紅花的提取方法研究進(jìn)展

PAGEPAGE1紅花的提取方法研究進(jìn)展摘要：綜述了紅花提取的現(xiàn)代技術(shù)以及傳統(tǒng)技術(shù)，針對目前紅花提取工藝研究與開發(fā)研究中存在的時(shí)間長、能耗大、收率低等傳統(tǒng)技術(shù)問題，提出采用超聲波、微波輔助萃取技術(shù)提高浸取效率，采用膜分離技術(shù)減少能耗等解決問題的方法和建議。關(guān)鍵詞：紅花，提取方法，現(xiàn)代技術(shù)，傳統(tǒng)技術(shù)1.引言紅花是菊科植物紅花的干燥管狀花，主產(chǎn)于新疆、甘肅、河南等地。其主要化學(xué)成分為紅花黃色素和紅花紅色素，是天然色素的原料。紅花是中醫(yī)重要的活血化瘀藥，紅花黃色素為國家級新藥，二者均屬黃酮衍生物。目前，關(guān)于紅花利用的研究熱點(diǎn)集中在三個(gè)方面：紅花藥理研究；紅花的提取工藝；從紅花中分離和提取核黃素等新的化合物。有效成分的提取、分離過程是中藥生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，先進(jìn)的提取工藝和質(zhì)量控制手段對提高中藥產(chǎn)品質(zhì)量、增強(qiáng)中藥療效和穩(wěn)定性非常重要；在中藥提取過程中，由于提取液中成分眾多且復(fù)雜，對其質(zhì)量成分的含量進(jìn)行快速測定往往比較困難。在提取過程中，由于實(shí)現(xiàn)有效成分濃度梯度的控制比較困難，導(dǎo)致提取過程依然缺乏有效的質(zhì)量控制手段，無法實(shí)時(shí)監(jiān)控提取過程中有效成分含量的變化。進(jìn)而使生產(chǎn)工藝很難得到精確控制，導(dǎo)致產(chǎn)品批次間質(zhì)量差異較大、穩(wěn)定性差等問題。因此，研究適用于中藥提取過程有效成分含量的快速無損測定方法，將有助于解決中藥提取生產(chǎn)過程中質(zhì)量檢測與控制等難題，有助于推進(jìn)該技術(shù)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用和提高該產(chǎn)品質(zhì)量。以水為溶劑，采用超聲波、微波輔助萃取技術(shù)，可有效降低提取溫度，提高傳質(zhì)速率，縮短浸取時(shí)間，并提高有效成分的回收。本文重點(diǎn)探討紅花提取方法的研究進(jìn)展，以期為紅花的實(shí)驗(yàn)、生產(chǎn)提供依據(jù)。2.紅花概述2.1紅花的有效成分紅花化學(xué)成分的提取分離一直是紅花有效成分研究的基礎(chǔ)，只有對有效成分能充分的提取才能使之后的藥理作用和臨床應(yīng)用的研究得到促進(jìn)和提高。紅花黃色素在紅花中含量占20%~30%，是含多種有效成分的水溶性成分，被認(rèn)為紅花的主要有效成分。紅花還含有紅花苷、紅花醌苷及新紅花苷；淡黃色的花含新紅花苷及微量紅花苷；深黃色的花含紅花苷；橘紅色的花含紅花苷和紅花醌苷。紅花花冠由黃變紅是由于這些成分的變化而變化。2.2紅花功效紅花性涼味甘，《本草綱目》中記載：“紅花乃天方國人所傳，主治婦女血瘀諸癥”，具有祛瘀通絡(luò)，解毒養(yǎng)血的功效，有治療斑疹血熱，吐血，婦女經(jīng)痛，產(chǎn)后瘀血，腹痛，跌打腫痛等功效。中醫(yī)美容學(xué)認(rèn)為紅花能改善血液循環(huán)，具有很強(qiáng)的美白嫩膚的美容功效，同時(shí)可減去體內(nèi)各部位多余脂肪，再現(xiàn)女性曲線窈窕之美。