Purification engineering technology research center of Sichuan Province Natural Medicine
四川省天然药物分离纯化工程技术研究中心
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一文搞定!中药有效成分的提取方法
本文来自: 发布时间:2024-09-27
以下方法可以单独使用或组合使用,以达到最佳的提取和分离效果。选择合适的提取分离技术时,需要考虑目标成分的化学性质、稳定性以及提取效率等因素。
1.溶剂提取法
溶剂提取法是一种常用的中药有效成分提取方法,利用溶剂对不同成分的溶解性差异,将所需成分从药材中提取出来。
提取原理:当溶剂加到中草药原料中时,溶剂由于扩散。渗透作用通过细胞壁透入细胞内,溶解可溶性物质,而造成细胞内外的浓度差,细胞内的浓溶液不断向外扩散,溶剂又不断进入药材组织细胞中,多次往返,直到细胞内外溶液浓度达到动态平衡时,将此饱和溶液滤出,再加入新溶剂,可把所需成分大部分溶出。
提取规律:
①萜类、甾体等脂环类及芳香类化合物因为极性较小,易溶于三氯甲烷、乙醚等亲脂性溶剂中;
②糖苷、氨基酸等类成分则极性较大,易溶于水及含水醇中;
③酸性、碱性及两性化合物,因为存在状态(分子或离子形式)随溶液而异,故溶解度将随pH而改变,可用不同pH的碱或酸提取。
④溶剂极性顺序:一般而言,水>甲醇>乙醇>丙酮>正丁醇>乙酸乙酯>氯仿>乙醚>苯>环己烷。
用溶剂提取中药成分,常用浸渍法、渗漉法、煎煮法、回流提取法、连续提取法等。同时,原料的粉碎度、提取时间、提取温度、设备条件等因素也都能影响提取效率,必须加以考虑。
(1)浸渍法:浸渍法是将处理过的药材,用适当的溶剂在常温或温热(60~80℃)的情况下浸渍以溶出其中成分。本法适用于有效成分遇热易破坏以及含多量淀粉、树胶、果胶、粘液质的中药的提取。
缺点:浸出率较差,特别是用水为溶剂,其提取液易于发霉变质,须注意加入适当的防腐剂。
(2)渗漉法:渗漉法是向中药粗粉中,不断添加浸出溶剂使其渗过药粉,从渗漉筒下端出口流出浸出液的一种浸出方法。当溶剂渗进药粉溶出成分比重加大而向下移动时,上层的溶液或稀浸液便置换其位置,造成良好的浓度差,使扩散能较好地进行,故浸出效率较高,浸出液较澄清。
缺点:溶剂消耗量大、费时长、操作麻烦。
(3)煎煮法:煎煮法是将中药粗粉加水加热煮沸,将中药成分提取出来的方法。此法简便,药中大部分成分可被不同程度地提出。
缺点:含挥发性成分及有效成分遇热易破坏的中药不宜用此法,对含有多糖类中药,煎煮后,药液比较粘稠,过滤比较困难。
(4)回流提取法:如用易挥发的有机溶剂加热提取中药成分时,则需采用回流提取法以减少溶剂消耗,提高浸出效率。
缺点:受热易破坏的成分不宜用此法,且溶剂消耗量仍大,操作麻烦。
(5)连续提取法:为了弥补回流提取法中需要溶剂量大、操作较烦的不足,可采用连续提取法。实验室常用脂肪提取器或称索氏提取器。
缺点:连续提取法提取液受热时间长,因此对受热易分解的成分不宜用此法。耗时长。
2.水蒸气蒸馏法
适用于具有挥发性、能随水蒸气蒸馏且不溶于水的成分,如中药中挥发油的提取。
提取原理:将水蒸气通入含有不溶或微溶于水但有一定挥发性的有机物的混合物中,并使之加热沸腾,使待提纯的有机物在低于100℃的情况下随水蒸气一起被蒸馏出来,从而达到分离提纯的目的。
适用条件:
①不溶于水或微溶于水;
②具有一定的挥发性;
③在共沸温度下与水不发生反应;
④在100℃左右,必须具有一定的蒸气压,至少666.5~1333Pa(5~10mmHg),并且待分离物质与其他杂质在100℃左右时具有明显的蒸气压差。
3.升华法
升华指物质从固态不经过液态直接变成气态的相变过程。
提取原理:利用固体混合物的蒸气压或挥发度不同,将不纯净的固体化合物在熔点温度以下加热,利用产物蒸气压高,杂质蒸气压低的特点,使产物不经液体过程而直接气化,遇冷后固化,而杂质则不发生这个过程,达到分离固体混合物的目的。
适用条件:
用于不太高的温度下有足够大的蒸汽压力(在熔点前高于266.69Pa)的固态物质,比如咖啡因、萘、樟脑等。
4.超声提取法
采用超声波辅助溶剂提取的方法。
提取原理:超声波可产生高速、强烈的空化效和搅拌作用,能破坏药材的细胞,使提取溶剂渗透到药材的细胞中,从而加速药材中有效成分溶解于溶媒中,提高有效成分的提取率。
适用条件:
超声提取中药材不受成分极性、分子量大小的限制,适用于绝大多数种类中药材和各类成分的提取;提取药液杂质少,有效成分易于分离、纯化;
5.超临界流体萃取法
使用超临界流体(如二氧化碳)作为溶剂,根据温度、压力和夹带剂的种类及含量来调节选择性。
提取原理:利用超临界流体,即处于温度高于临界温度、压力高于临界压力的热力学状态的流体作为萃取剂。从液体或固体中萃取出特定成分,以达到分离目的。
适用条件:适用于提取挥发性、脂溶性、热敏性成分。适合对生物、食品、化妆品和药物等的提取和纯化。
在中药有效成分的提取与分离过程中,可能会遇到以下常见问题及其解决方案:
提取效率低:传统的溶剂提取法可能效率不高,特别是对于难以溶解的成分。可以通过采用现代提取技术如超声提取法、微波辅助提取法、超临界流体萃取法等提高提取效率。
提取物质含量少:可能是因为溶剂选择不当或提取条件未优化。应根据目标成分的极性选择合适的溶剂,并优化提取条件如温度、时间、溶剂比例等。
提取过程中有效成分损失:高温或长时间的提取过程可能导致热敏性成分的损失。采用低温或温和条件的提取技术,如超声提取和超临界流体萃取,可以减少这种损失。
提取液中杂质多:可能需要进一步的纯化步骤。可以通过柱色谱、膜分离技术、高速逆流色谱等方法进行纯化和分离。