酮类是从唇形科植物丹参(Salvia miltiorrhiza)中提取的总酮类及其它成分的总称,是制备各种丹参制剂如复方丹参片,丹参酮ⅡA磺酸钠注射液(主要用于心脑血管病)和丹参酮胶囊(主要用于抗菌消炎)原料主要成分,其中丹参酮ⅡA是药典规定用于质量控制的有效成分,各药厂的提取方法主要是乙醇热回流提取,然后浓缩成浸膏,用于各种制剂。由于提取能力差和长时间加热提取或浓缩,有效成分损失严重,往往浸膏丹参酮A含量在0.15%-1%左右,再做成制剂,往往丹参酮ⅡA检测不出或含量太小,药典标准都难以达到,近几年国家取消不少药厂的复方丹参片制剂的生产批文,原因大多与此有关。我们用超临界CO2萃取法对此进行了工艺改革,从小试到中试直到生产证明,收率比旧工艺高,生产周期缩短,有效成分丹参酮ⅡA高度浓缩,含量平均≥20%,最高可达80%左右,此工艺已应用于多个药厂的复方丹参制剂(如复方丹参片)的生产,并保持了应有的临床效果。

2.3.2大蒜注射液的工艺改革 大蒜注射液为临床上广泛应用的中药制剂,传统的生产工艺是水蒸汽蒸馏配制而成。用超临界CO2萃取法对此工艺进行改革,并应用于临床。结果证明,不仅工艺优越,而且还能提高疗效。SFE制剂对粘膜真菌感染性疾病,总效率提高18.42%;对深部真菌感染性疾病,总有效率提高33.34%。2.3.3柴胡注射液的工艺改革 柴胡为伞形科柴胡属植物,具解表、退热、疏肝解郁之功能。其主要有效成分为挥发油和柴胡皂甙。由于柴胡注射液有较好的退热、解表效果,国内许多制药厂家一直用水蒸汽蒸馏法提取挥发油制成柴胡注射液。近来有报道,柴胡注射液具有抗抽搐作用,且毒性低,起效时间长,可能会成为一直抗癫痫辅助药,但由于柴胡注射液中挥发油浓度低,用药剂量大。而用传统的水蒸汽蒸馏法生产存在产油率低、操作温度高、成分易损失等问题。柴胡皂甙有明显的中枢抑制作用和抗炎作用,还具有特异性阻碍胆碱酯酶和显著的利尿作用,对于柴胡皂甙的提取,由于传统工艺温度高、受热时间长,某些柴胡皂甙含量降低或损失殆尽。运用超临界CO2萃取技术对柴胡挥发油及其皂甙进行提取分离,工艺上显示了极大的优越性。该挥发油及皂甙具有较好的解热、解表及抗癫痫药效学作用,效果强于传统工艺的。

2.3.4穿心莲片的工艺改革 该品种为药典品种,销售量较大。但药典工艺是用85%乙醇提取2次,然后浓缩成浸膏,做成制剂。由于提取力差及浓缩的破坏,致使片中脱水穿心莲内酯达不到药典要求,影响疗效。采用SFE工艺,可极大地提高有效成分的含量,降低成本,与传统工艺相比具有极大的优势。2.4SFE与单方中药新药的研究与开发

单味中药制剂是传统中药制剂的一部分。用SFE对单味中药进行提取工艺、药理毒理研究及新药的开发在国内仍然是一个空白。此过程中,既要考虑有效部位的提取效率,又要考虑药理毒理效果。2.4.1蛇床子有效部位的超临界CO2提取及治疗妇科炎症药效学研究 蛇床子为伞形植物蛇床(Cnidium monnieri)的果实。传统的中医主要用于妇科炎症的治疗。采用超临界CO2提取,工艺上表现出有效成分收率高,提取时间短及有效部位高度浓缩等优越性,但药效上是否保持传统中医的药用效果呢?为此,按照新药审批的有关要求,对蛇床子超临界CO2提取的有效部位进行抗妇科炎症的药效学研究,结果证明蛇床子用超临界CO2工艺提取有效部位进行新药开发,不仅工艺优越,质量上稳定且容易控制,而且,还能保持传统中医的治疗效果。

2.4.2苦参总碱的超临界CO2提取及苦参总碱注射液二类新药的研究

2.5新复方中药超临界CO2提取及新药研究

在中药领域,用超临界CO2萃取技术对中药新复方进行提取工艺研究及新药开发也是一个空白。中药复方是传统中药的最主要的部分,也是中药与国际接轨难度最大的部分。医药同行多年来进行了大胆的探索,目前在国家主管部门的主持下,组织了“中药复杂体系中重大科学问题探讨”,计划对复方中药进行跨行业、多学科交叉、全方位的研究与开发,以解决中药复杂体系中重大科学问题,实现中药现代化。其中,超临界流体技术被推荐为中药复杂体系中中药产业现代化的新技术之一。首次用SFE技术对中药复方进行的研究证明,中药复方的研究与开发可以应用SFE新技术。复方雪莲栓剂二类新药的研究

在对几味单方中药SFE研究(包括药效学)的基础上结合传统中医理论组成的一个中药复方。在用SFE技术对该复方新药进行研究过程中,我们发现:①按处方比例混合四味中药并粉碎后,投入萃取釜中,在合适的SFE参数条件下,四味中药中的有效成分均被提出(TLC、HPLC、GC等配合检测),提取效果和单味中药提取效果差不多。②复方提取时,有效部位(浸膏)收率比单味提取有所增加,如四味中药分别单独提取时,有效部位收率分别为6.96%、2.13%、2.51%、4.36%,复方提取有效部位收率达7.25%。复方浸膏收率比单味浸膏收率高,有可能是因为复方提取时,一些中药成分的提取由于互溶作用,促进其它中药成分的提取。③按照此类中药复方的传统用药和提取方法,进行了该复方的传统提取,发现此复方浸膏的收率高达9.7%,比SFE的7.25%高0.34倍,然而其中有效成分,比SFE提取低近40倍。说明传统复方提取杂质多,有效成分少,外观颜色差,且批与批间重复性较差,而复方的SFE提取,有效成分高度浓缩,杂质少,外观颜色较好,批间重复性较好。④药效学证明,该复方SFE有效部位,具有传统中医所要求的药效,且复方后具有协同补充效果。该新药已基本完成了临床前研究。2.6 SFE技术与中药质量标准