紅花茶能通過活血化瘀，加速血液循環(huán)，促進(jìn)新陳找謝，排除黑素細(xì)胞所產(chǎn)生的黑色素，促進(jìn)滯留于體內(nèi)的黑色素分解，使之不能沉淀形成色斑，或使沉淀的色素分解而排出體外。2.3紅花的其他用途紅花是近年世界上發(fā)展很快的油料作物，種子含油35%~47%，高于大豆，油的碘值120~152。脂肪酸組成中富含亞油酸、油酸以及豆蔻酸、棕櫚酸等，還在豐富的維生素E。其中亞油酸含量高達(dá)84%，居食用油之冠，有降血脂和降血清膽固醇，防止動(dòng)脈粥樣硬化的作用。紅花的花可提取優(yōu)良的天然食用色素。紅花制成餅粕含蛋白質(zhì)高達(dá)19%~36%，作飼料喂養(yǎng)奶牛，能增加牛乳中脂肪與亞油酸的含量。紅花工業(yè)上可用來制作精密機(jī)件的噴漆。3.紅花的傳統(tǒng)技術(shù)提取方法目前傳統(tǒng)生產(chǎn)采用的仍主要是煎煮提取技術(shù)、回流提取技術(shù)、冷浸提取技術(shù)、滲漉提取技術(shù)等。3.1回流提取技術(shù)3.1.1回流提取技術(shù)原理回流提取法是用乙醇等易揮發(fā)的有機(jī)溶劑提取原料成分，將浸出液加熱蒸餾，其中揮發(fā)性溶劑餾出后又被冷卻，重復(fù)回流浸出容器中浸提原料，這樣周而復(fù)始，直至有效成分回流提取完全的方法。3.1.2紅花黃色素的提取過程采用回流法通過各單因素及進(jìn)一步的正交實(shí)驗(yàn)，對紅花中的有效成分黃色素進(jìn)行了綜合提取。得出黃色素較佳提取工藝為：料液比1:14，浸泡時(shí)間30min，提取時(shí)間20min。因?yàn)槿軇┑难h(huán)使用，回流法溶媒用量少，浸提較完全，但由于回流提取需要連續(xù)加熱，浸出液受熱時(shí)間較長，故不適用于對熱敏感型有效成分的浸出。3.2滲漉提取技術(shù)3.2.1滲漉提取技術(shù)原理滲漉法是將適度粉碎的藥材置滲漉筒中，由上部不斷添加溶劑，溶劑滲過藥材層向下流動(dòng)過程中浸出藥材成分的方法。滲漉屬于動(dòng)態(tài)浸出方法，溶劑利用率高，有效成分浸出完全，可直接收集浸出液。適用于貴重藥材、毒性藥材及高濃度制劑；也可用于有效成分含量較低的藥材提取。但對新鮮的及易膨脹的藥材、無組織結(jié)構(gòu)的藥材不宜選用。該法常用不同濃度的乙醇或白酒做溶劑，故應(yīng)防止溶劑的揮發(fā)損失。3.2.2滲漉提取過程采用滲漉法提取紅花黃色素和紅花黃色素A，得出的最佳提取條件是以60%乙醇浸漬12h，25倍量進(jìn)行滲漉，流速為0.5ml/min。由于藥粉不斷與低濃度提取液接觸，始終保持一定的濃度差，浸提效率要比冷浸技術(shù)高，提取比較完全，效果比較好，但溶劑用量大、時(shí)間長。對藥物的粒度及工藝要求要高，并且可能造成堵塞而影響正常工作。提取溫度越高，提取效果越好，但不能太高，藥材的粒度越細(xì)，提取效果越好，提取時(shí)間適宜。3.3浸漬提取技術(shù)3.3.1浸漬提取技術(shù)原理冷浸提取技術(shù)是將天然藥物粗粉用適當(dāng)?shù)娜軇┰诔叵陆莩鲇行С煞值囊环N技術(shù)。熱浸提取技術(shù)是將藥物粉碎成粗粉或碎成碎塊置于特制的罐中，加定量溶劑，水浴或蒸汽加熱，讓藥料在40~60℃浸漬一定時(shí)間，使被提取成分溶入溶劑中，過濾收集浸漬液。