3章-天然有機(jī)化合物提取技術(shù)課件

第3章天然有機(jī)化合物提取技術(shù)第一節(jié)提取的原則及提取的基本步驟第二節(jié)提取方法第三節(jié)天然有機(jī)物提取技術(shù)第四節(jié)提取有效成份的影響因素第五節(jié)提取時(shí)對具有生理活性物質(zhì)的保護(hù)方法思考題10/19/20221第3章天然有機(jī)化合物提取技術(shù)第一節(jié)提取的原則及提取的天然有機(jī)化合物的提取方法很多，按形成的先后和應(yīng)用的普遍程度可分為經(jīng)典提取方法和現(xiàn)代提取方法。

經(jīng)典提取方法:主要有溶劑提取法、水蒸氣蒸餾法、分子蒸餾法等。溶劑提取法有浸漬法、滲漉法、煎煮法、回流提取法、連續(xù)提取法等。經(jīng)典提取方法往往不需要特殊的儀器，因此應(yīng)用比較普遍。

現(xiàn)代提取方法是以現(xiàn)代先進(jìn)的儀器為基礎(chǔ)或新發(fā)展起來的提取方法。主要有:超臨界流體萃取技術(shù)、超聲波提取技術(shù)、微波提取技術(shù)、仿生提取技術(shù)、酶法提取技術(shù)、加壓逆流提取法、固相微萃取技術(shù)等。10/19/20222天然有機(jī)化合物的提取方法很多，按形成的先后和第一節(jié)提取的原則及提取的基本步驟

提?。╡xtraction）：是利用一種溶劑（單一溶劑）或幾種不同溶劑（混合溶劑）對不同物質(zhì)溶解度的差異，從混合物中分離出一種或幾種組分的過程。所以，提取又稱抽提或萃取，它們?nèi)叩挠⑽拿际荅xtraction，其含義基本相同。提取是分離純化的前期操作，先將經(jīng)過處理或破碎的組織，置于一定條件下的溶劑中（可用緩沖溶液或稀酸、稀堿、有機(jī)溶劑等），讓被提取的有機(jī)物質(zhì)從生物細(xì)胞內(nèi)充分釋放出來。如果被提取物質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)呈固相或與固體結(jié)合存在，提取時(shí)由固相轉(zhuǎn)入液相，常稱為固—液萃取。如果被提取物質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)原已呈液相存在，提取時(shí)由一液相轉(zhuǎn)入另一互不相溶的液相，這種方法稱為液—液萃取或稱為抽提。10/19/20223第一節(jié)提取的原則及提取的基本步驟提取（ex習(xí)慣上提取多指分離純化前期被提物從破碎的細(xì)胞中釋放出來的過程，抽提則貫穿在分離純化整個(gè)過程中。如核酸制備過程中，用氯仿或苯酚反復(fù)振蕩抽提除去蛋白質(zhì)；分離DNA和RNA，用乙酸乙酯從醇提取液抽提一些脂溶性脂質(zhì)等。所以，提取應(yīng)是分離純化工作的開始，它的效果如何？主要取決于被提物在溶劑中的溶解度大小，由固相擴(kuò)散到液相的難易，同時(shí)選擇提取條件對制備物穩(wěn)定性的影響，是否利于以后的分離純化等因素均應(yīng)考慮。10/19/20224習(xí)慣上提取多指分離純化前期被提物從破碎的細(xì)胞中釋一、提取的原則及提取的基本步驟1.提取的原則提取時(shí)不管是“已知”還是“未知”成份，均要作水、醇、非極性溶劑提取的預(yù)試實(shí)驗(yàn)（如極性、溶解度、酸堿性等），以初步了解被提取對象可能屬于哪類成份，其基本性質(zhì)和性質(zhì)的差異性有哪些，來作為選擇溶劑和提取方法時(shí)的參考。10/19/20225一、提取的原則及提取的基本步驟1.提取的原則2.提取的基本步驟（1）首先明確將要提取哪些成分，從哪些生物材料或生物材料的哪些部位提取。（2）然后通過查閱文獻(xiàn)資料和試驗(yàn)確定提取工藝。（3）通過溶劑提取法、蒸餾法等方法得到初步的提取液。（4）這時(shí)的提取液成分仍然比較復(fù)雜，有效成分含量較低，并且含有一定的雜質(zhì)，需要初步精制。精制過程包括除去提取液中的雜質(zhì)。

例如鞣質(zhì)、蛋白質(zhì)等，然后通過萃取、結(jié)晶等方法將提取液中的有效成分濃縮純化。10/19/202262.提取的基本步驟10/18/20226二、標(biāo)準(zhǔn)提取物和比例提取物1．標(biāo)準(zhǔn)提取物

標(biāo)準(zhǔn)提取物(standardizedextracts)，指采用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，對傳統(tǒng)中藥材進(jìn)行提取加工而得到的一種具有相對明確藥效物質(zhì)基礎(chǔ)以及嚴(yán)格質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的一種中藥產(chǎn)品，可作為中藥制劑、保健食品和化工產(chǎn)品的原料。標(biāo)準(zhǔn)提取物的化學(xué)成分是多種生理活性物質(zhì)按特定比例組成的集合，它繼承了中藥多成分的特點(diǎn)，體現(xiàn)著原中藥材特定的中醫(yī)功效，無論作為單味藥，還是組成復(fù)方，它完全可以替代原生藥使用，并且在質(zhì)量控制方面有著無可比擬的優(yōu)越性。10/19/20227二、標(biāo)準(zhǔn)提取物和比例提取物1．標(biāo)準(zhǔn)提取物10/1

2．標(biāo)淮提取物的提出我國現(xiàn)有中藥制劑從原料藥到產(chǎn)品均缺少可控的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，在作用機(jī)理、物質(zhì)基礎(chǔ)、制劑工藝等方面的研究都不夠深入。原料藥生產(chǎn)的規(guī)范化和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化是中藥產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，目前，中藥制劑的原料藥主要為中藥材及飲片。而存在的主要問題:①中藥材品種繁多，基原相近，以及地域、生態(tài)環(huán)境、栽培、加工及儲(chǔ)備養(yǎng)護(hù)等因素的影響，導(dǎo)致其品種混亂，質(zhì)量差異很大。②中藥飲片生產(chǎn)水平低、炮制規(guī)范不統(tǒng)一，許多環(huán)節(jié)缺乏嚴(yán)格的工藝操作參數(shù)，質(zhì)量尚無統(tǒng)一量化指標(biāo)。10/19/202282．標(biāo)淮提取物的提出10/18/20228③目前中藥主要藥效物質(zhì)基礎(chǔ)大部分不清楚或不完全清楚，更造成中成藥產(chǎn)品難以建立與療效基本一致的反映產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。這些都影響了原料藥內(nèi)在質(zhì)量的穩(wěn)定，從而導(dǎo)致中藥產(chǎn)品的質(zhì)量不穩(wěn)定。因此建立穩(wěn)定的、真正反映中藥產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)勢在必行。而要達(dá)到此目的，原料藥質(zhì)量的穩(wěn)定和可控應(yīng)是首要解決的關(guān)鍵所在。在很多難以有效控制條件下生產(chǎn)的中藥材和飲片已經(jīng)難以當(dāng)此重任，標(biāo)淮可控、質(zhì)量穩(wěn)定、物質(zhì)基礎(chǔ)相對明確的中藥標(biāo)準(zhǔn)提取物正是解決此類問題的一種重要途徑。10/19/20229③目前中藥主要藥效物質(zhì)基礎(chǔ)大部分不清楚或不完

3．標(biāo)準(zhǔn)提取物的特點(diǎn)(1)相對明確的物質(zhì)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)提取物根據(jù)具體藥物品種及技術(shù)條件，可分為有效部位和有效成分兩個(gè)層次，且它不是指單—的某種活性成分，而是多種藥理活性物質(zhì)組成的集合。不管是單味其中藥還是復(fù)方，具化學(xué)成分大都是非常復(fù)雜的，但針對不同的約理功效總有其特定的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)。要做到中藥現(xiàn)代化，研究這些物質(zhì)基礎(chǔ)是最基本也是最重要的工作，不然就談不上質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和現(xiàn)代化生產(chǎn)工藝問題。中藥的多成分決定了其治療作用的多靶點(diǎn)與多層次，因此，對大多數(shù)中藥或復(fù)方來說，尋找單一的有效活性成分并非最佳途徑，而在有效部位或有效成分層次上多種藥理活性物質(zhì)的特定組合，才更能體現(xiàn)中藥的作用特點(diǎn)。10/19/2022103．標(biāo)準(zhǔn)提取物的特點(diǎn)10/18/202210(2)特定的藥理活性中醫(yī)臨床用藥講求整體現(xiàn)、系統(tǒng)論和辨證論治的法則，中醫(yī)治療是多系統(tǒng)、多靶點(diǎn)和多層次發(fā)揮全方位藥效作用的治療方法，所有這些都非單一成分所能達(dá)到的。中藥標(biāo)準(zhǔn)提取物則能較好地體現(xiàn)中醫(yī)藥這種優(yōu)勢和特色，其藥理作用和臨床療效是多種成分作用的結(jié)果。中藥標(biāo)準(zhǔn)提取物反映著原中藥材的特定功效特點(diǎn)。中藥的應(yīng)用講究配伍，相同的藥材在不同處方中的作用和地位各異，即同一藥材在不同處方中，其發(fā)揮作用或起主導(dǎo)作用的物質(zhì)基礎(chǔ)是不同的。因此對某些藥材來說，一種藥材可以有幾種不同的標(biāo)準(zhǔn)提取物，每種標(biāo)準(zhǔn)提取物有一個(gè)最佳的組分構(gòu)成比例，以體現(xiàn)它的不同功效。10/19/202211(2)特定的藥理活性10/18/202211(3)嚴(yán)格的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中藥標(biāo)準(zhǔn)提取物之所以能代替中藥材和飲片，成為中藥制劑的原料藥，關(guān)鍵還在于它具有嚴(yán)格可控的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容應(yīng)包括：植物基原、制備工藝、性狀、鑒別、檢查、含量測定等項(xiàng)目。植物基原方面，對生產(chǎn)用的中藥材應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格的品種鑒定，包括植物的科、屬、種等；產(chǎn)品生產(chǎn)過程的恒定是產(chǎn)品質(zhì)量均一性的前提，因此．中藥提取物的標(biāo)準(zhǔn)化除了制定和執(zhí)行產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)外，更重要的是對其生產(chǎn)過程實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)化，應(yīng)對其前處理、提取、分離、濃縮、干燥、粉碎和篩析、包裝、貯藏等制定和執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)操作規(guī)程，性狀和檢查萬面，應(yīng)對其形、色、氣、味及粒度、密度、溶解性等物理性質(zhì)進(jìn)行描述，并對水分、灰分、重金屬、碎鹽、農(nóng)藥或溶媒殘留、輔料等進(jìn)行分析和限度檢查；定性方面，要建立特征指紋圖譜等多種鑒別方法，并根據(jù)所測成分的理化性質(zhì)，選擇相應(yīng)的測定方法，對主要有效部位或成分進(jìn)行含量測定。10/19/202212(3)嚴(yán)格的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)10/18/202212標(biāo)準(zhǔn)提取物是具有一致性標(biāo)準(zhǔn)的中藥提取物。其標(biāo)準(zhǔn)可以是非常簡單的，如中藥原料與成品提取物的比例。通常這一術(shù)語還被賦予了更多的特定含義，如提取物中一種或多種成分具有含量一致性等。美國草藥產(chǎn)品協(xié)會(huì)(AHPA)最近擴(kuò)大了此術(shù)語的含義，強(qiáng)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)化必須有信息機(jī)構(gòu)和監(jiān)管機(jī)構(gòu)參與，才能生產(chǎn)出具活性一致性的產(chǎn)品。這一目的可通過植物在種植和加工過程中實(shí)施質(zhì)量管理規(guī)范(GAP和GMP)，將天然產(chǎn)品成分的內(nèi)在差異減到最小來實(shí)現(xiàn)。