质量标准是影响中药进入国际市场的又一重要因素。采用先进、准确的分析方法进行中药质量控制有利于中药现代化。曾有报道分析型超临界CO2流体萃取技术用于药物分析具有省时、样品用量少、条件易于控制、不分解也不污染样品等优点,特别是能从复杂基体中分鉴定痕量组分。因此,对成分复杂的中药特别是复方中药的分析就为适用。特别值得提出的是,它应用于分析可能更为准确其客观评价所要分析的有效成分的含量。如青蒿和穿心莲药材中青蒿素和脱水穿心莲内酯的含量测定,用超临界CO2提取为前处理,测出含量比经典分析方法的高。

3、结束语

3.1 超临界CO2萃取新技术完全可用于改造传统中药产业,和传统中药生产工艺比,具有极大优越性和市场潜力。这一领域将是超临界CO2萃取技术的主要方向。

3.2 超临界萃取技术应用于中药或天然药物,要从单纯的进行中间原料的提取转向于兼顾单味、复方中药新药的开发应用或对现行我国生产的各优中成药工艺改革或二次开发上,以及配合我国正在进行的中药现代化战略行动。

3.3 SFE技术应用于中药,还要加强有关基础研究和应用研究。因为中药化学成分复杂,可分为非极性、中等极性和强极性三部分,对于前二类可以在不加或加入夹带剂下提取。但对强极性化合物如蛋白质、多糖类,曾经认为用超临界CO2提不出来,随着研究的不断深入,用全氟聚醚碳酸铵(PFPE)使CO2与水形成了分散性很好的微乳液,把超临界CO2提取中药中一类具有特殊活性水溶性成分提供了新方法。这一研究提示,原来认为难以提取的成分只要加强类似的应用基础研究,包括国产设备工作压力提高的研究等还是可以解决的。

3.4 加强分析型超临界流体萃取或超临界色谱在中药分析中的应用,不断改革传统经典的分析方法。

3.5 虽然SFE技术在应用过程中面临设备一次性投资较大的问题,但和传统溶剂提取法相比,由于它在生产过程中投资较小,以及具有很多优越性,因此在实现中药现代化和国际接轨的战略行动中将会发挥较大的作用。

(二)解决中药提取中温度偏高问题的工艺设备

中药生产过程一般由提取-精制(醇沉)-浓缩-制剂等工序组成,各工序独立性较强,而提取则是首当其冲的关键工艺。提取的工艺和设备决定了其提取物的质量,也即基本决定了产品成分的质量。同时,采取的工艺和设备也直接与生产的成本息息相关,也即与企业的效益紧紧联系。

目前我国中药及相关企业(包括保健品、食品、化妆品等)大多数对植物药材的提取工艺为热回流提取法。这种方法具有投资不大,提取周期短,操作维修方便等优点,基本适合我国目前国情。但是,由于其提取罐采用夹套蒸汽加热,罐内在常压操作之下,所以物料的温度在100℃(水提)~80℃(醇提)左右。微压下温度还要高些。这使许多热过敏性的但具有药用价值生物活性的组分会遭受不同程度地破坏,从而影响了提取组分的质量。例如,用75℃的乙醇提取当归中的主要有效成分阿魏酸,在上述加热提取时罐内常压下的温度为78℃左右,结果在提取液中检测不出有效成分。而实践证明在提取温度小于65℃时,其有效成分才能不被破坏。同样,对何首乌提取时,其主要成分之一蒽醌的温度也不能超出100℃。

但是要在较低的温度下采用热回流提取,目前我国这方面的生产工艺设备尚不够成熟。通常采用低温浸渍或渗漉的方法,但这两种方法加工的时间即周期很长,一般需要几天到十几天,甚至有几十天的。因此生产效率较低,而且有效成分还不一定能完全提出。目前报刊书籍文献报道得比较多的先进方法是二氧化碳超临界萃取法(SFE-CO2)。有人把它称为是提取工艺现代化发展的方向和潮流趋势,是实现中药产业化,与国际接轨的重要技术。使用这种方法能在较低的温度下(CO2的临界温度31.08℃,实际操作的温度在35~70℃)将植物中的某种有效成分提取出来,纯度也很高。然而,这种方法在工艺上也有很大的缺陷,这是由于使用该方法其选择性很强,即只能一次针对药材中某一种成分的提取。而我们知道,中药的最大特点,也是它与西药在成分和作用上的很大区别在于中药是主要以生物为原料(大多为植物)的,而某一植物内其有价值的物质决不只是一种,而至少是上百种。更何况成药是多种药用植物(生物)的组合配方。正是这些多组分生物活性的成分之间的相互协调作用对人体起了治疗、免疫调节、强身健体的功能。一般来说,中药的治疗、康复、调养、延年益寿的道理是基于其中医的辨证施治及养生的理论。这既是针对性的又是全方位的、协调的、平衡的、和谐的、合乎天人合一、阴阳平衡的辨证统一之说,其内涵及其丰富且博大精深。

说道哲理,我们还是回到CO2超临界萃取技术上来,由于该技术的重要特点选择性强,因而就决定了它的局限性的一面。但从另一方面来说,这一点的好处在于这种特点如若运用在对药材及产品成分的研究、检测和分析上还是十分有用的,运用在大生产上就显得有些“只及一点(某一种成分),不顾其余(其它成分)”了。此其一。第二也是很关键的一点,就是其设备装置的造价非常昂贵。如1000L的萃取罐设备就要200万美元,再加上配套设备,进口的保险费、运输费、关税、其它税费、手续费等等,简直是一个巨大的天文数字,国内一般厂家只有望而却步。此外,还有操作、维修、配件供应、技术培训等一系列的诸多问题均制约了这种技术的推广应用。由于萃取罐是高压设备,也就制约了它的体积(直径)不能太大,因而一次的投料量就很有限,所以产量也受到限制,故现阶段大力鼓吹用这种方法生产并不现实,也与我国的国情不相符合。此外,还有超声波和微波提取法等,据说很有前景,但是还处在研究开发阶段,未见在大生产应用的报道。

那么,是不是我们就没有更好、更经济、更有效的手段和方法来解决开始所提到的问题了呢?回答是否定的。有人想到能否在提取罐上采用减压的方法来降低沸提取呢?这种理论上是完全正确的。然而,我们知道:在提取操作时,溶媒必须经冷凝回流,才能维持提取的连续操作。这就给我们出了一道难题,真空系统该怎么个接法?