3.3.2冷浸提取過程將紅花粉碎成粗粉，置于戴塞容器內(nèi)，加10~20倍量的溶劑，搖勻后放置，常溫浸漬12~24h，浸泡時(shí)間應(yīng)注意經(jīng)常攪拌或振搖，利用溶劑的穿透性和溶解性將提取的成分溶入溶劑中，當(dāng)溶質(zhì)和溶劑達(dá)平衡時(shí)，過濾，收集浸漬液。不用加熱，適用于熱不穩(wěn)定化學(xué)成分，或含有大量淀粉、樹膠果膠、黏液質(zhì)的成分提取。缺點(diǎn)：效率低、時(shí)間長。3.4煎煮提取技術(shù)3.4.1煎煮提取技術(shù)原理煎煮提取技術(shù)是將藥材加水煎煮取汁的方法。該法是最早使用的一種簡易浸出方法，至今仍是制備浸出制劑最常用的方法。由于浸出溶煤通常用水，故有時(shí)也稱為“水煮法”或“水提法”。所用的容器一般為陶器、砂罐或銅制、搪瓷器皿、不宜用鐵鍋。3.4.2煎煮提取過程將藥物適當(dāng)?shù)厍兴榛蚍鬯槌纱址鄯湃肴萜髦?，加水浸過藥面，充分浸泡后，直火加熱（不斷攪拌以免藥材局部受熱，溫度太高而焦糊，要注意紅花吸水較多，在煎煮的過程中就要適當(dāng)?shù)丶狱c(diǎn)水）。煎煮2~3次，每次30min左右（保持微沸）收集各次煎出液，經(jīng)過濾后，濃縮至規(guī)定濃度。紅花煎煮時(shí)間不宜過長．如果煎煮時(shí)間過長,會(huì)使藥內(nèi)有效成分被破壞掉或揮發(fā)掉而達(dá)不到治療目的：使用溶劑為水，適用于熱穩(wěn)定的藥材的提取。缺點(diǎn)：不適用于含有揮發(fā)性或淀粉較多的成分的提??；不能使用有機(jī)溶劑提取。4.紅花的現(xiàn)代技術(shù)提取方法在我國中藥有效成分的提取分離方面，引進(jìn)高新技術(shù)已成為新的發(fā)展趨勢和關(guān)注重點(diǎn)。如超聲波提取技術(shù)、微波提取技術(shù)、膜分離提取技術(shù)等。已經(jīng)應(yīng)用到中藥及其它天然藥物的研究領(lǐng)域中，并且逐步得到推廣和發(fā)展，高新技術(shù)在中藥有效成分的提取分離中有著廣泛的應(yīng)用前景；現(xiàn)代提前技術(shù)具有的產(chǎn)物明確、生產(chǎn)周期縮短、效率提高、能耗降低、質(zhì)量可靠的優(yōu)勢。4.1微波提取技術(shù)4.1.1微波提取技術(shù)原理微波萃取是利用微波來提高萃取速率的一種最新發(fā)展起來的技術(shù)。它的原理是在微波場中，吸收微波能力的差異使得基體物質(zhì)的某些區(qū)域或萃取體系中的某些組分被選擇性加熱，從而使被萃取物質(zhì)從基體或體系中分離，進(jìn)入到介電常數(shù)較小、微波吸收能力相對差的萃取劑中。微波萃取具有設(shè)備簡單、適用范圍廣、萃取效率高、重現(xiàn)性好、節(jié)省時(shí)間、節(jié)省試劑、污染小等特點(diǎn)。目前，微波萃取技術(shù)被廣泛應(yīng)用于天然產(chǎn)物化學(xué)成分的提取，已被列為我國21世紀(jì)食品加工和中藥制藥現(xiàn)代化推廣技術(shù)之一，顯示出良好的發(fā)展前景。4.1.2微波提取過程取一定量的紅花，加入一定量的提取劑潤濕30min，使提取劑充分滲透，在微波的輔助下提取30min后，濾過。微波萃取具有設(shè)備簡單、適用范圍廣、萃取效率高、重現(xiàn)性好、節(jié)省時(shí)間、節(jié)省試劑、污染小等特點(diǎn)。微波萃取技術(shù)與傳統(tǒng)煎煮法相比較，微波萃取技術(shù)與傳統(tǒng)煎煮法相比較克服了藥材細(xì)粉易凝聚易焦化的弊病，提取時(shí)間極短，設(shè)備簡單，投資較少，但這一技術(shù)用于中草藥提取尚屬起步，其萃取機(jī)理還需進(jìn)一步研究。