10/19/202213標(biāo)準(zhǔn)提取物是具有一致性標(biāo)準(zhǔn)的中藥提取物。其標(biāo)準(zhǔn)可標(biāo)準(zhǔn)提取物的目的之一是使生產(chǎn)的各批提取物具有活性(成分)一致性。如果一個(gè)化合物未被選為標(biāo)志化合物，而它的活性又很重要，且在加工過程中含量也不穩(wěn)定，則這樣的標(biāo)準(zhǔn)提取物是不具備活性(成分)一致性的。如銀杏提取物的通常標(biāo)準(zhǔn)是含6％的萜烯類，但具體化合物的含量在不同制造者的產(chǎn)品中是不一樣的，這也難以保證產(chǎn)品的活性(成分)一致件。

標(biāo)志化合物是草藥的特征植化成分，同時(shí)作為標(biāo)準(zhǔn)提取物的標(biāo)準(zhǔn)。如粉色西番蓮，盡管其花所含的異牡荊黃素(isovitexin)在提取物中含量很低，但固定不變，故仍特異牡荊黃素作為該植物的標(biāo)志化合物。標(biāo)志化合物不一定是活性化合物。一個(gè)滿意的標(biāo)志化合物除在加工時(shí)(如在草藥干燥、處理和提取過程中)不被破壞外，還應(yīng)有物種鑒別功能。10/19/202214標(biāo)準(zhǔn)提取物的目的之一是使生產(chǎn)的各批提取物具有為了使標(biāo)準(zhǔn)提取物中的標(biāo)志化合物(1個(gè)或多個(gè))達(dá)到含量一致，植物原料必須含可接受的最低含量的該化合物(通常制造者將多批植物原料事先混合以達(dá)到預(yù)期含量)，植物原料的采摘、干燥和貯存必須保持一致，草藥植物的加工工藝(提取條件和溶媒)也必須嚴(yán)格一致。使提取物中標(biāo)志化合物含量固定不變的措施很可能使其他成分含量的一致性增加或減少。如使用固定的加工條件就會(huì)發(fā)生這種情況。但這種情況使具一致件的標(biāo)準(zhǔn)提取物的基礎(chǔ)得以鞏固，因?yàn)闃?biāo)志化合物使標(biāo)準(zhǔn)提取物的仿制難度大幅提高，這就是說，即使仿制品中的標(biāo)志化合物含量與原創(chuàng)品相同，也仍然會(huì)被原創(chuàng)品制造商識(shí)別出來。目前市售的各種貫葉金絲桃和銀杏的提取物就存在這種情況。10/19/202215為了使標(biāo)準(zhǔn)提取物中的標(biāo)志化合物(1個(gè)或多個(gè))達(dá)到

活性化合物是植物提取物提供有效作用(如醫(yī)藥療效)的重要化學(xué)成分。雖然這個(gè)問題非常復(fù)雜，但有一點(diǎn)卻是簡單明了的，即標(biāo)志化合物不一定是活性化臺(tái)物。例如，銀杏標(biāo)準(zhǔn)提取物(GBE)，以往都含24％銀杏黃酮醇苷，但并沒有確鑿證據(jù)表明這些化合物有多少治療作用，不久前的研究表明，含銀杏苦內(nèi)酯和白果內(nèi)酯的萜類部位可能是更重要的，因而GBE現(xiàn)在也以這兩種化臺(tái)物為標(biāo)志化合物。標(biāo)志化合物雖有一定活性，但含量很低的提取物不可能有什么療效，所幸這種情況并不常見。如貫葉金絲桃標(biāo)準(zhǔn)提取物中的金絲桃素含量僅為0.2～0.3％，因此可以斷定，該植物提取物的抗抑郁活性不是由金絲桃素的作用。標(biāo)志化合物選擇應(yīng)十分謹(jǐn)慎，就當(dāng)前的知識(shí)水平而言，應(yīng)選擇那些具有與提取物的治療作用相關(guān)的藥理活性的化學(xué)成分。10/19/202216活性化合物是植物提取物提供有效作用(如醫(yī)藥療

換言之，如果一個(gè)化合物無已知有用的藥理活性，就不應(yīng)優(yōu)先考慮作為該提取物的標(biāo)志化臺(tái)物，而犧牲其他化學(xué)成分?？傊瑯?biāo)準(zhǔn)提取物不一定是質(zhì)量的保證，而常常作為草藥的代表。如果標(biāo)志化合物選擇不當(dāng)，分析方法粗劣或難以奏效，添加純化學(xué)物質(zhì)和無植物等效性，均意味著該標(biāo)準(zhǔn)提取物質(zhì)量的低劣，甚至無效。只有那些對影響草藥產(chǎn)品質(zhì)量的各種復(fù)雜因素有全面了解的制造商才能生產(chǎn)出有價(jià)值的標(biāo)淮提取物。假如用質(zhì)量上乘的草藥原料精心加工，用配比合適的溶媒提取，選擇適當(dāng)?shù)臉?biāo)志化合物和分析方法，標(biāo)準(zhǔn)提取物就能在中藥療法中獲得健康發(fā)展。

10/19/202217換言之，如果一個(gè)化合物無已知有用的藥理活性，4．比例提取物(extractration)比例提取物是指植物原料與成品提取物的比例。提取物的質(zhì)量都用1表示，而且放在后面。如10：1提取物的意思是10kg干植物經(jīng)加工得1kg提取物。按慣例，1：5提取物的意思是1kg干植物得5L提取物。提取是從原材料中溶出有效成分的單元操作，直接關(guān)系到產(chǎn)品有效成分或植物標(biāo)準(zhǔn)提取物的含量，內(nèi)在質(zhì)量，使用效果，經(jīng)濟(jì)效益及GMP(即藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范)的實(shí)施等。提取方法和工藝條件應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品有效成分或植物標(biāo)準(zhǔn)提取物的性質(zhì)、用途和相關(guān)要求進(jìn)行選擇，提取原則應(yīng)遵循藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范(我國自2004年7月1日起，國內(nèi)凡是沒有通過(GMP認(rèn)證的藥品生產(chǎn)企業(yè)，包括生產(chǎn)企業(yè)或劑型，一律停止生產(chǎn))和食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。10/19/2022184．比例提取物(extractration)第二節(jié)提取方法1.溶劑提取法生物材料中各種有效成分在溶劑中的溶解度不同，若選用對有效成分溶解度大而對不需要成分溶解度小的溶劑，便可將有效成分從生物材料中提取出來。當(dāng)溶劑加到生物材料中時(shí)，由于擴(kuò)散、滲透作用，溶劑通過緩胞壁進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，溶解可溶性物質(zhì)，造成細(xì)胞內(nèi)外濃度差，此時(shí)，溶解的物質(zhì)便從高濃度的細(xì)胞內(nèi)向外擴(kuò)散，而溶劑又不斷進(jìn)入組織細(xì)胞內(nèi)。如此反復(fù)多次，直到細(xì)胞內(nèi)外溶液濃度達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡為止。如果將達(dá)到平衡狀態(tài)的溶液濾出，再加入新的溶劑，則會(huì)出現(xiàn)新的動(dòng)態(tài)平衡，如此不斷進(jìn)行多次，便可以將需要成分近于完全或大部分溶出。10/19/202219第二節(jié)提取方法1.溶劑提取法10/18/20（1）溶劑的選擇溶質(zhì)在溶劑中的溶解符合“相似相溶”原理。生物材料中待提取成分與溶劑的分子極性越相似，其溶解度就越大。

一般來講，溶劑可分為水、親水性有機(jī)溶劑和親脂性有機(jī)溶劑，被溶解物質(zhì)也有親水性與親脂性的差別，親水性強(qiáng)的物質(zhì)其分子極性強(qiáng)，反之，分子極性弱。物質(zhì)的極性大小與其分子結(jié)構(gòu)有關(guān)。通常分子中功能基的極性越大或極性功能基數(shù)量越多，整個(gè)分子的極性就越大，親水性強(qiáng)，則親脂性則弱。分子的非極性部分大或碳鏈越長，則極性小，親脂性強(qiáng)而親水性弱。10/19/202220（1）溶劑的選擇10/18/202220例如：甲醇、乙醇是親水性較強(qiáng)的溶劑，它們的分子比較小，有羥基存在，與水的結(jié)構(gòu)很相近，所以能夠和水任意混合。丁醇和戊醇分子中雖都有羥基，但分子逐漸加大，雖然能與水彼此互溶，但在達(dá)到飽和狀態(tài)之后，丁醇和戊醇都能與水分層。