按照现在提取系统的设备安装方式,真空管是很难找到它合适的位置的。这是因为它有可能有的位置只有三个:

1、在提取罐上。这种接法显然不妥,因为尚未冷凝的溶媒蒸汽会从真空管被大量带走,反而达不到回流的目的,相反造成溶媒的损失。

2、接在冷凝器后,冷却器前。此方法虽然比上面的好,但由于冷却器的真空度要大于提取罐的真空度,溶媒也不能顺利地回流到提取罐内,除非冷却器与提取罐有足够的高位差使液体的静压力能够与之平衡其差额。但是要做到这一点也比较困难,因为这要提高冷却器的安装高度,更要提高冷凝器的高度,而我们都知道,这在实际上是难做到的,因为冷凝器原来就够高的了。

3、放在冷却器后。这里同样存在与上面第二点一样的问题。

所以要解决问题得另辟蹊径。而现在这个难题已获得解决。一种简而行之有效的方法(装置)已经研究并设计出来且经过实践验证效果非常之好。你不要担心还要花上几十万的投资购置新的装置,而有可能在现有提取设备装置的基础上稍加改造即可达到这个目的。

本案的技术特点、先进性、用途及市场前景、效益预测:

1、特点

本技术装置为一带控制阀门的金属容器。通过本装置的实施利用,可使得目前大量中药生产企业在用提取罐进行提取的生产过程中使得其提取温度保持在较低的状态下沸腾提取(醇提小于42℃,水提小于55℃)。这样保持了中药中的活性有效成分不致在较高的提取温度(水提100℃左右,醇提85℃左右)下受到破坏,从而大大提高了产品的质量和收率,缩短了生产周期,且节省了能源,因而进一步大大降低了生产成本。为解决中药现代化的关键技术之一。提取工艺迈出实实在在的一步。

2、先进性

符合现代生物工程的理论使活性物质有效保存下来的特点。同时,由于是低温提取,避免了中药材原料中很多无效成分例如淀粉在高温下水解成的糊精等夹带入药液中,从而增加了后处理的难度,继而增加了生产成本的弊端。所以本装置为先进的生产工艺装置。

3、用途

中药材的低温提取。

4、市场前景

本装置具有极其广阔的市场前景。特别是目前我国已将中药的现代化作为发展的战略目标和重点攻关的课题及积极扶持的对象。中药行业处于一个极有潜力和为市场看好的行业,且我国的中药企业为数很多,也亟待提高产品的质量和效益,而且就目前使用提取罐的厂家即可利用该技术进行改造,花费低,见效快。所以,一旦推出必将受到市场极大的关注和欢迎。

5、效益预测

用户(包括现有用提取罐生产中药的企业和药械厂)和投资者均不需投入很大的资金即可受到很好的效益,且该技术具有普遍适用的特点,因此,效益是不言而喻的。

(三)中药提取、分离纯化辅料的选用

开发中药注射剂药剂辅料的选用与开发化学药品注射剂辅料的选用差别较大,开发中药注射剂使用的辅料有自己的特点,首先要选择适宜的溶剂提取有效成分或有效部位,然后要选用适宜的辅料和工艺进行分离纯化,得到叫纯的提取物(中间体),最后才选用适宜的辅料和工艺成型。因此,开发中药注射剂辅料的选用侧重于中药提取、分离纯化时辅料的选用,涉及溶剂、浸出辅助剂、絮凝澄清剂、吸附剂、抗氧剂及抗氧增效剂等的选用。中药成型工艺辅料的选用与化学药品注射剂基本相同,涉及溶剂、助溶剂与增溶剂、抗氧剂与抗氧增效剂、PH值调节剂、渗透压调节剂、膨松剂等类辅料的选用。

1、溶剂类辅料的选用

第二篇:中药提取工艺研究发展

综述

中药提取工艺研究发展

临床药学2008-1班 百合提努尔·胡达拜地 学号:*** 摘要:中药提取工艺路线设计直接影响到中药制剂的有效安全。本文综合分析了当前中药提取工艺设计思路,并经通塞脉微丸中间提取物制备工艺的比较研究,提出中药提取工艺设计应以复方整体作为研究对象,按照传统汤剂制备方法制备提取物,进而针对复方组成药物所含有的活性成分类型,选择性采用适宜的分离精制方法,逐步排除无效物质、非疗效相关物质,最终获得能够保持原方疗效和安全性的中间提取物。

[1] 关键词: 中药;提取工艺,研究发展

前言:提取是从药材原料中分离有效成分的单元操作,直接关系到产品有效成分的含量,影响内在质,量、临床疗效、经济效益及GMP的实施。中药制剂的研究和生产从传统制剂原粉成型的丸、散到浸提型制剂如颗粒剂、浸膏片、胶囊、口服液、注射液等的兴起和发展,是半个世纪来中药制剂进步的特征,应属于从传统制剂进入改进制剂的时期行归纳概述。基本内容:

[2]

。本文对近年来传统与现代中药提取工艺进1.传统工艺

传统工艺包括浸渍法, 水提醇沉工艺,水煎煮法, 渗漉法, 回流法, 水蒸汽蒸馏法。下面我们简单的介绍一下几个传统工艺:

1.1 浸渍法

浸渍法按提取的温度和浸渍次数可分为:冷浸渍法、热浸渍法、重浸渍法。浸渍法适用于粘性药物、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。

1.2 水提醇沉工艺

中药水提液经浓缩后在常温或低温下加入乙醇进行醇沉,乙醇既作为溶剂来溶解浓缩液中的有效成分,又作为沉淀剂来沉淀某些杂质。

1.3 水煎煮法是在草本植物中加入适量的水,然后加热至一定温度并保持一定时间后滤出煮液的方法。该方法不仅简便易行,而且能煎出大部分有效成分,是最常用的提取草本植物中活性成分的方法之一煎药机优于传统煎煮法。杨璐璐等

[4]

