中國粉體網訊 “高效、量小、安全、穩定”八個字是對中藥的最基本要求,要實現這個目標,最關鍵的問題是在提高中藥材種植和炮制初加工的基礎之上,推動中藥提取分離工藝、制劑工藝現代化,質量控制標準化、規范化。在中藥生產中,通過中藥提取技術,可以將中藥材中的有效成分提取出來,便于患者疾病治療。在實際中,要想進一步推廣中藥,就需要提高中藥提取工藝水平。
傳統提取工藝
在傳統的中藥提取活動中,主要有煎煮法、浸漬法、回流法、滲漉法等幾種。傳統工藝優勢體現在工藝流程簡單,投資少,但無法對中藥提取液進行有效澄清和提純精制,同時還存在如過濾困難、雜質多、溶劑消耗量大、高溫濃縮時能耗高、生產提取廢水量大、環保負擔重等問題。
現代提取工藝
(1)超聲法輔助提取技術
超聲波換能器可將電能轉換成高頻震蕩,從而形成一股強大的、具有一定壓強的振動,形成空化作用,對浸泡的中藥產生分離、剝離、破碎、乳化和溶解作用,并能增加分子運動的速度與頻率,破碎細胞壁,提高中藥有效成分的提取率。
超聲波提取中藥具有省時、提高中藥提取率、環保等特點,提取效果明顯高于傳統方法。目前的超聲波提取技術主要用于單方中藥的提取,但提取過程噪音大,提取的成分易變性、易損失,并且缺乏針對多種中藥的提取工藝參數,不適用于大規模的工業生產。
(2)微波法輔助提取技術
微波法輔助提取技術是將電能轉換成微波能,細胞內的分子吸收了微波能而產生大量熱能,導致胞內的溫度上升,加劇了熱運動,并且液體汽化產生的壓力可導致細胞壁破裂,胞內物質容易滲出,同時胞內液體汽化發生減少,細胞壁破裂,使萃取液進入胞內,溶解并釋放胞內物質。該方法中微波能量的利用率高,溫度提升快,加熱均勻,浸提時間短,但不適用于提取中藥不耐熱的有效成分,并且微波爐較小,不適用于大規模生產。
(3)超臨界流體萃取技術
超臨界流體萃取技術(SFE)是利用超臨界狀態下流體的密度、粘度和溶劑的溶解能力等性質隨溫度、壓力的變化而變化的原理,以超臨界流體作為萃取劑,將目標萃取物從混合物中萃取出來的一種技術,分恒溫降壓和恒壓升溫兩種提取過程。
優點:SFE采用二氧化碳作為溶劑時,CO2安全、無毒、無色、無味,且價格便宜,大大降低成本;萃取能力強,提取率高,提取速度快;可在低溫狀態提取,適用于提取熱敏性物質,最大程度維持中藥成分原有特性,保留有效成分的藥效;可進行高選擇性的提取,省去了分離步驟。缺點:首次設備投入成本高,設備占用空間大;對于提取強極性物質和分子量大的物質(皂苷類、蛋白質),技術存在不足,需要選用含極性基團的夾帶劑來改進缺陷。
(4)超微粉碎技術
超微粉碎技術是利用機械力以及機械力轉換成的自由能共同作用,破壞物質間的內聚力,使物質粉碎成微米級別甚至是納米級別微粉的方法。該技術可以破壞細胞的細胞壁,中藥的有效成分容易溶出。
優點是微粉細小且均勻,由于細胞壁被破壞,有效成分易溶出,增加藥效,節約物料,提高了生物利用率。但同時細胞的有毒物質也會隨之溶出,毒理作用增強,增加了用藥風險;微粉顆粒越小,越容易與空氣中的水分和電荷結合,不利于微粉的保存以及機器的清洗;能耗及生產成本高;微粉易漂浮在空中,損失較大。
一般而言,中藥材研磨的越細,其有效成分提取效果就越好,但是對于一些特殊的中藥材,需要對其研磨程度進行有效控制,避免研磨過細從而引起破壞有效成分的情況。
(5)超高壓提取技術
超高壓提取技術是在常溫條件下利用加壓與卸壓,破壞藥材的細胞壁,并用水或流體為媒介,快速滲透到細胞內部,提取目標活性物質的技術。其優點是提取率高,耗能低,適用范圍廣,可保留有效成分的生物活性。但超高壓提取技術會改變生物大分子的非共價鍵,導致蛋白質變性及酶失活,并可使淀粉糊化。
(6)半仿生酶提取技術
半仿生酶提取技術是在半仿生的基礎上引進生物酶的技術,模擬動物胃腸道環境,在適宜溫度和pH值條件下添加消化酶達到半仿生狀態,同時加入生物酶,破壞細胞結構,加快有效物質的溶出,多次提取,直到有效成分提取完全。半仿生酶法與傳統方法比較,生產周期短,節約成本;缺點是生物酶作用于藥材屬于化學反應,產物以及剩余的酶難以去除,降低了有效成分的純度,并且使用的生物酶受溫度、pH值等因素的影響,生產要求較高。
(7)高速逆流色譜分離技術
高速逆流色譜分離技術(HSCCC)是一種不依靠固相介質的液-液分配色譜技術,其原理是利用兩種不相溶的溶劑在高速旋轉的螺旋管產生的離心力的作用下,使兩種溶劑在螺旋管內進行高效混合、分配,其中一種溶劑作為固定相,另一種溶劑作為流動相進行連續洗脫,最后利用溶質在兩相溶劑中分配系數的不同而實現分離提取。
目前,HSCCC最高僅實現十克級的分離制備,還沒有達到百克級乃至千克級的分離制備。實現工業級的中藥提取還需要解決現有儀器設備在放大過程中的關鍵性技術,并且建立較完善的分離機理理論體系,為工業化制備提供理論依據。
現代工業化生產現狀
現如今,工業化生產主要采用超微粉技術、超臨界流體萃取技術等。超微粉技術提取工藝簡單,可以根據粉碎產物的要求來選擇粉碎的方式,分別是沖擊式粉碎、球磨式粉碎、氣流式粉碎和高頻振動粉碎。隨著技術不斷成熟,超臨界流體萃取技術逐漸衍生出超臨界CO2-微波提取聯用技術、超臨界CO2-超聲提取聯用技術等技術,先是利用超臨界CO2流體法萃取脂溶性物質,然后再聯用現代新技術提取殘渣中的其他成分物質,縮減了操作時間,降低了能耗,提高了中藥有效成分的提取率。
小結:
中藥的提取技術不斷改進,不同的中藥提取技術各有優劣。與傳統的中藥提取方法相比,現代提取技術具有提取物純度高、操作簡單、節能、生產周期短、無溶劑殘留、產品質量高,易發現天然植物中新的活性成分,減少易揮發組分損失或降低生理活性物質被破壞等優勢,卻也面臨前期資金投入量過大、技術理論還不夠完善等問題。中藥提取技術上還有很大的研究空間,只有通過不斷的研究發現,才能實現更廣闊的應用前景。
參考來源:
1、洛陽美貝生物:解密中藥提取核心工藝
2、周鵬,宋晨等.中藥提取工藝研究進展
3、張楓.中藥提取工藝對藥品質量的影響分析
4、呂陽成, 駱廣生等.中藥提取工藝研究進展
(中國粉體網編輯整理/青黎)
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