物質(zhì)的極性用偶極矩μ來表示，而溶劑的極性常以介電常數(shù)ε來表示。μ與ε之間成正比關(guān)系，可以用ε的大小表示溶劑極性的大小，ε大的溶劑極性強(qiáng)，ε小的溶劑極性弱。常見溶劑的介電常數(shù)如下頁表所示。對于生物材料中待提取的成分，可根據(jù)其分子結(jié)構(gòu)判斷其極性，選擇合適的溶劑。10/19/202221例如：甲醇、乙醇是親水性較強(qiáng)的溶劑，它們的分子比常用溶劑在20℃時(shí)的介電常數(shù)例如：葡萄糖、蔗糖分子較小，含有多個(gè)羥基，具有強(qiáng)親水性，極易溶于水。

淀粉雖然羥基數(shù)目較多，但分子太長，較難溶于水。10/19/202222常用溶劑在20℃時(shí)的介電常數(shù)例如：葡萄糖、蔗糖分蛋白質(zhì)和氨基酸都是酸堿兩性化合物，有一定極性，能溶于水，不溶或難溶于有機(jī)溶劑。

苷類比其苷元的親水性強(qiáng)，特別是皂苷由于它們的分子中往往結(jié)合有多糖分子，羥基數(shù)目多，能表現(xiàn)出較強(qiáng)的親水性，而皂苷元?jiǎng)t屬于親脂性強(qiáng)的化合物。多數(shù)游離的生物堿是親脂性化合物，與酸結(jié)合形成鹽，能夠離子化，極性加強(qiáng)，則變成親水性。所以，生物堿的鹽類易溶于水，不溶于或難溶于有機(jī)溶劑，而多數(shù)的游離生物堿不溶或難溶于水，易溶于親脂性的溶劑，一般在氯仿中溶解度最大。

單寧是多羥基物質(zhì)，為親水性化合物。

油脂、揮發(fā)油、蠟、脂溶性色素都是強(qiáng)親脂性物質(zhì)。10/19/202223蛋白質(zhì)和氨基酸都是酸堿兩性化合物，有一定極性，能（2）提取時(shí)對所選溶劑的要求：

①對制備目標(biāo)物溶解度大破壞作用小。②對雜質(zhì)不溶解或溶解度很小。③溶劑易于除去，易回收。④來源廣、價(jià)格低廉、操作安全。（3）溶質(zhì)與溶劑間的作用關(guān)系一個(gè)物質(zhì)溶解度的大小，與溶質(zhì)和溶劑性質(zhì)有很大關(guān)系。即溶質(zhì)—溶質(zhì)、溶質(zhì)—溶劑、溶劑—溶劑三個(gè)相互作用力的綜合平衡的結(jié)果。這種相互作用，可用下圖表示：10/19/202224（2）提取時(shí)對所選溶劑的要求：10/18/2022

過程A是溶質(zhì)分子相互作用過程，B是溶劑分子相互作用過程，C是溶質(zhì)與溶劑分子相互作用。這三種相互作用過程中，如果溶質(zhì)—溶劑相互作用占優(yōu)勢，則溶質(zhì)的溶解度大。反之，如A過程或B過程其中一個(gè)系統(tǒng)相互作用很強(qiáng)，或兩個(gè)系統(tǒng)相互作用很強(qiáng)，則溶質(zhì)在該溶劑中的溶解度小。

溶質(zhì)—溶質(zhì)，溶質(zhì)—溶劑，溶劑—溶劑之間相互作用力主要有：

偶極-偶極相互作用；偶極-誘導(dǎo)偶極作用；色散力；氫鍵；離子基團(tuán)的靜電作用等。10/19/202225過程A是溶質(zhì)分子相互作用過程當(dāng)然，要定性、定量分別測出每一種作用力十分困難，其影響因素也很多，以此來判斷溶質(zhì)的溶解性能就更為困難。所以對于一個(gè)有機(jī)分子或生物分子來說，在某一溶劑中的溶解度往往只根據(jù)實(shí)際宏觀表現(xiàn)，進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn)，在經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上確定其溶解度性質(zhì)，以此再從物質(zhì)結(jié)構(gòu)上找出特殊性而歸納出的一般規(guī)律為：①極性物質(zhì)易溶于極性溶劑中，非極性物質(zhì)易溶于非極性溶劑中。能溶于水的物質(zhì)一般都是極性分子或離子化合物，有些化合物雖然是非極性物質(zhì)，但分子內(nèi)有較多極性基團(tuán)，也易溶于水，如糖類。10/19/202226當(dāng)然，要定性、定量分別測出每一種作用力十分困②堿性物質(zhì)易溶于酸性溶劑中，酸性物質(zhì)易溶于堿性溶劑中。③在極性溶液中，溶劑的介電常數(shù)的減少，溶質(zhì)的溶解度也隨之減少。上述規(guī)律即符合相似相溶原理，又符合實(shí)際情況。一些常用溶劑的極性，可依極性由小到大的順序大致排列如下：

石油醚（低沸點(diǎn)→高沸點(diǎn)）<二硫化碳<四氯化碳<三氯乙烷<苯<二氯甲烷<氯仿<乙醚<乙酸乙酯<丙酮<乙醇<甲醇<乙腈<水<吡啶<乙酸10/19/202227②堿性物質(zhì)易溶于酸性溶劑中，酸性物質(zhì)易溶于堿性（4）常用溶劑介紹

①水水是一種強(qiáng)極性溶劑，生物材料中親水性成分，如無機(jī)鹽、糖類、單寧、氨基酸、蛋白質(zhì)、有機(jī)酸鹽、生物堿鹽及苷類等都能被水溶出。有時(shí)為了增加其成分的溶解度，也常采用堿水或酸水作為提取溶劑。酸水提取可使生物堿與酸生成鹽類而溶出，堿水提取可使有機(jī)酸、黃酮、蒽醌、內(nèi)酯、香豆素以及酚類成分溶出，但水提取容易酶解苷類成分，還易霉一變。另外，含有果膠、粘液質(zhì)類成分的生物材料，其水提取液很難過濾。用沸水提取時(shí)，淀粉被糊化，增加過濾難度，故含淀粉多的植物不宜磨成細(xì)粉加水煮提。10/19/202228（4）常用溶劑介紹10/18/202228

②親水性有機(jī)溶劑親水性有機(jī)溶劑是能與水互溶的有機(jī)溶劑，常用的有乙醇、丙酮等。

乙醇：極性僅次于水，為常用溶劑。乙醇是一種半極性溶劑，其溶解性能界于極性與非極性溶劑之間，既能溶解水中溶解的成分，也能溶解非極性溶劑所溶解的成分，只是溶解度有所不同。同時(shí)，乙醇對植物細(xì)胞的穿透能力較強(qiáng)。親水性的成分除蛋白質(zhì)、粘液質(zhì)、果膠、淀粉和大部分多糖外，大多能溶于乙醇。難溶于水的親脂性成分如色素、單寧、樹脂、內(nèi)酯、脂肪油等，在乙醇中的溶解度也較大。乙醇有防腐作用，含量達(dá)20％以上時(shí)，即能使被提取原料不至變質(zhì)，含量達(dá)40％時(shí)，能延緩許多物質(zhì)的水解作用而增加其穩(wěn)定性。乙醇作為有機(jī)溶劑，易燃燒，但毒性小，價(jià)格便宜，來源方便，有一定的設(shè)備即可回收反復(fù)使用。10/19/202229②親水性有機(jī)溶劑10/18/

丙酮：是一種良好的脫脂溶劑，由于能與水互溶，所以也是一種脫水劑，常用于臟器的脫脂、脫水。丙酮也有防腐作用，但丙酮易揮發(fā)和燃燒，且有一定毒性。丙酮常用于植物中脂溶性物質(zhì)的提取和分離

③親脂性有機(jī)溶劑親脂性有機(jī)溶劑是不能與水互溶的有機(jī)溶劑，如石油醚、氯仿、乙醚、乙酸乙酯等。這些溶劑的選擇性強(qiáng)，不能或不易提出親水性雜質(zhì)。這類溶劑的揮發(fā)性大，易燃燒，一般有毒，價(jià)格較貴，設(shè)備要求較高，且透入植物組織的能力較弱，往往需要長時(shí)間的反復(fù)提取才能提取完全。

乙醚：是一種非極性溶劑，與乙醇及其它非極性溶劑能互溶。大部分能溶于水的成分在乙醚中均不溶解。乙醚能溶解脂肪、揮發(fā)油、樹脂、油樹脂、蠟質(zhì)以及游離生物堿等。10/19/202230丙酮：是一種良好的脫脂溶劑，由于

氯仿：是非極性溶劑，不易燃燒，與乙醇及乙醚等互溶。游離生物堿、苷、脂肪油、揮發(fā)油、樹脂、油樹脂等能溶于它。堿化了的植物組織的氯仿浸出液含較多較純凈的生物堿或皂苷。

（5）提取操作方法溶劑提取的具體操作方法有許多種。各有其特點(diǎn)和適用性。要根據(jù)生物原料的特性、生產(chǎn)需要等方面來決定選用何種方法。

a.浸漬法這是一種常用的、比較簡單的溶劑提取方法。先將植物原料粉碎，裝入容器中，加入適量的溶劑，以漫沒原料稍過量為度，不斷振搖或攪拌，放置一天以上再過濾，殘?jiān)饧有氯軇?，如此反?fù)提取2～3次。第二次、第三次浸清時(shí)間可以適當(dāng)短些。最后，合并提取液，濃縮至適宜濃度（若為有機(jī)溶劑應(yīng)考慮溶劑回收）。浸漬法可分為：溫浸和冷浸兩種。10/19/202231氯仿：是非極性溶劑，不易燃冷浸：適用于提取成分遇熱易被破壞及含淀粉、樹膠、果膠、粘液質(zhì)的樣品。