[3]。

发现用GNG 中药抽出机比直火加热法和

[5]蒸气煎药法制备汤剂的总固体含量高出2倍以上, 且保质时间长。张晓燕等发

[6]现中药抽出机制备的槐花散汤中芦丁含量明显大于常压直火煎煮法。梁文能等发现煎药 机煎煮的黄连解毒汤中黄芩苷的含量高于传统煎煮法。

2.新工艺

新工艺包括:微波萃取, 超临界流体萃取(SFE), 酶法提取, 超声提技术, 罐组式动态逆流提取工艺, 半仿生提取法 2.1 超滤

超滤(Ultrafiltration)技术是一种膜滤法,也有错流过滤(Cross Filtration)之称。它能从周围含有微粒的介质中分离出10~100A的微粒,这个尺寸范围内的微粒,通常是指液体内的溶质。其基本原理是在常温下以一定压力和流量,利用不对称微孔结构和半透膜介质,依靠膜两侧的压力差作为推动力,以错流方式进行过滤,使溶剂及小分子物质通过,大分子物质和微粒子如蛋白质、水溶性高聚物、细菌等被滤膜阻留,从而达到分离、分级、纯化、浓缩目的的一种新型膜分离技术[7]。

2.2 超临界流体萃取超临界流体萃取(supercr itical fluid ex traction, SFE)技术是以超临界流体CO2、NH 3、H 2O、C2H 5OH、C2H6等代替常规有机溶剂, 在超临界状态下, 将超临界流体与待分离的物质接触, 通过控制不同的温度、压力以及不同种类及含量的夹带剂, 使超临界流体有选择性的把极性大小、沸点高低和分子量大小的成分依次萃取出来2.3 生物酶解技术

[8]。

生物酶是一种能力巨大的催化剂, 酶可以作用于污染物质中复杂的化学链, 将其降解为小分子有机物或CO2、H2O 等无机物, 有机物的处理则通过酶反应形成游离基, 游离基发生化学聚合反应生成高分子化合物沉淀, 经过滤即可除去。与其他微生物处理方法相比, 酶技术的应用具有催化效率高、反应条件温和、对设备要求低、反应速度快等优点2.4 半仿生提取法

[9]。

半仿生提取法(semi2bionic extraction method , SBE)是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,运用于经消化道给药的中药制剂的一种新的提取工艺。将中药原料分别用近似胃和肠道的酸碱水溶液提取2~3 次,即先用一定pH 的酸水提取,继以一定的pH 的碱水提取,提取液分别滤过,浓缩,制成制剂。酸碱法是针对单体成分的溶解度和酸碱度有关的性质,在溶液中加适量的酸或碱,调节pH 值至一定范围,其目的是使单体成分溶解或析出。

近几十年来,中草药的生产实现了一定程度的机械化和半机械化。传统中药往往被认为有效成分含量低、杂质多、质量不稳定,因此用药多建立在经验的基础上,不能与现代医学接轨。为解决这个问题,中药必须走提取和纯化的道路

[10]。

1.玉屏风总多糖水提醇沉工艺条件优化

目前关于YTP 醇提水提工艺条件的优化已经见报道

[12-13],该工艺流程复杂,要消耗大量的乙醇,提取次数多,运行费用高,不利于产业化。采用水提醇沉法提取玉屏风总多糖,以玉屏风总多糖得率为考察指标,通过正交试验得出影响提取效果诸因素的主次关系依次是醇沉最终浓度、料液比和提取时间。根据正交试验得出最佳工艺条件为料液比1∶ 12,在90 ℃下浸提时间为1.5 h,90% 乙醇沉淀。据此工艺条件进行提取可使YTP 得率达到4.31%2.数字化超声连续中药萃取装置的应用

数字化超声连续中药萃取装置的特点:与常规提取工艺相比,数字化超声连续中药萃取装置具有如下特点:(1)对萃取温度、时间、超声频率及功率、进料及进液速度等实现数字化动态自动控制,实现了远程操作控制常温常压超声连

[11]

。续萃取生产;(2)设计螺旋式物料输送机构,实现连续批量自动化生产,自动上料,自动进料,自动出渣,降低了生产成本,实现了自动控制;(3)萃取效率高;(4)超声萃取适应性广,不受成分极性、分子量大小的限制,适用于绝大多数种类中药材和各类成分的提取;(5)萃取药液杂质少,有效成分易于分离、纯化。萃取成本低,综合经济效益显著

[14]。

目前我国中药材提取工艺主要为静态提取,药材的提取停留在单台提取的水平,效率较低,属于间隙操作,劳动条件较差,与医药GMP 要求相差甚远,和世界先进的天然药物提取水平差距巨大。

[15]

结论:综上所说,虽然在中药提取工艺上有很大的进步,提取技术趋向于现代化,全自动化,但还需要更进一步的发展,作为医学生我们应该认真勤奋学习中药提取工艺技术,为我们国家的医学发展事业付出一份努力而奋斗。

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医杂志,2010,(3):505.[14] 王成东,杨华登.数字化超声连续中药萃取装置的结构、特点[J].装备应用与研

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第三篇:微波萃取技术及其在中药有效成分提取中的应用

微波萃取技术及其在中药有效成分提取中的应用

来源:中国论文下载中心 [ 08-05-22 15:35:00 ] 编辑:studa20

作者:王志祥,李红娟,万水昌,李菊,乐龙

【摘要】微波萃取技术是一种新型高效分离技术,也是中药现代化的关键技术之一。文章简要介绍了微波萃取技术的基本原理、特点及其在中药有效成分提取中的应用。在此基础上,提出了今后微波萃取技术的主要研究方向。

【关键词】微波萃取;中药有效成分;研究方向

微波萃取技术是利用微波的热效应对样品及其有机溶剂进行加热,从而将目标组分从样品基体中分离出来的一种新型高效分离技术。与传统萃取技术相比,微波萃取技术具有许多独特的优点,被誉为“绿色萃取技术”,并已成为实现中药现代化的主要关键技术之一。本文简要介绍了微波萃取技术的基本原理、特点及其在中药有效成分提取中的应用。在此基础上,提出了今后微波萃取技术的主要研究方向。

