中藥有效成分提取分離技術

第一章中藥有效成分的提取方法一、中藥中的有效成分中藥的化學成分比較復雜，每種中藥中都含有多種成分，但并不是每種成分都能起到防治疾病的效果。通常將中藥含有的成分分為：有效成分和無效成分兩大類。①無效成分是相對于有效成分來說的，或者是到目前還沒有發(fā)現(xiàn)它具有顯著生物活性（無生理活性，在臨床上沒有醫(yī)療作用的成分）。植物普遍含有，如糖類、纖維素、無機鹽、蛋白質等物質。第一頁，共39頁。②有效成分是被證明具有醫(yī)療效用或生物活性的物質。但是其含量往往很低。如，長春花為降壓鎮(zhèn)靜藥，全株含生物堿約1%，從中已分離出60余種生物堿，其中長春新堿為治療惡性腫瘤的有效成分，但含量只有百萬分之三；治療血管性癡呆的活性成分——雪花蓮胺堿（加蘭他敏），在石蒜的鱗莖中含量甚微，在其他3種石蒜屬植物中含量也較低，在忽地笑中含量為0.034%，換錦華中含量為0.026%，鹿蔥中含量為0.01%。第二頁，共39頁。第三頁，共39頁。二、提取分離中藥中的有效成分的意義第四頁，共39頁。第五頁，共39頁。第六頁，共39頁。第七頁，共39頁?？傊?，提取、分離中藥的有效成分，是中藥研究工作的關鍵之一。第八頁，共39頁。三、提取方法不同的中藥材，成分不同，提取的方法也應不同。設計合理的提取方法、正確的操作不但能提取出有效成分，而且還有利于下一步的分離純化。中藥有效成分的提取方法主要有經典的溶劑提取法，其次還有水蒸氣蒸餾法、升華法、壓榨法等。第九頁，共39頁。第一節(jié)溶劑提取法一、原理溶劑提取法是根據中草藥中各種成分在不同溶劑中的溶解度不同，選用對有效成分溶解度大，對雜質成分（不需要成分）溶解度小的溶劑，將有效成分從藥材組織內溶解出來的方法。第十頁，共39頁。二、具體操作：根據所要提取的成分的性質，選擇合適的溶劑，加到適當粉碎過的中草藥原料中，溶劑由于擴散、滲透作用會逐漸通過細胞壁透入到細胞內，溶解可溶性物質，造成細胞內外的濃度差，于是細胞內的濃溶液不斷向外擴散，細胞外的溶劑則不斷進入藥材組織細胞中，如此往返多次，直至細胞內外溶液濃度達到動態(tài)平衡時，將此飽和溶液濾除，濃縮；繼續(xù)往過濾后的藥渣中加入新溶劑，重復以上過程，反復多次就可以把所需要的成分近于完全溶出或基本溶出，合并所有的濃縮液，即為含有所需有效成分的混合液。第十一頁，共39頁。三、溶劑的選擇1、常見的溶劑可以分為三大類：

①水；②親水性有機溶劑；③親脂性有機溶劑。2、中草藥的化學成分（包括被溶解的成分）也有親水性和親脂性的不同。親水性、親脂性及其大小與化合物的分子結構有關。第十二頁，共39頁。植物中的親水性成分有蛋白質、單糖、及低聚糖、氨基酸、水溶性有機酸、水溶性色素、生物堿等；

親脂性成分有游離生物堿、非水溶性有機酸、樹脂、脂溶性色素、油脂、蠟等。第十三頁，共39頁。3、溶劑的選擇選擇適當溶劑是溶劑提取法的關鍵。要做到最大限度的將有效成分從藥材中提取出來，首先需遵循“相似相溶”的原理。另外還要注意：