溫浸：由于增大了提取成分的溶解度，故浸提的效果比冷浸好一些。浸漬法操作簡單也較為經(jīng)濟(jì)，但是提取時(shí)間長，效率不高，尤其是以水作溶劑時(shí)。在夏季，提取液易發(fā)霉變質(zhì)，必要時(shí)要加適量的防腐劑。

b.滲漉法用適當(dāng)溶劑將原料粗粉濕潤膨脹后，裝入滲漉筒中，然后不斷加入新溶劑，浸出液自滲漉筒下端流出，可以連續(xù)收集浸提液。

這種方法的優(yōu)點(diǎn)是：由于原料不斷與新溶劑或含有低濃度提取物的溶劑接觸，始終保持一定的濃度差，所以提取效率高。

缺點(diǎn)是：溶劑用量大，操作過程長。10/19/202232冷浸：適用于提取成分遇熱易被破壞

c.煎煮法將原料弄成小塊狀，放在適當(dāng)?shù)娜萜髦?，加水浸過料面，充分浸泡，直火或通蒸汽加熱煎煮，一般煎煮2～3次。第一次煮3h，第二次2h，最后1次1h。浸出液過濾后進(jìn)行濃縮。含多糖類的植物原料，煎煮后溶液較粘稠，過濾困難。煎煮用的容器為陶器、沙器或銅制品。不宜用鐵器，以免提取液變色。本法不適用于遇熱易破壞、易揮發(fā)的成分的提取

d.回流提取法應(yīng)用有機(jī)溶劑加熱提取，需采用回流加熱裝置，以免溶劑揮發(fā)而損失。少量操作時(shí)，可在圓底燒瓶上連接回流冷凝器，瓶內(nèi)裝原料約占容量的二分之一。溶劑浸過表面1～2cm，在水浴上加熱回流。一般保持沸騰1h。冷卻過濾，再在原料渣中加溶劑，作第二次、第三次加熱回流30min，直至基本提盡有效成分為止。10/19/202233c.煎煮法10/18/202

遇熱易破壞的成分提取不能采用本法，大量生產(chǎn)宜采用連續(xù)提取法。

e.連續(xù)回流提取法應(yīng)用揮發(fā)性有機(jī)溶劑提取植物化學(xué)成分，不論小型實(shí)驗(yàn)或大型生產(chǎn)，均以連續(xù)提取法為好，不僅溶劑用量少，提取也較完全。遇熱不穩(wěn)定的成分不宜采用本法。實(shí)驗(yàn)室可采用索氏提取器，工業(yè)生產(chǎn)可采用類似的大型金屬裝置。

以上五種方法在操作時(shí)應(yīng)注意：（a）原料、溶劑的液料比；（b）加熱方式、溶劑回收難易；（c）溶劑來源及安全。索氏提取器示意圖10/19/202234遇熱易破壞的成分提取不能采用本法（6）影響溶劑提取效果的因素溶劑提取法的效果如何，主要取決于選擇合適的溶劑和提取方法。另外，原料的粉碎度、提取溫度、溶劑濃度差、提取時(shí)間等因素也不同程度地影響提取效果。

①粉碎度由于提取過程包括滲透、溶解、擴(kuò)散等過程，因此樣品粉碎越細(xì)，表面積就越大，浸出過程就快，效率就高。但碎度過高，樣品粉粒表面積過大，吸附作用增強(qiáng)，反而影響擴(kuò)散速度。以20~40目為宜。

②提取溫度一般溫度控制在60℃左右，最高不超過100℃。

③濃度差操作時(shí)盡可能地增大濃度差，但要考慮溶劑用量和后處理的負(fù)荷。解決此問題常用連續(xù)回流法。

④時(shí)間用外加熱提取每次宜用1h，最多不超過3h；用乙醇加熱回流提取每次1~2h；用其它有機(jī)溶劑可適當(dāng)長一些。10/19/202235（6）影響溶劑提取效果的因素10/18/202235

2.水蒸氣蒸餾法這種方法適用于在普通蒸餾時(shí)易被破壞的植物成分。在水蒸氣蒸餾時(shí)，有效成分不溶于水但能與水形成恒沸混合物被蒸餾出來。該方法有以下幾種。

（1）水中蒸餾法將原料先放入蒸鍋內(nèi)，然后加入清水或上一鍋的餾出水，加水高度一般剛沒過料層，也有在鍋底設(shè)置篩板以防止原料與熱源直接接觸，出料時(shí)水和料一起出。

（2）水上蒸餾法原料置于蒸餾鍋內(nèi)的篩板上，篩板下鍋底層盛放一定水量以滿足蒸餾操作所需的足夠的飽和蒸氣，篩板下水層高度以水沸騰時(shí)不濺濕篩上料層為宜。本法適宜于破碎后的干燥原料的蒸餾，也適于干花的蒸餾。10/19/2022362.水蒸氣蒸餾法10/1（3）水滲透蒸餾法將冷凝器設(shè)在蒸鍋下面，水蒸氣從頂部導(dǎo)入蒸鍋，裝料由一側(cè)推進(jìn)，進(jìn)入蒸鍋的水蒸氣是低壓的，冷凝后的水會(huì)自動(dòng)從底部流向冷凝器，因此水蒸氣不會(huì)積留。本法的優(yōu)點(diǎn)：在于蒸餾中的原料不會(huì)被水浸潤，不致發(fā)生原料浸泡在水中的現(xiàn)象，原料中某些成分在蒸餾中免遭水解以及受熱過度而熱解，另外過可縮短蒸餾時(shí)間。一節(jié)省能源。但對于需要在水解條件下才能使精油分離的原料此法不適用。10/19/202237（3）水滲透蒸餾法10/18/202237

3.升華法有些固體物質(zhì)受熱時(shí)會(huì)直接汽化，遇冷后又凝固為固體化合物，這就是升華現(xiàn)象。植物成分中有一些具有升華性質(zhì)，故可利用升華法直接從植物中提取這些成分。例如：用這種方法可從樟樹體中分離樟腦。另外，游離羥基蒽醌類成分、一些香豆素類、有機(jī)酸類也可用此法分離提取。茶葉中的咖啡堿在178℃以上就能升華而不會(huì)分解，可用升華法從茶葉中提取這種物質(zhì)。升華法雖簡便易行，但植物炭化后，產(chǎn)生揮發(fā)性的焦油狀物，粘附在升華物上，不易精制除去。升華法產(chǎn)率低，有時(shí)有分解現(xiàn)象。

10/19/2022383.升華法10/18/2022第三節(jié)天然有機(jī)物提取技術(shù)一、水蒸氣蒸餾

二、分子蒸餾三、超聲波提取四、微波提取

10/19/202239第三節(jié)天然有機(jī)物提取技術(shù)一、水蒸氣蒸餾10/18/20一、水蒸氣蒸餾

1.水蒸氣蒸餾的原理水蒸氣蒸餾是利用被蒸餾成分與水不相混溶，使被分離的物質(zhì)能在比原沸點(diǎn)低的溫度下沸騰，生成的蒸氣和水蒸氣一同逸出，經(jīng)凝結(jié)后得到水油兩液層，達(dá)到分離的目的。根據(jù)分壓定律，二組分混合的液體，在一定溫度時(shí)每種液體都有其各自的蒸氣壓，其蒸氣壓的大小與每種液體單獨(dú)存在時(shí)的蒸氣壓一樣，而整個(gè)系統(tǒng)的壓力等于各組分的飽和蒸氣壓之和。即：p＝pA＋pB式中，p為混合物總蒸氣壓；pA和pB分別為組分A和組分B的飽和蒸氣壓。pA和pB只與溫度有關(guān)，而與混合物組成無關(guān)。當(dāng)達(dá)到一定溫度時(shí)，p與大氣壓相等，液體沸騰，而蒸氣組成不變。10/19/202240一、水蒸氣蒸餾1.水蒸氣蒸餾的原理10/18/

水蒸氣蒸餾時(shí)水和不溶于水的有機(jī)物共熱，混合物中p＝pH2O＋p有，當(dāng)p與大氣壓相等時(shí)，混合物沸騰，此時(shí)pH2O小于大氣壓，即混合物在100℃以下沸騰，水和有機(jī)物共同蒸出。因此，水蒸氣蒸餾時(shí)要求被提純的物質(zhì)不溶于水或難溶于水；與水不發(fā)生反應(yīng)；在l00℃左右有一定蒸氣壓的物質(zhì)。由于被水蒸氣蒸餾的物質(zhì)一般不和水相混溶，因此，水和被分離物質(zhì)的蒸氣分壓大小僅受溫度影響，與混合液的組成無關(guān)，從理論上講，它們的蒸氣分壓等于該溫度下純水與被分離物質(zhì)各自單獨(dú)存在時(shí)的蒸氣壓，蒸氣總壓則是兩者蒸氣壓之和。若在101325Pa下進(jìn)行水蒸氣蒸餾，則混合物的沸點(diǎn)必低于任一組分的沸點(diǎn)。具體地說，在101325Pa下進(jìn)行水蒸氣蒸餾，無論被分離的物質(zhì)沸點(diǎn)如何，其水蒸氣蒸餾的溫度都會(huì)低于100℃。此即水蒸氣蒸餾原理。10/19/202241水蒸氣蒸餾時(shí)水和不溶于水的有機(jī)物共熱，混合物中

例如，用水蒸氣蒸餾使松節(jié)油與雜質(zhì)分離。松節(jié)油的沸點(diǎn)為185℃，在常壓(101325Pa)下，用水蒸氣蒸餾松節(jié)油，只需要95℃即可把松節(jié)油從雜質(zhì)中分離出來，這是因?yàn)?，蒸氣壓?5℃時(shí)，水和松節(jié)油的蒸氣壓之和為101325Pa，恰等于1atm(101325Pa)的外壓，因此，水和松節(jié)油在此溫度(95℃)下沸騰氣化，正是由于沸騰蒸氣的作用，松節(jié)油便隨水蒸氣被蒸出，經(jīng)冷凝，靜置分層，即可得到純的松節(jié)油。水蒸氣蒸餾可用于常壓下沸點(diǎn)較高或在較高溫度下容易分解的物質(zhì)的蒸餾；常用于易揮發(fā)成分如揮發(fā)油的提取；也可用于提純或分離在常壓蒸餾時(shí)易發(fā)生氧化、聚合或分解的有機(jī)化合物；也可用于除去混合物中的樹脂狀或不揮發(fā)雜質(zhì)。10/19/202242例如，用水蒸氣蒸餾使松節(jié)油與雜質(zhì)分離。松節(jié)油2.常用水蒸氣蒸餾裝置水蒸氣蒸餾裝置由水蒸氣發(fā)生裝置和蒸餾裝置兩部分組成，如圖所示。蒸氣發(fā)生裝置有金屬桶式和圓底燒瓶兩種，蒸餾裝置由蒸餾瓶、冷凝管、接收瓶等組成，蒸餾瓶可以是普通圓底燒瓶，也可以是兩口或三口燒瓶。水蒸氣發(fā)生裝置10/19/2022432.常用水蒸氣蒸餾裝置水蒸氣發(fā)生裝置10/18/