微波萃取技术的基本原理

微波萃取主要是利用微波强烈的热效应,但微波加热方式不同于传统的加热方式。在传统的加热方式中,容器壁大多由热的不良导体制成,热由器壁传导至溶液内部需要一定的时间;此外,液体表面气化而引起的对流传热将形成自内而外的温度梯度,因而仅一小部分液体与外界温度相当。而微波加热是一个内部加热过程,它不同于普通的外加热方式将热量由外向内传递,而是同时直接作用于内部和外部的介质分子,使整个物料被同时加热,即为“体加热”过程,从而可克服传统的传导式加热方式所存在的温度上升较慢的缺陷。微波萃取离不开合适的溶剂,因此微波萃取可作为溶剂提取的辅助措施。溶剂提取法是根据中草药中各种成分在溶剂中的溶解性能差异,选用对有效成分溶解度大,而对无效成分溶解度小的溶剂,将有效成分从药材组织内提取出来。采用微波协助提取,可以使溶剂提取过程更为有效。

当被提取物和溶剂共处于快速振动的微波电磁场中时,目标组分的分子在高频电磁波的作用下,以每秒数十亿次的高速振动产生热能,使分子本身获得巨大的能量而得以挣脱周围环境的束缚。当环境存在一定的浓度差时,即可在非常短的时间内实现分子自内向外的迁移,这就是微波可在短时间内达到提取目的的原因。微波萃取的机理可从以下3个方面来分析:①微波辐射过程是高频电磁波穿透萃取介质到达物料内部的微管束和腺胞系统的过程。由于吸收了微波能,细胞内部的温度将迅速上升,从而使细胞内部的压力超过细胞壁膨胀所能承受的能力,结果细胞破裂,其内的有效成分自由流出,并在较低的温度下溶解于萃取介质中。通过进一步的过滤和分离,即可获得所需的萃取物。②微波所产生的电磁场可加速被萃取组分的分子由固体内部向固液界面扩散的速率。例如,以水作溶剂时,在微波场的作用下,水分子由高速转动状态转变为激发态,这是一种高能量的不稳定状态。此时水分子或者汽化以加强萃取组分的驱动力,或者释放出自身多余的能量回到基态,所释放出的能量将传递给其他物质的分子,以加速其热运动,从而缩短萃取组分的分子由固体内部扩散至固液界面的时间,结果使萃取速率提高数倍,并能降低萃取温度,最大限度地保证萃取物的质量。③由于微波的频率与分子转动的频率相关连,因此微波能是一种由离子迁移和偶极子转动而引起分子运动的非离子化辐射能,当它作用于分子时,可促进分子的转动运动,若分子具有一定的极性,即可在微波场的作用下产生瞬时极化,并以24.5亿次/s的速度作极性变换运动,从而产生键的振动、撕裂和粒子间的摩擦和碰撞,并迅速生成大量的热能,促使细胞破裂,使细胞液溢出并扩散至溶剂中。在微波萃取中,吸收微波能力的差异可使基体物质的某些区域或萃取体系中的某些组分被选择性加热,从而使被萃取物质从基体或体系中分离,进入到具有较小介电常数、微波吸收能力相对较差的萃取溶剂中。综上所述,微波能是一种能量形式,它在传输过程中可对许多由极性分子组成的物质产生作用,并使其中的极性分子产生瞬时极化,并迅速生成大量的热能,导致细胞破裂,其中的细胞液溢出并扩散至溶剂中。从原理上说,传统的溶剂提取法如浸渍法、渗漉法、回流提取法、连续回流提取法等均可加入微波进行辅助提取,从而成为高效的提取方法。

微波萃取的特点

微波具有波动性、高频性、热特性和非热特性四大特点,这决定了微波萃取具有以下特点。

2.1 试剂用量少、节能、污染小。

2.2 加热均匀,且热效率较高。传统热萃取是以热传导、热辐射等方式自外向内传递热量,而微波萃取是一种“体加热”过程,即内外同时加热,因而加热均匀,热效率较高。微波萃取时没有高温热源,因而可消除温度梯度,且加热速度快,物料的受热时间短,因而有利于热敏性物质的萃取。

2.3 微波萃取不存在热惯性,因而过程易于控制。

2.4 微波萃取无需干燥等预处理,简化了工艺,减少了投资。

2.5 微波萃取的处理批量较大,萃取效率高、省时。与传统的溶剂提取法相比,可节省50%~90%的时间。

2.6 微波萃取的选择性较好。由于微波可对萃取物质中的不同组分进行选择性加热,因而可使目标组分与基体直接分离开来,从而可提高萃取效率和产品纯度。

2.7 微波萃取的结果不受物质含水量的影响,回收率较高。基于以上特点,微波萃取常被誉为“绿色提取工艺”。

当然,微波萃取也存在一定的局限性。例如,微波萃取仅适用于热稳定性物质的提取,对于热敏性物质,微波加热可能使其变性或失活。又如,微波萃取要求药材具有良好的吸水性,否则细胞难以吸收足够的微波能而将自身击破,产物也就难以释放出来。再如,微波萃取过程中细胞因受热而破裂,一些不希望得到的组分也会溶解于溶剂中,从而使微波萃取的选择性显著降低。微波萃取技术在中药有效成分提取中的应用

3.1 黄酮类物质的提取

黄酮类成分具有降压、降血脂和抑制血小板聚集等功能,在大部分中药中均存在。黄酮类化合物的传统提取方法主要有水煎煮法、浸提法或索氏提取法,但费时费力且收率较低。微波萃取在黄酮类物质的提取上具有良好的效果,在提取过程中具有反应高效性和强选择性等特点。刘忠英等[1]采用常压回流微波提取法提取刺五加叶中的总黄酮,结果表明提取率可达48.2 mg/g,远高于索氏提取法的34.7 mg/g,而提取时间却由索氏提取法的8h缩短至14 min。刘志勇等[2]采用微波提取法萃取荆芥中的总黄酮,结果表明提取时间可由常规法的2 h缩短至20 min,且提取液中的总黄酮含量可由常规法的0.71%提高至1.11%。周谨等[3]以水为溶剂来提取银杏黄酮,考察了微波功率、微波作用时间、溶剂用量及水浴浸提时间等因素对黄酮提取率的影响,结果表明微波水提法的黄酮平均提取率为60.5%,比常规法高出40%,而提取时间为1 h,比常规法缩短了50%。