①溶劑對有效成分溶解度大，對雜質溶解度小。

②溶劑不能與中藥成分起化學變化。

③溶劑要經濟、易得、使用安全、易于回收等。第十四頁，共39頁。⑴、水親水性成分。有時為了增加某些成分的溶解度，也常采用酸水及堿水作為提取溶劑。如：多數(shù)游離的生物堿是親脂性化合物，不溶或難溶于水，但與酸結合成鹽后，能夠離子化，加強了極性，變?yōu)橛H水性的物質，所以通常用酸水提取生物堿；對于有機酸、黃酮、蒽醌、內酯、香豆素以及酚類成分，常采用堿水提取，可使成分易于溶出。第十五頁，共39頁。用水作溶劑提取也存在一些問題：①易酶解苷類成分，且易霉壞變質；②對于含果膠、黏液質類成分較多的中草藥，其水提取液常呈膠狀，很難過濾；③含淀粉多的中草藥，沸水煎煮時，淀粉可被糊化，過濾困難，所以不宜磨成細粉水煎；④含皂苷成分較多的中草藥，水提液在減壓濃縮時，常會產生大量泡沫，濃縮困難。第十六頁，共39頁。⑵、親水性的有機溶劑能與水混溶的有機溶劑，如乙醇、甲醇、丙酮等。乙醇雖易燃，但毒性小，價格便宜，來源方便，有一定設備即可回收反復使用，且乙醇的提取液不易發(fā)霉變質。因此乙醇是實驗室和工業(yè)生產中應用范圍最廣的一種溶劑。甲醇的性質雖和乙醇相似，但因為有毒性，所以少用。第十七頁，共39頁。⑶親脂性的有機溶劑與水不能互溶的有機溶劑，如石油醚、苯、氯仿、乙醚等。這些溶劑的選擇性能強，不能或不容易提出親水性雜質，易提取親脂性的物質。第十八頁，共39頁。這類溶劑易揮發(fā)，多易燃（氯仿除外），一般有毒，價格較貴，設備要求也較高，操作需要有通風設備；透入植物組織的能力較弱，往往需要長時間反復提取才能提取完全。藥材中水分的存在，會降低這類溶劑的穿透力，很難浸出其有效成分，影響提取率，因此對原料的干燥程度要求較高。因此，在大量提取或工業(yè)生產時，直接應用這類溶劑有一定的局限性。第十九頁，共39頁。四、提取方法常用的提取法有浸漬法、滲漉法、煎煮法、回流提取法及連續(xù)回流提取法。1、浸漬法此法適用于有效成分遇熱易揮發(fā)和易破壞的中草藥的提取。按溶劑的溫度分為熱浸、溫浸、冷浸等。第二十頁，共39頁。操作：現(xiàn)將中草藥粉或碎片裝入適當?shù)娜萜髦?，然后加入適宜的溶劑，浸漬藥材以溶出其中有效成分。特點：簡單易行，但提出率較低。最好采用二次、三次浸漬，以減少損失，提高提取率。如果溶劑為水的話，需加入適當?shù)姆栏瘎５诙豁?，?9頁。2、滲漉法操作：將中草藥粉末裝在滲漉器中使藥材浸漬24~48小時膨脹，然后不斷添加新溶劑，使其自上而下滲過藥粉，從滲漉筒下端出口流出、收集浸出液。當溶劑滲進藥粉溶出成分比重加大而向下移動時，上層的溶液或稀浸液便置換其位置，造成良好的濃度差，使擴散能較好地進行，故浸出效率較高，當浸出液很淺時提取基本完全。但溶劑消耗量大、費時長。第二十二頁，共39頁。滲漉裝置第二十三頁，共39頁。3、煎煮法此法是我國最早使用的傳統(tǒng)的浸出方法。操作：將中藥粗粉加水加熱（加熱時最好時常攪拌，以免局部藥材受熱容易焦糊）煮沸，將中藥成分提取出來。一般藥材易煎2次。所用容器一般為陶器、砂罐或銅制、搪瓷器皿，不宜用鐵鍋，以免藥液變色。第二十四頁，共39頁。特點：此法簡便，能煎出大部分有效成分，但煎出液中雜質較多，且容易發(fā)生霉變，一些不耐熱揮發(fā)性成分易損失。因此含揮發(fā)性成分及有效成分遇熱易破壞的中藥不宜用此法，對含有多糖類中藥，煎煮后，藥液比較粘稠，過濾比較困難。第二十五頁，共39頁。4、回流提取法如用易揮發(fā)的有機溶劑加熱提取中藥成分時，則需采用回流提取法以減少溶劑消耗，提高浸出效率。但受熱易破壞的成分不宜用此法，且溶劑消耗量仍大，操作亦麻煩。此法提取效率較冷浸法高，但是由于操作的局限性，大量生產中多采用連續(xù)提取法。第二十六頁，共39頁。（5）連續(xù)提取法：為了彌補回流提取法中需要溶劑量大、操作較煩的不足，可采用連續(xù)提取法。實驗室常用脂肪提取器或索氏提取器。此法需要溶劑量較少，提取成分也比較完全，但一般需數(shù)小時（提取液受熱時間長）才能完成，因此對熱不穩(wěn)定易變化的成分不宜用此法。盡管如此，在應用揮發(fā)性有機溶劑提取時，不論小型實驗或大型生產均以連續(xù)提取法為好。第二十七頁，共39頁。索氏提取器第二十八頁，共39頁。6、酶法提取中草藥的細胞壁是由纖維素構成的，而植物的有效成分往往包裹在細胞壁內，酶法就是利用纖維素酶、果膠酶、蛋白酶等（主要是纖維素酶），破壞細胞壁，以利于有效成分最大限度的溶出。第二十九頁，共39頁。有文獻報道日本高根芳春提出了用酶法提取銀杏葉有效成分的方法。該法通過加入糊精及對葡萄糖殘基有轉移作用的葡萄糖甙酶或轉糖甙酶，使油溶性或難溶于水或不溶于水的有效成分，轉變成易溶于水的成分而提取出來。經分光光度法測定，其總黃酮含量為13.6%，黃酮提取率為0.38%，與未經轉糖甙反應的實驗（總黃酮提取率為0.22%）比較，總黃酮提取率提高了0.16%。采用該法能同時提取出銀杏葉中水溶性和脂溶性有效成分，使有效成分的提取率提高。且使轉化為糖甙后的脂溶性成分在體內的吸收率大為提高。第三十頁，共39頁。⑴藥材預處理為利于酶解，需對藥材進行預處理。如用球磨機作預處理，粉碎顆粒越細，越易懸浮在酶解液中，增加有效面積而易被酶水解，加快水解速度。⑵pH、溫度及酶解作用時間根據所提取的中藥材的品種及所使用的酶的種類不同，酶解時的最適pH及最適溫度會有所不同，應根據實驗來確定最佳值。此外，酶解作用時間也是直接影響提取效果的因素。為得到所需的酶解產物，需要控制好酶的作用時間。第三十一頁，共39頁。酶法提取是一項很有前途的新技術，在中藥的提取制備中，取得了較好的效果。但該技術也存在著一定局限性。酶法提取對實驗條件要求較高，為使酶發(fā)揮最大作用，需先通過實驗確定通過最適溫度、pH及最適作用時間、酶的濃度、底物的濃度、抵制劑和激動劑等。但隨著對該技術的不斷研究應用，酶法作為新技術將為中藥的提取提供一種新途徑。第三十二頁，共39頁。五、影響提取效率的因素溶劑提取法的關鍵是選擇合適的溶劑和提取方法，但在操作過程中，還受其他因素的影響。1、原料的粒度粉碎是中藥前處理過程中的一個必要環(huán)節(jié)，通過粉碎可增加藥物的表面積，促進藥物的溶解與吸收，加速藥材中有效成分的浸出。但粉碎過細，藥粉比表面積太大，吸附作用增強，反而影響擴散速度，尤其是含蛋白、多糖類較多的中藥，粉碎過細，用水提取時容易產生粘稠現(xiàn)象，影響提取率。第三十三頁，共39頁。

