中药现代提取技术*

蒋亚莉,李 蓉

(1.西北农林科技大学医院,陕西杨陵 712100;2.西北农林科技大学动物医学院,陕西杨陵 712100)

中药现代提取技术*

蒋亚莉1,李 蓉2*

(1.西北农林科技大学医院,陕西杨陵 712100;2.西北农林科技大学动物医学院,陕西杨陵 712100)

中药成分复杂,为了提高疗效、减小使用剂量、便于制剂,需要经过提取、纯化处理。中药的提取纯化是一个复杂过程,传统方法包括溶剂分离法、溶剂萃取法、沉淀法、盐析法、透析法及结晶法。随着科学技术的发展,现代提取技术的出现,从根本上克服了传统提取纯化方法的缺点。论文对中药现代提取方法进行了综合分析。

中药;提取;纯化

*通讯作者

20世纪90年代以来,全世界有70%以上的人使用中药治疗疾病。中药具有以下优点:①中药有较小的毒性和残留;②中药能有效治疗一些西药无能为力的疑难杂症;③能为新药的开发研究提供广阔的资源;④中药的使用不仅与国际环保与生态协调的大环境相适应,而且是建立在用现代高新技术严格规范后的安全性和有效性上。随着人们对药品安全性要求的提高,中药正备受青睐,只有提高我国中药产业的创新能力,掌握中药生产核心技术、研制出高质量的产品、提高我国中药市场的技术准入标准,才能使我国中药成为国际中药市场的领导者。中药提取现代化,是指利用现代科学的分离提取新方法和新技术,将中药的有效成分分离出来,改变中药传统剂型的“黑、大、粗”状况。我国中药提取物品种目前约有200种,可分为3类,即单味中药提取物,复方中药提取物,纯化提取物(包括活性部位和单体化合物)。

1 半仿生提取法

1995年张兆旺等提出了“半仿生提取法(SBE)”的中药提取新概念。即先将药料以一定pH的酸水提取,继以一定pH的碱水提取,提取液的最佳pH和其他工艺参数的选择,可用一种或几种有效成分或(和)主要药理作用为指标,采用比例分割法、正交试验法等来优选[1]。药料(饮片)提取过程中有些成分可能相互作用,生成新的化合物,从药物代谢过程考虑,可能是体内发挥药效过程中的复合作用[2]。SBE法的运用既体现了中医临床用药综合作用的特点,又符合口服药经胃肠道运转吸收的原理[3]。同时不经乙醇处理,可以提取和保留更多的有效成分,缩短生产周期,并可利用一种或几种指标成分的含量,控制制剂的内在质量[4-5]。

2 超临界流体萃取法

超临界流体萃取法(supercritical flulid extraction,SFE)是20世纪80年代引入中国的新型分离技术。其原理是利用超临界流体(supercritical flulid,SF)作为萃取剂在高于临界温度和压力下,从目标物中萃取有效成分,当恢复到常压常温时,溶解在流体中的成分立即以溶于吸收液的液体状态与气态流体分开。通过改变压力和温度,改变超临界流体的密度使其能溶解许多不同的化学成分,达到选择性地提取各种类型化合物的目的。

在医药行业中常用的萃取剂为CO2,因其无毒、不易燃易爆、价廉,其极性类似乙烷。超临界CO2萃取技术更适合脂溶性、高沸点、热敏性组分的提取,现广泛用于具有挥发性成分的研究[6]。利用超临界CO2萃取技术对中药白芷中香豆素类物质进行提取研究,优化提取工艺。通过分析延胡索乙素的提取率及提取液的含固量,发现SFE法不仅溶剂用量少,提取率高,而且含固量低,证明是叔胺类生物碱较为理想的提取方法[7]。用SCF-CO2技术萃取大高良姜精油,其主要成分是1′-乙酚氧基胡椒酚酯,占精油中相对含量的95.29%。其结构与文献中的1′-acetoxy chavico lace tatea相同。霍丹群等[8]用SCF-CO2技术萃取甘草中甘草次酸,并与索氏提取法、超声法进行了比较,提取率是索氏提取法的13倍,超声法的5倍,且溶剂用量小,周期短。SFE技术在中药有效成分的提取分离具有收率高、速度快、纯度高等优点,是一种具有广泛应用前景的技术[9]。但SFE也存在一些缺点,如常用的SFE极性小,在提取时需加调节剂来改变极性,从而会影响后续的分离分析。