3.2 生物碱的提取

生物碱是生物体内一类含氮有机物的总称,多数生物碱具有较复杂的含氮杂环结构和特殊而显著的生理作用,是中草药中的重要成分之一。刘覃等[4]利用微波萃取技术从龙葵中提取总生物碱,结果表明提取时间可由回流提取法的6 h缩短至8 min,产率则由8.40μg/g增加至10.77 μg/g。范志刚等[5]利用微波萃取技术从麻黄中提取麻黄碱,结果表明提取率可由常规煎煮法的0.183%提高至0.485%。查圣华等[6]利用微波萃取技术从千层塔中提取石杉碱甲和石杉碱乙,结果表明提取时间可由传统回流提取法的2 h缩短至90 s,而石杉碱甲和石杉碱乙的回收率分别达到94.3%和93.6%,比传统回流提取法高出10%以上。

3.3 苷类物质的提取微波对某些化合物具有一定的降解作用,且在短时间内可使药材中的酶灭活,因而用于提取苷类等成分时具有更突出的优点。郭振库等[7]研究了黄芩中的黄芩苷微波提取工艺,并与超声提取法进行了对比,结果表明微波提取法具有提取时间短、工艺稳定等特点,提取率可达13.12%。黎海彬[8]对微波辅助水提取罗汉果皂苷的工艺进行了研究,结果表明该工艺的罗汉果皂苷平均提取率可达70.5%,比常规水提法高出45%,且提取时间可缩短50%。龚盛昭等[9]利用微波萃取技术提取黄芪皂苷,结果表明提取时间可由直接加热法的3 h缩短至8 min,而皂苷产率则由1.65%增加至2.42%。

3.4 萜类和挥发油的提取萜类化合物是一类具有广泛生物活性的天然药物有效成分,植物中的挥发油大多富含单萜和倍半萜类化合物。挥发油的沸点较低,传统提取工艺具有提取温度高、提取时间长、易破坏有效成分的缺陷,致提取收率低。而微波提取可瞬间产生高温,具有提取时间短、提取效率高等优点。成玉怀等[10]利用微波萃取技术提取红景天叶中的挥发油,结果表明提取时间可由传统提取法的5 h缩短至20 min,而挥发油含量则由0.15%提高至0.40%。鲁建江等[11]利用微波萃取技术从佩兰中提取挥发油,结果表明提取时间可由传统提取法的5 h缩短至20 min,而挥发油的含量则由1.830%提高至2.106%。陈宏伟等[12]利用微波萃取技术从荆芥叶中提取挥发油,结果表明提取时间可由传统法的5 h缩短至20 min,而挥发油含量则由0.89%提高至1.10%。朱晓薇等[13]利用微波萃取技术从丹参中提取丹参酮IIA,结果表明提取率为1.815 mg/g,与传统提取法的1.808 mg/g相当,但提取时间则由传统提取法的7.6 h缩短至30 min。Hao J Y等[14]利用微波萃取技术从黄花蒿中提取青蒿素,结果表明提取率可达92.1%,提取时间可由索氏提取法的几个小时缩短至12 min。

3.5 多糖类物质的提取

中药多糖是一类具有显著生物活性的生物大分子物质,许多多糖具有抗肿瘤、增强免疫力、抗衰老和抗病毒等作用,因而受到国内外研究者的重视。与常规提取法相比,微波萃取法在选择性与提取时间上都表现出无可比拟的优越性。王莉等[15]对黄芪多糖的微波萃取工艺进行了研究,结果表明提取时间仅为常规法的1/12,提取的多糖含量为6.55%。王莉等[16]还利用微波萃取技术从天花粉中提取天花粉多糖,结果表明提取时间仅为常规法的1/12,而多糖收率则由常规法的0.840 9%提高至18.301 2%。刘红等[17]利用微波萃取技术提取山楂多糖,结果表明提取率可由传统提取法的10.05%提高至16.07%,而提取时间则由3 h缩短至20 min。付志红等[18]利用微波萃取技术提取车前子多糖,并与水提法和超声提取法进行了对比,结果表明提取时间分别为65 s、1 h和30 min,而提取率则分别为1.867%,1.243%,1.764%,可见微波萃取法的提取时间最短,提取率最高。

3.6 其他物质的提取目前,微波萃取技术还用于中药中的其他物质如色素、蒽醌类、有机酸等物质的提取。黎彧等[19]利用微波萃取技术从紫荆花中提取色素,结果表明提取时间可由溶剂浸提法的24 h缩短至30 s,而提取率则从90.2%提高至92.1%。王巧娥等[20]利用微波萃取技术提取甘草中的甘草酸,并与超声提取法、室温冷浸提取法和索氏提取法进行了对比,结果表明微波萃取54 min与室温冷浸44.3h、索氏提取4h的甘草酸得率相当。郝守祝等[21]以正交试验筛选出的较佳微波萃取方案为实验组,与常规煎煮法及95%乙醇回流提取法进行对比,结果表明微波萃取法对大黄游离蒽醌的提取效率要明显优于常规煎煮法,而与95%乙醇回流提取法的相同,但提取时间由回流提取法的2 h缩短为20 min。

今后的主要研究方向

微波萃取技术是提取中药有效成分的有效手段,已成为实现中药现代化的关键技术之一。从中药现代化的角度,今后的研究方向主要应集中于以下两点。

4.1 加强微波萃取的基础理论研究虽然许多研究者对微波萃取植物组织中的天然产物的机理进行了大量的研究,但由于基体物质和被萃取物质的复杂性,在萃取机理方面仍有许多工作要做。今后应特别注重微波作用下的传质机理研究,并建立描述微波萃取过程的热力学和动力学模型,这对微波萃取设备的开发和过程的优化设计是至关重要的。此外,迄今为止,有关微波萃取技术用于提高中药有效成分的含量或收率以及缩短提取时间方面的报道很多,但有关微波对中药有效成分的药理作用和药物疗效影响的研究则少有报道,这方面尚有许多工作要做。

4.2 微波萃取过程的工程化研究有关微波萃取技术提取中药有效成分的报道很多,但大多数微波萃取过程还停留于实验室小样品的提取及分析,所用设备较为简陋,许多甚至还在使用家用微波炉,因而不能提供工业化生产所需的基础数据。今后应加强微波萃取过程的放大研究及其配套设备的开发,以推动微波萃取过程的工程化。

可以预见,随着研究的不断深入,微波萃取技术一定能为中药现代化作出更大的贡献。【参考文献】

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第四篇:中药提取车间建议

中药提取车间建议

一、酒精库(危险品库)

1.要求:防雷、防爆,距离锅炉房大于20米,距离仓库及车间大于15米;

2.设置:设西南角;

3.优点:距离提取车间近,减少运输管路,并且为下风向;

4.缺点:距离居民建筑近,存在安全隐患。

二、中药仓库

1.要求:是否设置阴凉库(如:阿胶贮藏)?是否设置净药库(如:饮片贮藏)?