3.其他水蒸氣蒸餾裝置（1）回流式水蒸氣蒸餾裝置對于飽和蒸氣壓較低的有機(jī)物，可采用回流式水蒸氣蒸餾裝置，如圖3-2。如果餾出物密度小于水的密度，打開活塞A和B，使水經(jīng)T管流回D瓶中，待餾出物在P管中積存量較大時(shí)，開啟活塞C放出；如果密度大于水的密度，將B、C關(guān)閉，使水經(jīng)P管上端溢流到D瓶內(nèi)。（2）微量水蒸氣蒸餾裝置對于微量物質(zhì)的水蒸氣蒸餾用微量水蒸氣蒸餾裝置如圖3-3。由水蒸氣發(fā)生器、蒸餾試管、冷凝器組成。10/19/2022443.其他水蒸氣蒸餾裝置10/18/2022圖3-2回流式水蒸氣蒸裝置圖3-3微量水蒸氣蒸餾裝置

水蒸氣發(fā)生器采用100mL的兩頸圓底燒瓶，一頸連接水蒸氣導(dǎo)管(T形管)，一頸插入蒸餾試管。水蒸氣導(dǎo)管(T形管)的一端與圓底燒瓶相連，一端插入蒸餾試管底部，一端裝止水夾，以調(diào)節(jié)水蒸氣試管中的壓力。使用時(shí)，在圓底燒瓶中注入25～30mL水、幾粒碎瓷片，在燒瓶底加熱以平穩(wěn)地產(chǎn)生蒸汽。10/19/202245圖3-2回流式水蒸氣蒸裝置圖3-3

蒸餾試管加入待分離的有機(jī)物液體或要提取的物料，其體積不得超過蒸餾試管容積的1/2，蒸汽導(dǎo)管幾乎插到試管底部。由于水蒸氣的導(dǎo)入使得蒸餾體系沸騰。安裝好儀器后，開始加熱，待水沸騰產(chǎn)生蒸汽以后，用螺旋夾將T形管的上端夾緊，這時(shí)蒸汽就導(dǎo)入蒸餾試管中，開始沸騰。蒸餾完畢時(shí)，應(yīng)先松開螺旋夾，再移去熱源，以免圓底燒瓶中蒸汽壓的降低而發(fā)生倒吸現(xiàn)象。10/19/202246蒸餾試管加入待分離的有機(jī)物液體或要提取的物料

4.水蒸氣蒸餾的應(yīng)用水蒸氣蒸餾實(shí)際也是一種簡單蒸餾，它用于下列情況的蒸餾。（1）在常壓下沸點(diǎn)高或在沸點(diǎn)下易分解、易燃燒的物質(zhì)的蒸餾。（2）用于高沸點(diǎn)物從難揮發(fā)或不揮發(fā)物(如固體或焦油狀物)中分離出來。如苯胺從還原反應(yīng)的混合物中的蒸餾分離。苯酚、苯基苯酚從其樹脂狀的殘液中分離等。（3）采用高溫?zé)嵩从欣щy時(shí)，可采用水蒸氣蒸餾。一般說來，只有所要分離的物質(zhì)完全或幾乎不溶于水和不與水起反應(yīng)時(shí)，才用水蒸氣蒸餾。這樣餾出的產(chǎn)物可通過靜置分層使其與水分離。對于在水中有一定溶解度的物質(zhì)進(jìn)行水蒸氣蒸餾時(shí)，其蒸餾分離效果隨被分離物質(zhì)在水中溶解度的增加而降低。10/19/2022474.水蒸氣蒸餾的應(yīng)用10/18/202247二、分子蒸餾天然產(chǎn)物經(jīng)溶劑提取得到的提取液，一般體積較大，有效成分濃度低，因此還需要進(jìn)行濃縮和提純分離。常用濃縮方法有蒸發(fā)法、蒸餾法(常壓蒸餾相減壓蒸餾)、精餾法和分子蒸餾法。蒸餾和精餾是以液混合物中組分的揮發(fā)件差異作為分離依據(jù)，在通常的蒸餾中，同時(shí)存在由液相到氣相和氣相到液相的不同方向的蒸氣分子流，前者大后者的量就是蒸餾產(chǎn)物，因此只能實(shí)現(xiàn)液體混合物的粗分離，分離效率比較低，如果實(shí)現(xiàn)從液相到氣相的單一分子流流向而阻止返回液相的分子流。這就是分子蒸餾。分子蒸餾減少了蒸氣回流到液相表面的分子流，因此大大提高了蒸餾效率，同時(shí)由于料液受熱時(shí)間短，也能降低料液組分的熱分解。10/19/202248二、分子蒸餾天然產(chǎn)物經(jīng)溶劑提取得到的提取液，一般1.分子蒸餾的基本原理（1）分子蒸餾原理分子蒸餾(molcculardistillation)是一種在高真空度下進(jìn)行液液分離操作的連續(xù)蒸餾過程。根據(jù)分子運(yùn)動(dòng)理論，液體混合物的分子受熱后運(yùn)動(dòng)會(huì)加劇，當(dāng)接受到足夠能量時(shí)，就會(huì)從液而逸出而成為氣相分子。隨著液面上氣相分子的增加，有一部分氣體就會(huì)返回液體，在外界條件保持恒定的情況下，最終會(huì)達(dá)到分子運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)平衡。在高真空度條件下，由于分子蒸餾器的加熱面和冷凝面之間距離小于或等于被分離物料的分子平均自由程，當(dāng)分子從加熱向上形成的液膜表面上進(jìn)行蒸發(fā)時(shí)，分子間不相互發(fā)生碰撞，無阻攔地向冷凝面運(yùn)動(dòng)并在冷凝面上被冷凝和收集，從而達(dá)到分離的目的。由于加熱面和冷凝面之間距離短，故又稱為短程蒸餾(short-pathdistillation)。10/19/2022491.分子蒸餾的基本原理10/18/202249分子蒸餾是在待分離組分遠(yuǎn)低于常壓沸點(diǎn)的溫度下?lián)]發(fā)，并且各組分在受熱情況下停留時(shí)間短，特別適合于分離高沸點(diǎn)、高粘度、熱敏性的天然產(chǎn)物。分子平均自由程長度λm是分子蒸餾器設(shè)計(jì)中十分重要的參數(shù)，指的是分子在兩次碰撞之間所走路程的平均值，用下列公式表示：λm＝Vm/f式中，Vm是分子平均運(yùn)動(dòng)速度；f是分子碰撞頻率。由熱力學(xué)原理可知，f＝(2)l/2Vπd2p/KT，則得到λm為：λm＝KT/(2)1/2πd2p式中，d是分子平均直徑；p是分子的環(huán)境壓強(qiáng)；T是環(huán)境溫度；R是玻爾茲曼常數(shù)。10/19/202250分子蒸餾是在待分離組分遠(yuǎn)低于常壓沸點(diǎn)的溫度下?lián)]從式中可知，λm與環(huán)境溫度成正比，而與分子的環(huán)境壓力及有效直徑成反比，所以要考慮設(shè)備的真空度越高越有利于蒸發(fā)，溫度升高有利于蒸發(fā)，但溫度不能過高，以免樣品的熱分解。另一個(gè)重要因素是分子蒸餾利用液膜受熱使分子擴(kuò)散而不同于沸騰蒸發(fā)，液膜的厚度不能太厚，一般在幾十到幾百微米。