3 微波提取法

微波提取法(microwave extraction)是一种新的提取技术,具有耗能低、操作时间短、溶剂耗量少、选择性高、目标组分得率高等优点,已成为分析化学的一种快速制样手段[10]。冯怡等[11-12]用微波辅助萃取法,研究提取青蒿素与传统提取法相比,提取率有明显地提高。沈岚等[13-14]用此法研究提取大黄游离蒽醌浸出量与传统法比较得出结论,此法的提取效率明显优于蒸煮法,且操作简单。用此法从棉籽中提取棉酚、从豆类中提取蚕豆嘧啶葡萄糖苷、金雀花碱等天然化合物,提取效率大大高于索氏提取法和超声法,而且消耗溶剂少、时间短[15-16]。

4 超声波提取法

超声波提取法(ultrasound-assisted extraction)是近年来应用于中药有效成分提取分离中的一种手段。原理是利用超声波的空化作用加速植物有效成分溶出,加上另外超声波次级效应,如机械震动乳化、扩散、击碎和化学效应等,也能加速提取成分的扩散、释放并与溶剂充分混合而利于提取[17]。超声波提取法最大的优点是提取时间短、温度较低、提取率高,并且可以为中药大规模生产的提取分离提供合理化生产工艺、流程及参数[18]。超声波在有机物降解和天然物的有效成分提取等方面已有了一定的应用。此外,超声波作用可以激活某些酶与细胞参与的生理生化过程,从而提高酶的活性,加速细胞新陈代谢过程[19]。超声波的热效应和机械作用以及空化效应是相互关联的,通过控制超声波的频率与强度可突出其中某一作用,减小或避免另一个作用,以达到提高有效成分萃取率的目的[20]。董嘉德[21]应用超声波从大黄中提取蒽醌类成分的研究结果表明,超声处理10 min,总提取率可达95.25%;而煎煮3 h,总提取率仅为63.27%。超声提取20 min,提取率可达99.82%。中药所含成分相当复杂,随着“中药现代化”进程的加快,超声技术表现出较强的优势。目前超声技术在中药有效成分的提取上主要采用单频超声,但单频超声在应用上仍存在一定缺陷,如声场不够均匀,比较容易产生驻波,从而影响提取效果。近年来双频、三频超声技术的应用,以及超声波和其他技术的耦合,使中药的有效成分得到更有效的提取。

5 酶法提取

酶工程技术(cellulase engineering technique)是近年来用于中药工业的一项生物工程技术。中药含有多种有效成分,并与蛋白质、纤维素、叶绿素、树胶、鞣质、淀粉、植物纤维等非需要成分混杂[22-23]。这些成分一方面影响植物细胞中活性成分的浸出,另一方面也影响中药液体制剂的澄清度。传统的提取方法提取时温度高,提取率低,浪费溶剂,成本高,不安全。选用恰当的酶可以通过酶反应较温和地将细胞壁疏松、破裂,减小传质阻力,加速有效成分的释放提取;选用相应的酶可将影响液体制剂的杂质如淀粉、蛋白质、果胶等分解祛除,也可促进某些极性低的脂溶成分转化为糖苷类易溶于水成分而有利于提取[24-25]。故酶法不失为一种最大限度从植物体内提取有效成分的方法之一。采用由纤维素酶、果胶酶和蛋白酶按一定比例组成的复合酶提取姬松子实体多糖,对姬松子实体在45℃酶解40 min,然后升温至85℃,热水浸提1 h,多糖提取率为15.67%,所需时间为单纯热水提取的一半,而提取率明显高于水浸提,也高于酸、碱浸提。试验证明采用纤维素酶法提取工艺提取红花中的红花黄色素,与传统水浸提取工艺相比,提取率提高了9.40%～13.35%。试验证明酶法具有提取率高、提取条件温和、有效成分理化性质稳定的特点。试验过程中加入的纤维素酶对红花黄色素的性质无影响,试验确定的红花黄色素酶法提取适宜工艺条件为提取温度50℃,提取介质pH4.4,纤维素酶与红花的配料比为1∶80。酶法在药物提取中有较大的应用潜力,但该技术也存在一定的局限性,酶提取法对试验条件要求较高,为使酶发挥最大作用,需先通过试验确定,掌握最适温度、pH及最适合作用时间等,还需要进一步研究。

6 结语

中药有效成分的提取分离具有悠久的历史,汤剂和酊剂就是典型的代表。随着时代发展和科技进步,不经提取或经过粗提的剂型逐步突现其弊端,为了提高中药的疗效,拓宽给药途径使中药得到国际市场的广泛认可,中药剂型创新成为必然。颗粒剂、注射剂、气雾剂和滴剂等新剂型要求提取中药材中的有效成分,去除杂质,分离得到的精华部分。只有将现代技术应用于中药研究,才能更快的实现中药制剂现代化的目标,提高中药产品在国际上的竞争力。如在经营过程中能借鉴国外天然药物的发展模式和方法,即可强化中药产业的持续创新能力,又能为中药产业实现跨越式发展提供技术保障。

[1]张兆旺,孙秀梅.试论＂半仿生提取法＂制备中药口服制剂[J].中国中药杂志,1995,20(11):670.