4.2超聲波提取技術(shù)4.3.1超聲波提取技術(shù)原理超聲波萃取中藥材的優(yōu)越性，是基于超聲波的特殊物理性質(zhì)。主要是通過壓電換能器產(chǎn)生的快速機(jī)械振動(dòng)波來減少目標(biāo)萃取物與樣品基體之間的作用力從而實(shí)現(xiàn)固液萃取分離。超聲波在介質(zhì)中的傳播可以使介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)在其傳播空間內(nèi)產(chǎn)生振動(dòng)，從而強(qiáng)化介質(zhì)的擴(kuò)散、傳播，這就是超聲波的機(jī)械效應(yīng)。超聲波在傳播過程中產(chǎn)生一種輻射壓強(qiáng)，沿聲波方向傳播，對物料有很強(qiáng)的破壞作用，可使細(xì)胞組織變形，植物蛋白質(zhì)變性；同時(shí)，它還可以給予介質(zhì)和懸浮體以不同的加速度，且介質(zhì)分子的運(yùn)動(dòng)速度遠(yuǎn)大于懸浮體分子的運(yùn)動(dòng)速度。從而在兩者間產(chǎn)生摩擦，這種摩擦力可使生物分子解聚，使細(xì)胞壁上的有效成分更快地溶解于溶劑之中。4.2.2超聲波提取過程以95％乙醇為溶媒，分別用不同頻率的超聲波及不同的提取時(shí)間從紅花中提取紅花黃色素。超聲技術(shù)提取方法簡單，提取率高，低耗高效，作為提取的一種手段有著廣闊的應(yīng)用前景。超聲波獨(dú)具的物理特性能促使植物細(xì)胞組織破壁或變形，使中藥有效成分提取更充分，提取率比傳統(tǒng)工藝顯著提高達(dá)50~500%；超聲波強(qiáng)化中藥提取通常在24~40min即可獲得最佳提取率，提取時(shí)間較傳統(tǒng)方法大大縮短2/3以上；超聲提取中藥材的最佳溫度在40~60℃，對遇熱不穩(wěn)定、易水解或氧化的藥材中有效成分具有保護(hù)作用，同時(shí)大大節(jié)能能耗；超聲提取中藥材不受成分極性、分子量大小的限制，適用于絕大多數(shù)種類中藥材和各類成分的提取。4.3膜分離技術(shù)4.4.1膜分離技術(shù)原理膜分離技術(shù)是利用化學(xué)成分分子量差異而達(dá)到分離目的。在中藥應(yīng)用方面主要是濾除細(xì)菌、微粒、大分子雜質(zhì)（膠質(zhì)、鞣質(zhì)、蛋白、多糖）等或脫色。用天然或人工合成的高分子薄膜，以外界能量或化學(xué)位差為推動(dòng)力，對雙組分或多組分的溶質(zhì)和溶劑進(jìn)行分離、分級、提純和富集的方法，統(tǒng)稱為膜分離法。膜分離過程是以選擇性透過膜為分離介質(zhì)，利用膜對混合物各組分滲透性能的差異，實(shí)現(xiàn)對多組分混合物進(jìn)行物理的分離、純化和富集。4.3.2采用納濾技術(shù)分離由于浸取液濃度很低，脫水量很大，導(dǎo)致目前工藝的能耗很大，成本很高。應(yīng)用現(xiàn)代膜分離技術(shù)代替蒸發(fā)濃縮步驟，在常溫下操作，既可以節(jié)約能量，又可以保證有效成分不變質(zhì)。根據(jù)初步的研究結(jié)果，可以先用超濾膜脫除大分子物質(zhì)后再用納濾濃縮脫水，這樣可以減少膜的污染。