分子蒸餾與一般減壓蒸餾完全不同，其不同之處在于：待分離組分是在遠(yuǎn)低于常壓沸點(diǎn)的溫度下?lián)]發(fā)的，并且各組分在受熱情況下停留時(shí)間短，特別適合于分離高沸點(diǎn)、高粘度、熱敏性的天然產(chǎn)物。分子蒸餾技術(shù)因其能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)離沸點(diǎn)下的操作，又具備蒸餾壓強(qiáng)低、受熱時(shí)間短、分離程度高等特點(diǎn)，能大大降低高沸點(diǎn)物料的分離成本，極好地保護(hù)熱敏性物質(zhì)的品質(zhì)。10/19/202251從式中可知，λm與環(huán)境溫度成正比，而與分子的環(huán)境（2）分子蒸餾過程分子蒸餾的分離作用就是利用液體分子受熱會(huì)從液面逸出，而不同種類分子逸出后其平均自由程不同這—性質(zhì)來實(shí)現(xiàn)的。分于蒸餾技術(shù)的核心是分子蒸餾裝置。欲使液體混合物達(dá)到分離的目的，首先進(jìn)行加熱，能量足夠的分子逸出液面，輕分子的平均自由程大，重分子的平均自由程小，若在離液面小于輕分子的平均自由程而大于重分子的平均自由程處設(shè)置一捕集器，使得輕分子不斷被捕集，從而破壞了輕分子的動(dòng)態(tài)平衡而使混合液中的輕分子不斷逸出，而重分子因到達(dá)不到捕集器很快趨于動(dòng)態(tài)平衡，不再從混合液逸出。這樣液體混合物便達(dá)到了分離的目的。10/19/202252（2）分子蒸餾過程10/18/202252分子蒸餾過程如圖3-4所示，其蒸餾過程分為5步驟：(1)物料在加熱面形成液膜；(2)分子在液膜表面上自由蒸發(fā)；(3)分子從加熱面向冷凝面運(yùn)動(dòng)；(4)分子在冷凝面上捕獲；(5)餾出物和殘留物的收集。圖3-4分子蒸餾過程示意圖一套完整的分子蒸餾過程主要包括脫氣系統(tǒng)、分子蒸餾器、真空系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。脫氣系統(tǒng)的作用是將物料中所溶解的揮發(fā)性氣體組分盡量排出，避免由于高真空度下導(dǎo)致物料爆沸。10/19/202253分子蒸餾過程如圖3-4所示，圖3-4分子（3）分子蒸餾的技術(shù)特點(diǎn)與普通蒸餾相比，分子蒸餾具有以下特點(diǎn)。①普通蒸餾是在沸點(diǎn)溫度下進(jìn)行分離，而分子蒸餾只要冷熱兩面之間達(dá)到足夠的溫度差，就可在任何溫度下進(jìn)行分離。由分子蒸餾原理可知，混合物的分離是由于不同種類的分子逸出液面后的平均自由程不同的性質(zhì)來實(shí)現(xiàn)的，并不用要沸騰，所以分子蒸餾是遠(yuǎn)低于沸點(diǎn)的溫度下進(jìn)行操作的，這一點(diǎn)明顯優(yōu)于沸騰狀態(tài)下提取分離的各種常規(guī)蒸餾法。②由于分子蒸餾裝置獨(dú)特的結(jié)構(gòu)形式，其內(nèi)部壓強(qiáng)極小，可以獲得很高的真空度，一般能在很低的絕對壓強(qiáng)下進(jìn)行(一般為1×10-1Pa數(shù)量級)。10/19/202254（3）分子蒸餾的技術(shù)特點(diǎn)10/18/202254而各種常規(guī)真空蒸餾器，由于蒸氣從蒸發(fā)面到冷凝器之間存在壓降，極限操作壓力也就是降低了物料的沸點(diǎn)，則利于避免物料受熱破壞。同時(shí)，由分子運(yùn)動(dòng)自由程公式可知，要想獲得足夠大的平均自由程，可以通過降低蒸餾壓強(qiáng)來獲得。一般而言，將操作壓力小于0.013Pa的蒸餾過程稱分子蒸餾。將操作壓力為0.013～1.33Pa的蒸餾過程稱為準(zhǔn)分子蒸餾。③分子蒸餾是基于不同物質(zhì)分子運(yùn)動(dòng)自由程的差別而實(shí)行分離的，因而受熱面和冷凝面的間距要小于輕分子的運(yùn)動(dòng)自由程(即距離很短)，這樣由液面逸出的輕分子幾乎未碰撞就到達(dá)冷凝面，所以受熱時(shí)間很短。另外，若采用較先進(jìn)的分子蒸餾結(jié)構(gòu)，使混合液的液面達(dá)到薄膜狀，這時(shí)液面與加熱面的面積幾乎相等，那么，此時(shí)的蒸餾時(shí)間更短。假定真空蒸餾受熱時(shí)間為lh，則分子蒸餾僅用十幾秒。10/19/202255而各種常規(guī)真空蒸餾器，由于蒸氣從蒸發(fā)面到冷凝器之④分子蒸餾常常用來分離常規(guī)蒸餾不易分開的物質(zhì)，分子蒸餾的分離程度更高。分子蒸餾的相對揮發(fā)度：式中，M1為輕組分分子量；M2為重組分分子量。而常規(guī)蒸餾的相對揮發(fā)度α＝p1/p2，p1／p2相同的情況下，重組分分子量M2比輕組分分子量M1大，所以αT＞α。這就表明同種混合液分子蒸餾較常規(guī)更易分離。即普通蒸餾分離能力只與組分的蒸氣壓之比有關(guān)，而分子蒸餾的分離能力與相對分子量也有關(guān)。10/19/202256④分子蒸餾常常用來分離常規(guī)蒸餾不易分開的物質(zhì)，分⑤普通蒸餾的蒸發(fā)與冷凝是可逆過程，液相和氣相之間達(dá)到了動(dòng)態(tài)平衡；分子蒸餾中，從加熱面逸出的分子自接飛射到冷凝面上，理論上沒有返回到加熱面的可能性，所以分子蒸餾是不可逆過程。⑥普通蒸餾有鼓泡、沸騰等現(xiàn)象。而分子蒸餾是在液膜表面上的自由蒸發(fā)，在低壓力下進(jìn)行，液體中無溶解空氣，因此在蒸餾過程中不能使整個(gè)液體沸騰，沒有鼓泡現(xiàn)象。⑦無毒、無害、無污染、無殘留，可得到純凈安全的產(chǎn)物。⑧操作工藝簡單、設(shè)備少。10/19/202257⑤普通蒸餾的蒸發(fā)與冷凝是可逆過程，液相和氣相之間

2.分子蒸餾器（1）分子蒸餾器根據(jù)分子蒸餾器的結(jié)構(gòu)形式和操作特點(diǎn)，可以將分子蒸餾器分為三種：靜止式、刮膜式和離心式。圖3-5靜止式分子蒸餾器①靜止式蒸餾器靜止式蒸餾器(圖3-5)出現(xiàn)最早，其特點(diǎn)是具有一個(gè)靜止不動(dòng)的水平蒸發(fā)面，結(jié)構(gòu)簡單。靜止式設(shè)備生產(chǎn)能力低，分離效果差，熱分解程度高，—般只適用于實(shí)驗(yàn)室及小批量生產(chǎn)。10/19/2022582.分子蒸餾器圖3-5靜止式分子蒸餾器②刮膜式蒸餾器刮膜式蒸餾器(圖3-6)裝置內(nèi)部設(shè)置一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的刮膜器，使物料均勻覆蓋在加熱面上，強(qiáng)化了傳熱和傳質(zhì)過程，可以連續(xù)操作，生產(chǎn)能力大。③離心式蒸餾器離心式蒸餾器(圖3-7)具有旋轉(zhuǎn)的加熱面，液膜非常薄，情況好，生產(chǎn)能力大。由于離心力作用，液膜分布有規(guī)律，霧沫現(xiàn)象少，分離效果好。圖3-6刮膜式分子蒸餾器圖3-7離心式分子蒸餾器10/19/202259②刮膜式蒸餾器圖3-6刮膜式分子蒸餾器3.分子蒸餾的應(yīng)用國外在20世紀(jì)30年代出現(xiàn)分子蒸餾技術(shù)，并在60年代開始工業(yè)化應(yīng)用。日本、美國、德國都設(shè)計(jì)制造了各種樣式的分子蒸餾裝置，并不斷對分子蒸餾設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)和完善。80年代中期，國內(nèi)開始分子蒸餾技術(shù)應(yīng)用開發(fā)，并從國外引進(jìn)了用于生產(chǎn)單甘酯的分子蒸餾裝置。目前，分子蒸餾已在油脂化學(xué)工業(yè)如單甘酯、雙甘酯、長鏈脂肪酸、維生素E、高碳醇、甾醇等濃縮和提取中得到廣泛應(yīng)用。由于分子蒸餾真空度高，系統(tǒng)基本絕氧，操作溫度低和受熱時(shí)間短，對于高沸點(diǎn)和熱敏性及易氧化物料的分離，有常規(guī)方法不可比擬的優(yōu)點(diǎn)，能極好地保證物料的天然品質(zhì)，可被廣泛用于天然物質(zhì)的提取、濃縮及分離中。10/19/2022603.分子蒸餾的應(yīng)用10/18/202260三、超聲波提取天然植物有效成分大多為細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)，在提取時(shí)往往需要將植物細(xì)胞破碎，現(xiàn)有的機(jī)械破碎法難以將細(xì)胞有效破碎，化學(xué)破碎方法又容易造成被提取物的結(jié)構(gòu)性質(zhì)等變化面失去活性，因而難以取得理想的效果。將超聲波應(yīng)用于提取植物的有效成分，操作簡便決速，無需加熱，提取率高、速度快、效果好，且結(jié)構(gòu)未被破壞，顯示出明顯的優(yōu)勢。

1.超聲波及其特征超聲波是頻率大于20kHz以上的聲波，不能引起聽覺，是一種機(jī)械振動(dòng)在媒介中的傳播過程，由于其頻率高，波長短，除具有方向性好、功率大、透力強(qiáng)等待點(diǎn)之外還具有以下特征。10/19/202261三、超聲波提取天然植物有效成分大多為細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)，（1）引起空化作用超聲波在液體中傳播時(shí)，使液體介質(zhì)不斷受到壓縮和拉伸，而液體耐壓不耐拉，液體若受不住這種拉力，就會(huì)斷裂而形成暫時(shí)的近似真空的空洞(尤其在含有雜質(zhì)、氣泡的地方)，而到壓縮階段，這些空洞發(fā)生崩潰。崩潰時(shí)空洞內(nèi)部最高瞬壓可達(dá)幾萬個(gè)大氣壓，同時(shí)還將產(chǎn)生局部高溫以及放電現(xiàn)象等，這就是空化作用。（2）產(chǎn)生一系列的特殊效應(yīng)超聲波可產(chǎn)生一系列的特殊效應(yīng)，如力學(xué)效應(yīng)、熱學(xué)效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)和生物效應(yīng)等。在力學(xué)效應(yīng)中有攪拌、分散、成霧、凝聚、沖擊破碎和疲勞損壞等作用；在熱學(xué)效應(yīng)中有聲能被吸收而引起的整體加熱、邊界處的局部加熱；在化學(xué)效應(yīng)中以促進(jìn)氧化、還原，促進(jìn)高分子物質(zhì)的聚合或解聚作用等。10/19/202262（1）引起空化作用10/18/202262

2.超聲波提取的基本原理超聲波提取法是應(yīng)用超聲波強(qiáng)化提取植物的有效成分，是一種物理破碎過程。超聲波對媒質(zhì)主要產(chǎn)生獨(dú)特的機(jī)械振動(dòng)作用和空化作用。當(dāng)超聲波振動(dòng)時(shí)能產(chǎn)生并傳遞強(qiáng)大的能量，引起媒質(zhì)質(zhì)點(diǎn)以大的速度和加速度進(jìn)入振動(dòng)狀態(tài)，使媒質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，促使有效成分進(jìn)入溶劑中；同時(shí)在液體中還會(huì)產(chǎn)生空化作用，即在有相當(dāng)大的破壞應(yīng)力的作用下，液體內(nèi)形成空化泡的現(xiàn)象。在水中當(dāng)超聲波輻射面上的強(qiáng)度達(dá)到0.3W/cm2時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生空化。根據(jù)空化泡的變化，超聲波空化分為穩(wěn)態(tài)空化和瞬態(tài)空化，兩種空化現(xiàn)象在液體中幾乎同時(shí)存在，且在一定條件下穩(wěn)態(tài)空化可轉(zhuǎn)化成瞬態(tài)空化。穩(wěn)態(tài)空化是指聲強(qiáng)度小于10W／cm2時(shí)產(chǎn)生的空化，有規(guī)律而緩和。10/19/2022632.超聲波提取的基本原理10/18/20226