原料的粉碎度應考慮選用的溶劑和藥用部位。如果用水提取，最好采用粗粉，用有機溶劑時可略細；原料為根莖類最好采用粗粉，全草類、葉類、花類等可用細粉。第三十四頁，共39頁。2、提取的溫度溫度增高可以提高提取效率，但是雜質的提出也相應增加。過高的溫度會使有些有效成分氧化分解而遭到破壞。一般加熱到60℃為宜，最高不宜超過100℃。第三十五頁，共39頁。3、提取的時間在藥材細胞內外有效成分的濃度達到平衡以前，隨著提取時間的延長，提取的量也隨著增加。因此，提取的時間沒必要無限延長，只要合適、提取完全就行。第三十六頁，共39頁。第二節(jié)水蒸氣蒸餾法水蒸氣蒸餾法是將含有揮發(fā)性成分的藥材與水共蒸餾，使揮發(fā)性成分隨水蒸氣一并餾出，經冷凝分取揮發(fā)性成分的浸提方法。當餾出液由渾濁變?yōu)槌吻鍟r，表示蒸餾已基本完成。該法適用于具有揮發(fā)性、難容或不溶于水、與水不會發(fā)生反應、能隨水蒸氣蒸餾而不被破壞的中草藥成分的提取。如，麻黃堿就可以用此法直接從麻黃中蒸餾出來，這個方法主要用于揮發(fā)油的提取。第三十七頁，共39頁。第三節(jié)升華法有些固體物質受熱后會直接汽化，遇冷后又凝固為原來的固體化合物，該現(xiàn)象稱之為升華。對于