2.设置:在提取车间北面,与现有仓库平行设置。

三、需增加内容

1.增加冷库,设置在“流浸膏装桶”间附近,或仓库内;

2.增加炒药机(设置排烟装置),放在烘药间;

3.增加一贮罐、一冷浸罐,且贮罐尽可能设置在钢架平台的下面;

4.是否在提取车间洁净区增加称量配料间?

5.是否增加消毒液的配制间?

6.是否在“原料药精烘包”间设置洁净区洗衣房?

7.尽可能增加提取间的面积,并预留一提取罐、喷雾塔的位置,其中喷雾塔设置在提取间,出料斗设置在洁净区;

8.尽可能增加净药库的面积,其中是否设置阴凉措施?

四、需合并的内容

1.合并一、二办公室及“备品”“饮水房”间;

2.合并空调间,且尽可能距离洁净区近点;

3.合并“真空泵”间。

五、需取消的内容

1.取消“内包材外清间”,物料可从“中转间”走;

2.取消“原药材暂存间”、“中间站”(或取消“中转间”,二者留一)。

六、需移动改变的内容

1.提取间改在新建车间的南部;

2.“原药材暂存间”由30万级改为10万级;

3.“中检”间可否移在非洁净区?

4.“除尘”间可否移在非洁净区?

5.“更洁净鞋区”是否须要在洁净区?

七、尽可能缩小洁净区的面积,特别是更衣室的面积。

八、纯化水(注射用水)的贮藏(制备)。是否设置污水处理系统?

第五篇:中药提取方法

综述中药提取方法

摘要

以中药提取方法的本质和影响提取作业的因素为理据,分析国内中药厂提取方法 关键词

中药提取方法 1前沿

近年来有关中药提取方法的论述有很多,然而有效成分的提取率仍然是现今国内中药制药工业现代化的瓶颈。尽管近年来国内在中药提取生产中推出了一些新工艺,如超声场强化提取、微波提取、超临界流体提取等,但当下的主流仍是浸提技术。浸提技术是应用溶剂提取固体原料中某一或某类成分的提取分离操作,又称固液萃取。目前在中药生产过程中,常用的中药浸提方法有煎煮法、浸渍法、渗漉法、回流法、水蒸气蒸馏法等。

面对众多中药提取方法如何抉择是一个复杂的问题,因为它牵涉到生产设备和生产条件等许多因素。加上如今中药提取的规模较大,尤其考虑到连续生产,即使在实验中取得成果,在实际情况下还要经过长时间的实践检验。还有前面提到过的提取新工艺,其提取物往往是化学结构明确的物质,与传统中药生产完全是两回事,所以生产传统中药的厂家下不了决心去尝试新工艺,生产者情愿随大流,以避免风险。

提取方法的不同,提取等量有效成分所需原料和能源也不尽相同,资源和能源对世界经济和人类生存环境的影响越来越被重视。可持续发展经济和资源节约型社会的概念已经被全世界广泛认同,中国也不例外。在市场竞争激烈异常的今天,生产成本的控制就是企业的生命,而对世界能源价格上涨的现实,生产者应该节约每一滴水,每一度电。中药生产厂家必须努力挑选出最好的中药提取方法,改变目前中药提取效率低、高能耗、高污染所造成的负面影响。2选择原则

和所有的工程项目一样,选择中药提取方法必 要考虑的条件也是:被处理物料的性质、数量,产品的价值操作人员的技术水平,现实的设备安装场地,生产成本的控制,投资的预算。所追求的目标也是最高的投资回报率,最低的能耗,最简单的操作,最理想的提取率。降低生产成本,提高产品质量,从而提升本企业的市场竞争力。舍此不会有 良好的后果。3中药提取本质

中药提取本质上是一种固液萃取作业,任何化工原理教科书和化工手册对固液萃取的机理都有详尽的阐明。为了便于分析国内中药厂现有提取装置的状况,有必要将其与中药提取有关的结论摘录于此。(1)固液萃取的速度取决于二相接触介面的面积和吸附力,溶质扩散到介面的距离,溶剂的粘度和扩散系数、对溶质的选择性,萃取的温度、压力。

(2)固液萃取的萃取率取决于萃取时间、级数(同一份固相被萃取的次数)和溶剂的数量。(3)在多级萃取作业中,固液萃取的级效率取决于固相底流的反混量,以及固液二相接触的均匀程度。

(4)萃取率既定时,多级固液萃取的溶剂使用量取决于萃取过程的形式:并流、错流或逆流。(5)所谓并流是指被萃取的固体物料在每一级萃取作业中都被同一份溶剂萃取,液相的移动方向与固相在级间移动的方向相一致的作业方式。实际上是一种移动的单级萃取作业。为了保证最终的萃取推动力,萃取液成品的浓度必须相当低,所以整

个萃取过程的溶剂需用量相当大。

(6)所谓错流是指被萃取的固体物料在每一级萃取作业中都使用新鲜溶剂进行萃取,每一级都要将固液二相分离。然后把这些浓度逐次降低的各级提取液混合在一起作为成品。

(7)所谓逆流是指被萃取的固体物料在每一级萃取作业中都是被来自下一级的萃取液所萃取,固液二相的移动方向是相逆的。新鲜的液相溶剂萃取最后一级固相渣滓,而最浓的萃取液成品萃取新鲜的固相物料。不仅可用最少的溶剂量维持各级萃取所需的推动力,而且可以获得浓度最高的萃取液成品。4中药提取方法

回流法

回流法系指用乙醇等挥发性有机溶剂浸提药材成分,浸提液被加热,溶剂馏出后又被冷凝流回浸出器中浸提药材,这样周而复始,直至有效成分提取完全的方法。该法由于浸提液受热时间较长,故不适用于受热易破坏的药材成分的浸出。常用设备为多功能提取罐、索氏提取器。