瞬態(tài)空化是指聲強(qiáng)度大于10W／cm2時(shí)產(chǎn)生的空化，短暫而劇烈；空化泡在瞬間迅速漲大并破裂，破裂時(shí)把吸收的聲能在極短的時(shí)間和極小的空間內(nèi)釋放出來，形成高溫和高壓的環(huán)境，同時(shí)伴隨有強(qiáng)度的沖擊波和微聲流，從而破壞細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)，使其在瞬間破裂，植物細(xì)胞內(nèi)的有效成分得以釋放，直接進(jìn)入溶劑并充分緩和，從而提高提取率。另外，超聲波的許多次級效應(yīng)如熱效應(yīng)、乳化、擴(kuò)散、擊碎、化學(xué)效應(yīng)、生物效應(yīng)、凝聚效府等也能加速植物有效成分在溶劑中的擴(kuò)散釋放，促進(jìn)植物有效成分充分與溶劑混合，有利于提取。如將槐米液體在浸提、沉淀兩個(gè)階段均用超聲波處理后，能使蘆丁大分子更快地聚合成大顆粒沉淀，并促進(jìn)沉淀更完全，只要20～30min即可，這是凝聚效應(yīng)(即超聲波有使懸浮于氣體或液體中的微粒聚集成較大顆粒面沉淀)的作用。10/19/202264瞬態(tài)空化是指聲強(qiáng)度大于10W／cm2時(shí)產(chǎn)生的

3.超聲波提取條件的選擇許多因素會(huì)對超聲波提取產(chǎn)生影響，因此提取植物有效成分時(shí)應(yīng)注意選擇合適的條件。（1）超聲波提取工藝參數(shù)的選擇超聲波參數(shù)主要考慮的是超聲波的頻率、強(qiáng)度和時(shí)間。不同的植物成分所需的參數(shù)不同；提取同一種植物時(shí)，選擇不同的參數(shù)會(huì)得到不同的效果。如95％乙醇為溶劑超聲波提取益母草的益母草總堿，用1100kHz的超聲波處理40min時(shí)效果最佳。超聲波提取黃蓮素時(shí)，1100kHz超聲波的提出率比20kHz的低頻超聲波降低1.33％，提取時(shí)間上，30min處出現(xiàn)一峰值之后隨時(shí)間的增長而逐漸降低；用20kHz強(qiáng)度分別為0.5W/cm2、5W/cm2、10W/cm2、50W/cm2超聲波處理10min提取大黃蒽醌成分，其提出率也不同，以0.5w/cm2時(shí)的最高。所以在進(jìn)行超聲波提取時(shí)，要從實(shí)驗(yàn)中取得適宜的參數(shù)，提高提出率。10/19/2022653.超聲波提取條件的選擇10/18/202265（2）溶劑選擇超聲波提取植物有效成分時(shí)，溶劑種類及其濃度也是影響提出率的關(guān)鍵。分別用95％、75％、50％乙醇作溶媒超聲波處理40min提取黃芩苷，提出率分別為4.59％、11.15％、10.94％；分別用甲醇、乙醇、醋酸乙酯作溶劑，超聲波處理lh提取密蒙花的有效成分，以甲醇的提出率最高；分別以甲醇、乙醇作溶劑超聲提取30min，采用分光光度法測定五味沙棘膠囊中總黃酮含量，甲醇的提出率比乙醇的提出率高。超聲波提取時(shí)無需加熱，因此在選擇提取溶劑時(shí)，最好能結(jié)合植物有效成分的理化性質(zhì)進(jìn)行篩選，如在提取皂苷、多糖類成分時(shí)，可利用它們的水溶性特性選擇水作溶劑；在提出生物堿類成分時(shí)，可利用其與酸反應(yīng)成鹽的性質(zhì)而采用酸浸提方法等。10/19/202266（2）溶劑選擇10/18/202266（3）溫度選擇溫度對超聲波提取植物有效成分的提出率也有影響。如從總黃芩中超聲波提取總黃酮，在-5～25℃內(nèi)，隨著溫度的降低，提出率上升。（4）其他因素超聲波分布均勻與否、提取瓶的放置位置、提取瓶壁的厚薄、被超聲植物的顆粒大小、隨著介質(zhì)和提取液溫度的升高時(shí)有機(jī)溶媒隨之揮發(fā)等等，也會(huì)影響到超聲波提取植物有效成分的效果。如在通心絡(luò)膠囊中的芍藥苷含量測定時(shí)，將樣品加入溶劑、放置過夜后，再超聲30min所得到的結(jié)果不穩(wěn)定，造成這一現(xiàn)象的原因主要是提取瓶離振心距離不一、提取瓶厚薄不一等。10/19/202267（3）溫度選擇10/18/202267

4.超聲波在植物有效成分提取中的成用（1）超聲波技術(shù)在在藥用植物成分提取中的應(yīng)用藥用植物的化學(xué)成分較為復(fù)雜，常規(guī)法提取效果常不理想，近年來用超聲波技術(shù)提取收到良好的效果，尤其是生物堿、苷類、揮發(fā)油等成分的提取。（2）超聲波技術(shù)在食用植物成分提取中的應(yīng)用（3）起聲波技術(shù)在其他成分提取中的應(yīng)用植物中可利用的有效成分還有很多，如氨基酸、蛋白質(zhì)、酶、色素等，也可應(yīng)用超聲波進(jìn)行提取。10/19/2022684.超聲波在植物有效成分提取中的成用10/18四、微波提取

1.微波提取的原理與特點(diǎn)微波(microwave，MW)是波長介于1mm-lm(頻率介于3×106～3×105Hz)的電磁波，微波輔助萃取(microwave-assistedextraction，MAE)是利用微波能來提高萃取率的一種新技術(shù)。微波在傳輸過程中遇到不同的物料會(huì)依物料性質(zhì)不同而產(chǎn)生反射、穿透、吸收現(xiàn)象。在快速振動(dòng)的微波電磁場中，被輻射的極性物質(zhì)分于吸收電磁能，以每秒數(shù)十億次的高速振動(dòng)產(chǎn)生熱能。微波提取過程中，微波輻射導(dǎo)致植物細(xì)胞內(nèi)的極性物質(zhì)，龍其是水分子吸收微波能，產(chǎn)小大量熱量，使細(xì)胞內(nèi)溫度迅速上升，液態(tài)水汽化產(chǎn)生的壓力將細(xì)胞膜和細(xì)胞壁沖破，形成微小的孔洞；進(jìn)一步加熱，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)部和細(xì)胞壁水分減少，細(xì)胞收縮，表面出現(xiàn)裂紋?？锥春土鸭y的存在使胞外溶劑容易進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，溶解并釋放出胞內(nèi)產(chǎn)物。

10/19/202269四、微波提取1.微波提取的原理與特點(diǎn)10/18由于不同物質(zhì)的結(jié)構(gòu)不同，吸收微波能的能力各異，因此，在微波的作用下，某些待測組分被選擇性地加熱，使之與基體分離，進(jìn)入微波吸收能力較差的萃取劑中。由于微波加熱的熱效率較高，升溫快速而均勻，故顯著縮短萃取時(shí)間，提高了萃取效率。常規(guī)的索氏萃取通常12～24h才能處理一個(gè)樣品，并且需要消耗上百毫升有機(jī)溶劑，而微波萃取可將萃取時(shí)間縮短到0.5h之內(nèi)，有機(jī)溶劑的消耗量可降至50mL以下。目前，微波技術(shù)用于提取生物活性成分的報(bào)道不斷出現(xiàn)，已涉及到幾大類天然化合物如揮發(fā)油、苷類、多糖、萜類、生物堿、黃酮、單寧、甾體及有機(jī)酸等。10/19/202270由于不同物質(zhì)的結(jié)構(gòu)不同，吸收微波能的能力各異，因

2.微波提取的裝置和條件（1）MAE裝置絕大部分利用微波技術(shù)進(jìn)行的提取都是在家用微波爐內(nèi)完成的。這種微波爐造價(jià)低、體積小、適合于在實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用，但很難進(jìn)行回流提取，反應(yīng)容器只能采取封閉或敞口放置兩種方法。經(jīng)過改造的微波裝置可以進(jìn)行回流操作，使得常壓溶劑提取非常安全。專門用于微波試樣制備的商品化設(shè)備已問世，有功率選擇、控溫、控壓和控時(shí)裝置。一般由專用材料制成密閉容器作為萃取罐，萃取罐能允許微波自由透過、耐高溫高壓、且不與溶劑反應(yīng)。由于每個(gè)系統(tǒng)可容納9～12個(gè)萃取罐，因此試樣的批量處理量大大提高。10/19/2022712.微波提取的裝置和條件10/18/20227（2）微波條件的選擇①萃取溶劑溶劑的選擇至關(guān)重要。被微波提取的成分是微波自熱物質(zhì)，有一定的極性。微波萃取所選溶劑必須對微波透明或半透明，也就是要選擇介電常數(shù)較小(8～28)的溶劑，同時(shí)要求溶劑對目標(biāo)成分有較強(qiáng)的溶解能力，對萃取成分的后續(xù)操作干擾較少。這樣，微波便可完全透過或大部分透過萃取劑，達(dá)到萃取目的。當(dāng)欲提取物料中不穩(wěn)定的或揮發(fā)性的成分，如中藥中的精油時(shí)，宜選用對微波射線高度透明的萃取溶劑；若要除去這類揮發(fā)性或不穩(wěn)定的成分，則選用對微波部分透明的萃取劑，這種萃取劑吸收一部分微波能夠轉(zhuǎn)化為熱能，可揮發(fā)驅(qū)除不需要的成分。10/19/202272（2）微波條件的選擇10/18/202272對水溶性成分和極性大的成分，可用含水溶劑進(jìn)行提取。微波提取極性化合物在用含水的溶劑萃取時(shí)比索氏提取效果更好。而用非極性溶利萃取非極性化合物，由于非極性物質(zhì)如環(huán)己烷、戊烷等不能吸收微波能，微波提取的效率稍低于克氏提取。此時(shí)為了快速萃取，用非極性溶劑時(shí)要加入一定比例的極性溶劑。如果用水作溶劑，細(xì)胞內(nèi)外同時(shí)加熱，破壁不會(huì)太理想，而且大部分微波能被溶劑消耗。可以采取先用微波處理經(jīng)浸潤后的干藥材，然后再加水或有機(jī)溶劑浸提有效成分，這樣既可節(jié)省能源，又可進(jìn)行連續(xù)工業(yè)化生產(chǎn)，而且可使MAE裝置簡化，能在敞開體系中進(jìn)行。10/19/202273對水溶性成分和極性大的成分，可用含水溶劑進(jìn)行提取