[2]易成文,朱培霞.中药药物代谢动力学研究现状及问题分析[J].中国药物与临床,2009,9(8):733-734.

[3]李宪梅.中医临床用药有感[J].中医耳鼻喉科学研究,2008,7(2):32-33.

[4]Fulzele D P,Satdive R K.Comparison of techniques for the extraction of the anti-cancer drug camptothecin fromNothapodytes foetida[J].J Chromatogr A,2005,1063:9-13.

[5]林慧彬,张兆旺,孙秀梅,等.黄连解毒汤用半仿生法提取药材组合方式的优选[J].中国实验方剂学杂志,2004,10(1):1-5.

[6]付玉杰,祖元刚,李春英,等.超临界CO2萃取甘草中甘草次酸的工艺研究[J].中草药,2003,34(1):31.

[7]郭孝武.超声提取与常规提取对部分中药碱类成分提出率的比较[J].药物生产技术,2002,4(5):59-77.

[8]霍丹群,张 文,李奇琳,等.超声波法与热提取法提取山楂总黄酮的比较研究[J].中成药,2004,26(12):1063-1065.

[9]谢 海,韩善华.双水相萃取技术研究现状[J].化学工业与工程,2006,23(5):463-466.

[10]沈 岚,冯年平,韩朝阳,等.大黄微波萃取法与常用提取方法的比较研究[J].中成药,2003,25(8):614-616.

[11]马长雨,杨悦武,郭治昕,等.微波萃取在中药提取和分析中的应用[J].中草药,2004,35(11):801-802.

[12]冯 怡,傅荣杰.黄酮类组分微波萃取与传统水煎提取的比较[J].中成药,2005,27(10):1138-1140.

[13]Li Haibin,Li Lin,Hu Songqin et al.Study on microwave-assisted extraction triterpene glucoside inSiraitia grosvenorii[J].Sci Food,2003,24(2):92-95.

[14]沈 岚,冯年平,韩朝阳.微波萃取对不同形态结构中药及不同极性成分中药的选择性研究[J].中草药,2002,33(7):609.

[15]姜 宁,刘晓鹏,易先辉,等.微波辅助提取五倍子中单宁酸的研究[J].中国实用医药,2007,2(25):81-83.

[16]舒 茂,霍丹群,侯长军,等.微波法提取川芎中有效成分阿魏酸的实验研究[J].中成药,2007,29(6):908-909.

[17]胡斌杰,陈金锋,王宫南.超声波法与传统热水法提取灵芝多糖的比较研究[J].食品工业科技,2007,28(2):190-192.

[18]叶海亚,南仁燕,施立钦,等.新型萃取技术在天然有机物提取及纯化中的应用[J].宁波教育学院学报,2006,8(4):27-30.

[19]仲锡铜,冯崇华,张 薇.中药提取方法的特点与应用[J].山东医药工业杂志,2002,21(6):23-26.

[20]谭天伟.天然产物分离新技术[J].化工进展,2003,22(7):665-668.

[21]董嘉德.超声技术在中药提取中的应用[J].中国药业,2002,11(11):55-56.

[22]许明淑,罗明芳.酶法强化中药提取的研究进展[J].中国中医药信息杂志,2005,12(12):37-39.

[23]王 晖,刘佳佳.银杏黄酮的酶法提取工艺研究[J].林产化工通讯,2004,38(1):14-16.

[24]施英英,薛培俭,夏黎明.酶法提取葛根渣中异黄酮的研究[J].林产化学与工业,2006,26(1):62-64.

[25]张卫红,张效林.复合酶法提取茶多酚工艺条件研究[J].食品研究与开发,2006(11):5-7.

Modern Extraction Techniques of Traditional Chinese Medice

JIANG Ya-li1,LI Rong2

(1.Hospital of Northwest A&F University,Y angling,Shaanxi,712100,China;
2.College of Veterinary Medicine,Northwest A&F University,Yangling,Shaanxi,712100,China)

The useful components should be extracted and from traditional Chinese medicine in order to improve treatment efficacy using the least dose and facilitate to processing.Extraction and purification of traditional Chinese medicine are complex processes.At present,the traditional methods include solvent separation,solvent extraction,precipitation,salting,dialysis and crystallization.However,with the scientific and technological development,many modern extraction techniques have been invented,which overcomes the fundamental shortcomings of traditional methods.This article analysed and discussed modern extraction methods for traditional Chinese medicine.

traditional Chines medicine;extraction;purification

S853.7

B

1007-5038(2010)09-0105-03

2010-04-12

蒋亚莉(1970-),女,陕西杨陵人,主管中药师。