滤过分离法

滤过分离法系指将混悬液通过多孔的介质(滤材),固体微粒被截留,液体经介质孔道流出,使固-液分离的方法。常用的滤过方法与设备如下所述。

(1)常压滤过

系指常压下滤过的操作。常以滤纸或脱脂棉作滤过介质,常用滤器为玻璃漏斗、搪瓷漏斗、金属夹层保温漏斗等。

(2)减压滤过

系指抽真空下滤过的操作。常用的滤器如布氏漏斗(铺垫滤纸或纸浆滤板)、砂滤棒(外包滤纸或丝绸布)、垂熔玻璃滤器(包括漏斗、滤球、滤棒)等。

(3)加压滤过

系指加压下滤过的操作。例如板框压滤机,是由许多块“滤板”和“滤框”串连组成,适用于黏度较低、含渣较少的液体加压密闭滤过。

(4)薄膜滤过

系指以薄膜为滤过介质,按薄膜所能截留的微粒最小粒径或相对分子质量,达到的滤过操作,可分为微孔滤膜滤过(微滤)、超滤、反渗透等。

微滤是指以微孔滤膜为滤过介质进行的滤过操作。微孔滤膜滤过具有以下特点:滤膜质地薄(0.1~0.15mm),孔径比较均匀,孔隙率高,故滤速快;滤膜对料液的吸附少;滤过时无介质脱落,对药液无污染。微孔滤膜的孔径范围为0.025~14μm,生产中主要用于精滤,如注射液的滤过。0.22μm以下孔径的滤膜可以滤除细菌。

超滤是指利用具有不同分子量截留值的薄膜作滤过介质,溶剂和小分子溶质可通过滤膜,大分子溶质被滤膜截留。所以,超滤是在纳米(Bin)数量级选择性滤过的技术。具有非对称结构的超滤膜孔径为l~20nm,主要滤除5~100nm的微粒。可用于中药注射剂的精制及除菌;蛋白质、酶、多糖类药物溶液的超滤浓缩等。

水提醇沉法

水提醇沉法(水醇法)系指在中药水提浓缩液中,加入乙醇使达不同含醇量,某些药物成分在醇溶液中溶解度降低析出沉淀,固液分离后使水提液得以精制的方法。一般操作过程是:将中药水提液浓缩至1︰1~1︰2(ml︰g),(溶液:溶质)药液放冷后,边搅拌边缓慢加入乙醇使达规定含醇量,密闭冷藏24~48h,滤过,滤液回收乙醇,得到精制液。操作时应注意以下问题:①药液应适当浓缩,以减少乙醇用量。但应控制浓缩程度,若过浓,有效成分易包裹于沉淀中而造成损失。②浓缩的药液冷却后方可加入乙醇,以免乙醇受热挥发损失。③选择适宜的醇沉浓度。一般药液中含醇量达50%~60%可除去淀粉等杂质,含醇量达75%以上大部分杂质均可沉淀除去。④慢加快搅。应快速搅动药液,缓缓加入乙醇,以避免局部醇浓度过高造成有效成分被包裹损失。⑤密闭冷藏。可防止乙醇挥发,促进析出沉淀的沉降,便于滤过操作。⑥洗涤沉淀。沉淀采用乙醇(浓度与药液中的乙醇浓度相同)洗涤可减少有效成分在沉淀中的包裹损失。

水蒸气蒸馏法

水蒸气蒸馏法系指将含有挥发性成分的药材与水共蒸馏,使挥发性成分随水蒸气一并馏出,经冷凝分取挥发性成分的浸提方法。该法适用于具有挥发性、能随水蒸气蒸馏而不被破坏、在水中稳定且难溶或不溶于水的药材成分的浸提。水蒸气蒸馏法可分为共水蒸馏法、通水蒸气蒸馏法、水上蒸馏法。为提高馏出液的浓度,一般需将馏出液进行重蒸馏或加盐重蒸馏。常用设备为多能提取罐、挥发油提取罐。

渗漉法

渗漉法是将适度粉碎的药材置渗漉筒中,由上部不断添加溶剂,溶剂渗过药材层向下流动过程中浸出药材成分的方法。渗漉属于动态浸出方法,溶剂利用率高,有效成分浸出完全,可直接收集浸出液。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提取。但对新鲜的及易膨胀的药材、无组织结构的药材不宜选用。该法常用不同浓度的乙醇或白酒做溶剂,故应防止溶剂的挥发损失。

(1)单渗漉法

系指用一个渗漉筒的常压渗漉方法。操作过程是:①粉碎药材:粉碎度应适宜,一般以粗粉或最粗粉为宜。过细易堵塞;过粗不易压紧,溶剂消耗量大,浸出效果差。②润湿药粉:药粉应先用适量浸提溶剂润湿,使之充分膨胀,避免在渗漉筒中药粉膨胀而造成堵塞。③药粉装筒:渗漉筒底部装假底并铺垫适宜滤材,将已润湿膨胀的药粉分次装入渗漉筒,应松紧适宜,均匀压平,上部用滤纸或纱布覆盖,并加少量重物,以防加溶剂时药粉浮起。④排除气泡:打开渗漉液出口的活塞,从药粉上部添加溶剂至渗漉液从出口流出,溶剂浸没药粉表面数厘米,关闭渗漉液出口。⑤药粉浸渍:一般提渍24~48h,使溶剂充分渗透扩散。⑥渗漉:打开渗漉液出口接收漉液,漉液流出速度以1000g药材计算,通常每分钟1~3ml.渗漉过程中应不断补充溶剂。使溶剂始终浸没药粉。

(2)重渗漉法是将多个渗漉筒串联排列,渗漉液重复用作新药粉的溶剂,进行多次渗漉以提高渗漉液浓度的方法。重渗漉法溶剂利用率高,浸出效率高。渗漉液中有效成分浓度高,可不必加热浓缩,避免了有效成分受热分解或挥发损失。但所占容器多,操作较麻烦。主要设备为渗漉筒。

5结束语 由于条件限制,笔者没有亲自尝试文中提到的部分提取方法,这篇文章只是介绍下当今中药提取的主要方法而已。

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