常見用于MAE的溶劑有甲醇、乙醇、丙酮、乙酸、二氯甲烷、苯、甲苯、正己烷和無機(jī)酸如硝酸、鹽酸、磷酸、氫氟酸以及己烷—丙酮、二氯甲烷—甲醇、水—甲苯等混合溶劑。對同一種物料，不同萃取劑的提取效果往往差異較大。另外，物料含水量與微波能的吸收關(guān)系也很大。若物料是經(jīng)過干燥，不含水分的，那么選用部分吸收微波能的萃取介質(zhì)。由此介質(zhì)浸漬物料，置于微波場進(jìn)行輻射加熱的同時(shí)發(fā)生萃取作用，也可采取物料再濕的方法，使其具有足夠的水分，便于有效地吸收所需要的微波能。萃取劑的用量可在較大范圍內(nèi)變動(dòng)，一般萃取劑與物料之比(L/kg)在1：1至20：1范圍內(nèi)選樣。萃取液體積太多，萃取時(shí)釜內(nèi)壓力太大，會(huì)超出承受能力，溶液濺失；萃取液體積太少，會(huì)使萃取不太完全。10/19/202274常見用于MAE的溶劑有甲醇、乙醇、丙酮、乙酸②微波功率和萃取時(shí)間微波萃取頻率、功率和時(shí)間等對萃取效率具有明顯的影響。常用的頻率為91MHz和2450MHz。微波功率的高低對測定結(jié)果有較大的影響。當(dāng)時(shí)間一定時(shí)，功率越高，萃取的效率就越高，萃取就越究全。但是如果超過一定限度，則會(huì)使萃取體系壓力升高到?jīng)_開容器安全閥的程度，溶液濺出，導(dǎo)致誤差。微波能或微波劑量的確定，以最有效地萃取出所需有效成分而定。在微波波段內(nèi)的任何一種波長的射束都可被物料中的成分不同程度地吸收。所選用的微波功率在200～1000w范圍內(nèi)時(shí)，萃取時(shí)間的變化較小。微波萃取時(shí)間與被測物樣品量、溶劑體積和加熱功率有關(guān)。一般10～100s之間，在萃取過程中，一般加熱開始l～2min即達(dá)到所要求的萃取溫度。萃取時(shí)間的長短與物料中含水量也有關(guān)系，因?yàn)樗苡行У匚瘴⒉?，因而較干的物科需要較長的輻照時(shí)間。10/19/202275②微波功率和萃取時(shí)間微波萃取頻率、功率和時(shí)間物料在提取前最好經(jīng)粉碎等預(yù)處理，以增大溶劑與物料的接觸面積，提高提取效率。為了減少高溫的影響，可分次進(jìn)行微波輻射，冷卻至室溫后再進(jìn)行第2次微波提取，以便最高得率地提取出所需活性化合物。經(jīng)過提取的物料，可用另一種提取劑，在微波輻照下進(jìn)行第2次提取，從而取得第2種提取物。3.微波提取技術(shù)的應(yīng)用微波提取技術(shù)在天然藥物活性成分提取中應(yīng)用廣泛，如揮發(fā)油、苷類、多糖、萜類、生物堿、黃酮、單寧、甾體及有機(jī)酸的應(yīng)用。微波提取技術(shù)的缺點(diǎn)一是需使用極性溶劑，二是提取后要過濾，這就不易與氣相色譜等儀器聯(lián)機(jī)而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

10/19/202276物料在提取前最好經(jīng)粉碎等預(yù)處理，以增大溶劑與物料第四節(jié)提取有效成份的影響因素在提取階段，pH值、金屬離子、溶劑的濃度和極性、離子強(qiáng)度等因素，對有效成份的性質(zhì)和數(shù)量起著重要作用。這些因素若處理得當(dāng)，對提取純化全過程都是非常有利的。（一）pH值許多有機(jī)分子或生物分子都同時(shí)具有酸性或堿性基團(tuán)，這些基團(tuán)在不同pH下，有著不同的解離狀態(tài)。在水中或有機(jī)溶劑中便有不同的溶解度。

當(dāng)兩性物質(zhì)分子上酸、堿性基團(tuán)解離情況相等時(shí)，整個(gè)分子所帶電荷總和為零，此時(shí)溶液的pH值稱為該分子的等電點(diǎn)。

在等電點(diǎn)時(shí)：兩性溶質(zhì)分子易相互聚集，溶解度最低。而遠(yuǎn)離等電點(diǎn)兩側(cè)的pH值時(shí)，溶解度增大。10/19/202277第四節(jié)提取有效成份的影響因素在提取階段，p

對于一些酸性或堿性小分子物質(zhì)，當(dāng)pH很低時(shí)，酸性物質(zhì)大部分呈非解離分子狀態(tài)，而堿性物質(zhì)大部分呈陽離子狀態(tài)。如pH很高時(shí)，酸性物質(zhì)大部分呈陰離子狀態(tài)存在，而堿性物質(zhì)則呈非解離分子狀態(tài)。離子狀態(tài)的物質(zhì)不論是陰離子或陽離子都易溶于水，非離解的分子狀態(tài)則易溶于有機(jī)溶劑。所以酸性物質(zhì)處于低pH值，堿性物質(zhì)處于高pH值時(shí)，都可以轉(zhuǎn)溶于有機(jī)溶劑。但有些兩性物質(zhì)如氨基酸，在等電點(diǎn)以外任何pH值時(shí)，均呈離子狀態(tài)存在，所以氨基酸一般不用有機(jī)溶劑提取（稀的乙醇除外）。酸性或堿性物質(zhì)在不同pH下的溶解性質(zhì)的差異，和他們的酸性與堿性的強(qiáng)弱程度有關(guān)。如非常弱的酸，則需要高pH值的溶劑內(nèi)，才能使這種酸解離。10/19/202278對于一些酸性或堿性小分子物質(zhì)，當(dāng)pH很低時(shí)，以上從pH值與物質(zhì)溶解度之間的關(guān)系作一簡單的討論。對蛋白質(zhì)、酶核酸等生物大分子來說，提取溶劑的選擇pH值首先要保證這些生物大分子不受破壞為前提，過酸、過堿均應(yīng)盡量避免，一般控制在pH6~8范圍，常選接近中性的pH較穩(wěn)如單純從溶解度方面考慮，等電點(diǎn)在酸性范圍的蛋白質(zhì)或酶，可選用偏堿性溶液提取，等電點(diǎn)在堿性范圍時(shí)，則選用偏酸性溶液提取，酸性條件還可以解離一些蛋白質(zhì)與其它組分的離子鍵結(jié)合。并有利于細(xì)胞壁的溶解。10/19/202279以上從pH值與物質(zhì)溶解度之間的關(guān)系作一簡單的討

（二）溫度溫度的升高可增加物質(zhì)的溶解度，減少溶液的粘度，這是大家熟悉的。所以，略為提高溫度對提取是有利的這叫熱提法。熱提法多用于一些植物成分和某些小分子生化物質(zhì)，提取溫度常控制在50~70℃左右。熱提法雖然提取效率高，但所得提取液含雜質(zhì)較多，不如冷提法含雜質(zhì)少，這是熱提法的缺點(diǎn)。對于絕大多數(shù)生物大分子，除了某些特殊例子外，一般提取溫度選擇0~10℃范圍，選擇溫度范圍不但使溶質(zhì)有較好的溶解度，更主要是防止生物大分子的變性。10/19/202280（二）溫度10/18/202280

（三）溶劑的極性和離子強(qiáng)度有些蛋白質(zhì)或酶在極性大、離子強(qiáng)度高的溶液中穩(wěn)定；有些則在極性小、離子強(qiáng)度低的溶液中穩(wěn)定。通常降低極性的方法是在水溶液中增加蔗糖或甘油的濃度。若用二甲基亞砜或二甲基甲酰胺代替蔗糖或甘油時(shí)，會(huì)使溶液的極性大大降低。在水溶液中加入中性鹽如KCl、NaCl、NH4Cl和(NH4)2SO4能提高溶液的離子強(qiáng)度。

一般來說，離子強(qiáng)度較低的中性鹽溶液有促進(jìn)蛋白質(zhì)溶解，保護(hù)蛋白質(zhì)活性的作用。離子強(qiáng)度過高則會(huì)引起蛋白質(zhì)發(fā)生鹽析作用。常用的鹽溶液是NaCl溶液，濃度以0.15mol/L為宜。但是在提取核蛋白或與細(xì)胞器結(jié)合的蛋白質(zhì)時(shí)，為促使蛋白質(zhì)與核酸、蛋白質(zhì)與細(xì)胞器的分離，則宜用高濃度（0.5~2.0mol/L）的鹽溶液。粘多糖類物質(zhì)也溶于高離子強(qiáng)度的鹽溶液。若用有機(jī)溶劑提取蛋白質(zhì)等物質(zhì)時(shí)，加入少量的中性鹽也可使其穩(wěn)定。用高濃度鹽溶液的抽提物上層析柱時(shí)，一定要將鹽除去。10/19/202281（三）溶劑的極性和離子強(qiáng)度10/18/

（四）水解酶在抽提、純化蛋白質(zhì)或核酸時(shí)，其效果常常受到本身存在的水解酶的影響。這些酶在與欲抽提的蛋白質(zhì)或核酸接觸時(shí)，一旦條件適宜，就會(huì)發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致蛋白質(zhì)或核酸分解，而使實(shí)驗(yàn)失敗。為了防止這個(gè)問題的發(fā)生，必須小心地采用加入抑制劑（苯甲基磺酰氟化物，簡稱PMSF，見下頁表）或調(diào)節(jié)抽提液的pH、離子濃度或極性等方法，使這些酶喪失活性。

例如：胰島素是胰臟中β