納濾濃縮的透過液中含有少量紅花黃色素，可以作為下次的提取液，既提高了資源的利用率，又為工業(yè)化整個(gè)流程奠定基礎(chǔ)。4.3.3膜提取技術(shù)優(yōu)點(diǎn)該工藝與傳統(tǒng)的醇流工藝比較，省去了醇沉工藝中的多道工序，達(dá)到除雜的目的，仍然保持了傳統(tǒng)中藥的煎煮和復(fù)方配伍具有侵膏干燥容易、吸濕性小，添加賦形劑少，節(jié)約大量乙醇和相應(yīng)的回收設(shè)備，縮短生產(chǎn)周期，減少工序及人員，節(jié)約熱能等特點(diǎn)。5.展望傳統(tǒng)提取方法優(yōu)點(diǎn)在于簡便、設(shè)備要求低、成本低廉。缺點(diǎn)在于提取效率低、資源浪費(fèi)嚴(yán)重。煎煮、回流技術(shù)適用于耐熱不揮發(fā)成分的中藥，冷浸、滲漉技術(shù)適用于遇熱易被破壞成分的中藥?，F(xiàn)代提取技術(shù)優(yōu)點(diǎn)為無需高溫，萃取率高，減少能耗。缺點(diǎn)為此技術(shù)對設(shè)備要求較高，目前尚未實(shí)驗(yàn)小規(guī)模使用，大規(guī)模生產(chǎn)有待于解決設(shè)備問題。我國擁有豐富的紅花資源，國內(nèi)紅花主產(chǎn)地希望開發(fā)附加值較高的產(chǎn)品，但是由于研究不夠深入，工藝不夠完善，導(dǎo)致紅花資源的利用程度很低。所以，加強(qiáng)紅花綜合利用的研究，采用超聲波、微波輔助萃取技術(shù)，推廣和利用新型膜分離技術(shù)，應(yīng)用化學(xué)工程傳遞原理指導(dǎo)整個(gè)研究過程和工藝設(shè)計(jì)，提高紅花綜合利用水平，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。參考文獻(xiàn)：[1]于生蘭.天然藥物化學(xué)實(shí)用技術(shù)[M].北京:中國農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社,2008.12-16.[2]張莉.天然紅花黃色素的提取及穩(wěn)定性研究[J]食品研究與開發(fā),2003,24(4):46.[3]李攻科,杜甫佑.微波輔助萃取技術(shù)在中藥現(xiàn)代化中的應(yīng)用[J].精細(xì)化工,2007,24(12):1184~1190.[4]顏輝,邊旭云.超聲輔助提取紅花總黃酮的研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2008,36(39):13675-13.致謝大學(xué)生活一晃而過，回首走過的歲月，心中倍感充實(shí)，當(dāng)我寫完這篇畢業(yè)論文的時(shí)候，有一種如釋重負(fù)的感覺，感慨良多。首先誠摯的感謝我的論文指導(dǎo)老師。還有教過我的所有老師們，你們嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣；他們循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪。感謝我的家人對我大學(xué)四年學(xué)習(xí)的默默支持；感謝我的母校給了我在大學(xué)四年深造的機(jī)會(huì)，讓我能繼續(xù)學(xué)習(xí)和提高；感謝導(dǎo)員和班主任以及同學(xué)們四年來的關(guān)心和鼓勵(lì)。這次畢業(yè)論文設(shè)計(jì)我得到了很多老師和同學(xué)