王光超,邓春艳
(蒙阴县神农中药饮片有限公司,山东 蒙阴276214)
根据有关文献分析[1],提取仍是当今国内中药制药工业现代化的瓶颈。目前主流的仍是渗漉罐、多功能提取罐和热回流提取浓缩机组等一类间歇式提取设备。传统的提取方法,普遍存在着有效成分提取率低、杂质清除率不高、生产周期过长、能耗高、溶剂用量大等缺点。因此改进提取工艺、优化提取工艺条件对中药的发展尤为重要。近年来,国内在中药提取生产中推出了一些新工艺、新设备,如超临界流体萃取技术、酶工程技术和微波萃取技术等。现就这些技术的特点及工艺进展作如下阐述。
超临界流体萃取技术是近30年才发展起来的一种分离提取技术,在对中药有效成分的萃取过程中以超临界流体代替常规的有机溶剂,其中,二氧化碳是目前最常用的超临界流体。
超临界流体技术主要是利用二氧化碳等临界流体在超临界状态下成为具有良好的溶解能力、高扩散系数和低黏度的特殊溶剂的特点进行萃取的一种分离方法。超临界流体技术融萃取和分离于一体,不需要经过物料相变过程,同时也不用经过高温加热等流程。操作较为简单,缩短了工艺流程,提高了中药有效萃取率,降低了能耗。
1.2.1 挥发油的提取
挥发油具有较低的沸点,在传统的提取技术中主要是依靠水蒸气蒸馏法。挥发油具有分子量较小且在二氧化碳中有良好的溶解性能,因而现在通常采取超临界流体技术进行直接萃取。有专家通过实验比较了超临界流体萃取技术和传统水蒸气蒸馏法的收率,结果表明,在苕叶细辛挥发油的萃取中,前者是后者的7 倍;而在荷叶挥发油的萃取中,前者约是后者的26倍。
1.2.2 生物碱的提取
近年来超临界流体萃取技术在生物碱的提取中也得到了广泛的应用。有专家指出,在益母草的生物碱提取中,利用超临界流体提取技术比用常规法提取的收率提高了10倍。如从光茹子提取秋水仙碱的收率,超临界流体约是回流提取法的1.25倍。
酶法具有反应特异性能高、快速、高效、反应条件温和、易于控制等优点,因此在有效成分含量较低或是比较容易受到溶剂影响产生结构变化的有效成分的提取中能取到很好的效果。
在利用酶法之前,需要对药材进行预处理。并且根据所提取药材的品种和酶的种类不同,酶解时的pH 值和最佳温度的要求也是不同的。如用纤维素酶水解纤维素时,其pH 值宜为4.5且温度在50℃左右;而用复合酶提取香菇多糖蛋白时,pH 值宜为6.4且温度为40℃左右。并且,提取的效果还会受到酶解作用时间的影响。
在中药的提取过程中,酶工程技术可以显著提高其收率并能产生高活性有效成分,在温和条件下能有选择性地转化药材的有效成分,提高有效成分的收率,简化提取工序,同时还可以改变原有药材的结构成分,增加其生理活性。
近年来酶工程技术在中药提取研究中取得了很大的进展。如利用酶技术可以破坏药材的细胞壁以有助于提取有效成分;可以改良药材中目标成分的性质,增强药物的活性;在提取过程中可以有效剔除杂质、改变药材质地等。但是酶解技术在工业化的中药提取应用中,还需要对酶的浓度、底物的浓度、抑制剂和激动剂的影响等方面进行综合考虑。目前酶工程技术由于较高的反应条件而难以控制生产成本,主要被应用于一些特殊药材的提取过程中。当然,由于酶工程自身具有的优越性,使其在中药有效成分提取中具有巨大的工业应用价值和发展潜力。
微波萃取是利用微波来提高萃取效率的一种新型技术,主要是利用不同组分对微波吸收能力的差异性,使萃取体系中的某些组分被选择性地加热,使萃取目标从基体中分离出来,进入到微波吸收能力较差且介电常数较小的萃取剂中。通常微波萃取包含以下流程:原料清洗、切片或粉碎、溶剂与物料混合物、微博提取、滤过、浓缩和分离,经过这些工序以后,才能得到提取的组分。
3.2.1 用于提取植物皂苷
有专家以罗汉果作为原料,以水为溶剂利用微波技术萃取罗汉果皂苷。经过实验发现,利用微波萃取技术比用简单的水提取法时间缩短了一半,而提取率高出了45%。
3.2.2 用于植物果胶提取
在传统的植物果胶提取中,需要的时间大约是90min,而经过实验发现,利用微波萃取技术可以加快植物组织的水解,果胶提取的时间只需5min左右,并且还提高了果胶质量。
3.2.3 用于多糖和黄酮的提取
王莉和顾成志等人指出,利用微波萃取技术提取天花粉多糖的提取率比常规方法的提取率提高了17.46%,而所需时间是常规方法的1/12。而孙萍等人指出,利用微博萃取技术提取景天总黄酮,经过比色法测定,总黄酮的总含量为0.56%,并且还提高了提取的速度。
中药新的提取技术普遍存在着针对性强、提取效率高、成分损失少、周期短等优点,使得这些新的技术在中药的提取中有着广阔的应用前景。但是目前,这些新技术大多还停留在实验室阶段及对工作原理、参数的完善阶段,要使其广泛地应用于现代化的药材工业生产中,还需要进一步的探索和创新。
[1] 孙萍,李艳,杨秀菊.景天总黄酮的微波提取[J].数理医学杂志,2003(16):18.
[2] 王莉,鲁建红,顾承志.天花粉多糖微波提取含量测定[J].药学杂志,2001(19):25-30.
[3] 张硕旭.浅谈现代中药提取技术的研究进展[J].太原城市职业技术学院学报,2008(2):45-47.