药用植物成分的提取技术课件.ppt

1、v药用植物中药的化学成分v溶剂提取法v其他提取技术v糖类v氨基酸、蛋白质和酶v有机酸v油脂和蜡v树脂v色素v生物碱v苷类v挥发油v鞣质v无机盐v主要包括：单糖、低聚糖、多糖v单糖多羟基醛或多羟基酮化合物，通式为：Cn(H2O)n易溶于水，可溶于含水乙醇，难溶于无水乙醇，不溶于乙醚、苯、氯仿等亲脂性有机溶剂。v低聚糖由29个单糖基通过糖苷键聚合而成的直糖链或支糖链的聚糖。v易溶于水，难溶于乙醇，不溶于其他有机溶剂。单糖：五碳醛糖：D-木糖（xyl）;D-核糖（rib）;L-阿拉伯糖（ara）甲基五碳糖：L-鼠李糖（rha）六碳醛糖：D-葡萄糖（glc）;D-半乳糖（gal）六碳酮糖：D-果糖（f

2、ru）糖醛酸：D葡萄糖醛酸(glucuronic acid)；D半乳糖醛酸(galacturonic acid)糖醇：D甘露醇(mannitol).去氧糖（强心苷多见）：D洋地黄毒糖（digitoxose）氨基糖(动物和菌类）:2氨基2去氧D葡萄糖 （2-amino-2-deoxy-glucose）低聚糖：低聚糖：由由2 9个单糖基组成个单糖基组成重要的双糖：重要的双糖：龙胆二糖龙胆二糖(gentiobiose)麦芽糖麦芽糖(maltose)芸香糖芸香糖(rutinose)槐糖槐糖 (sophorose)新橙皮糖新橙皮糖(neohesperidose)OO HO HO HH,O HOO HO

3、H O HH,O HOO HO HO HH,O HOO HO HO HC H3H,O HD木糖（木糖（xyl）D核糖核糖（rib）L阿拉伯糖（阿拉伯糖（ara）L鼠李糖鼠李糖（rha）H,O HOO HO HCO O HH OOO HO HO HCO O HH,O HOO HO HO HO HH,O HH,O HOO HO HO HH OD葡萄糖（葡萄糖（glc）D 半乳糖（半乳糖（gal）D 葡萄糖醛酸葡萄糖醛酸 D 半乳糖醛酸半乳糖醛酸 H,OHOOHCH3HOONH2OHOOHH,OHHOOOHOHH(OH)CH2OHD果糖（果糖（fru）D洋地黄糖洋地黄糖 2氨基氨基2去氧去氧D葡萄糖

4、葡萄糖 （digitoxose）（2-amino-2-deoxy-glucose）OOHOHOHCH3OOHOHOHOH,OHOOHOHOHOHOOHOHOHOH,OH芸香糖芸香糖(rutinose)龙胆二糖龙胆二糖(gentiobiose)OH,OHOOOHOHHOOOHOHCH3HH,OHOOHOHOHOHOOOOHOHH新橙皮糖新橙皮糖(neohesperidose)槐槐 糖糖(sophorose)v多糖通常是由10个以上乃至几千个单糖缩合而成的高聚物。药用植物中的多糖主要是淀粉、菊糖、果胶、树胶、粘液质及纤维素等。v氨基酸是指分子中同时含有氨基和羧基的物质。可溶于水和稀醇、难溶于其他有

5、机溶剂。v蛋白质由-氨基酸通过太监结合而成的高分子化合物。v酶多为生物体内具有催化作用的蛋白质。大多能溶于水而成胶体溶液，少数溶于稀醇，不溶于浓醇和其他有机溶剂。v有机酸是植物体内的一类含有羧基的化合物。v小分子有机酸易溶于水、乙醇，难溶于亲脂性有机溶剂v大分子有机酸则易溶于有机溶剂而难溶于水。v油脂为高级脂肪酸的甘油酯。不溶于水和冷乙醇，可溶于热乙醇，易溶于乙醚、氯仿、苯、石油醚等亲脂性有机溶剂。v蜡为饱和及不饱和的高级脂肪酸和高级一元醇结合而成的脂。v通常为无效成分。不溶于水和冷乙醇，可溶于热乙醇，易溶于乙醚、氯仿、苯、石油醚等亲脂性溶剂。v树脂一类复杂的混合物，使植物组织分泌的渗出物。通

6、常为无效成分，不溶于水、溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。v色素可分为脂溶性色素和水溶性色素两类。脂溶性色素包括叶绿素、胡萝卜素等。水溶性色素包括花色素等。v药用植物化学成分中的一类含氮原子的有机化合物，是一类重要的有效成分。多数游离生物碱溶于氯仿、乙醇、乙醚、苯等有机溶剂，不溶或难溶于水。多数生物碱易溶于水和乙醇，不溶或难溶于氯仿、乙醚、苯等有机溶剂。v苷是糖或糖的衍生物和另一非糖物质通过糖的端基碳原子连接而成的化合物。v是药用植物活性成分中的重要有效成分，包括黄酮苷、蒽醌苷、皂苷、强心苷等。大多数苷类可溶于水、甲醇、乙醇，难溶于乙醚、氯仿、苯等亲脂性有机溶剂。v一类可随水蒸气蒸馏的与水不相混溶的油

7、状物的总称。v常为有效成分。v易溶于乙醚、苯、石油醚等有机溶剂及高浓度的乙醇中，难溶于水。v分子量较大的复杂的多元酚衍生物。v能容与水、乙醇、丙酮、乙酸乙酯等溶剂，不溶于乙醚、氯仿、苯、石油醚等极性小的溶剂。v药用植物中的钾、钙、钠、镁等无机成分与有机酸结合而成的盐类。多为无效成分，易溶于水，难溶于有机溶剂。第二节：溶剂提取法第二节：溶剂提取法v一、基本原理一、基本原理v二、操作技术二、操作技术v1溶剂的选择溶剂的选择v2提取方法提取方法基本原理v依据“相似相溶”原理，选择对有效成分溶解度大而对其他成分溶解度小的溶剂，将有效成分从药用植物（药材）组织中溶解出来的方法，是最常用的提取方法。操作技

8、术v（一）溶剂的选择v（二）提取方法v（三）注意事项（一）溶剂的选择v依据：化学成分的溶解性（极性）依据：化学成分的溶解性（极性）v关键：提取溶剂的选择关键：提取溶剂的选择v溶剂的选择原则：相似相溶的原则，价廉、溶剂的选择原则：相似相溶的原则，价廉、易得、无毒、安全等。易得、无毒、安全等。v提取方法：浸渍法、渗漉法、煎煮法、回流提取方法：浸渍法、渗漉法、煎煮法、回流提取法、连续回流提取法。提取法、连续回流提取法。常用提取溶剂性能特点常用提取溶剂性能特点 提取溶剂提取溶剂 性能特点性能特点 适宜提取成分适宜提取成分 提取方法提取方法强极性溶剂强极性溶剂 溶解范围广溶解范围广 生物碱盐生物碱盐 穿

9、透能力强穿透能力强 苷类苷类 水水 易得、安全易得、安全 糅质糅质 煎煮法煎煮法 糖类糖类 渗漉法渗漉法 有些脂溶性成分溶解不完全有些脂溶性成分溶解不完全 氨基酸氨基酸 有些苷类成分的酶解有些苷类成分的酶解 蛋白质蛋白质 水提液易发霉、变质水提液易发霉、变质 水溶性杂质多，过滤困难水溶性杂质多，过滤困难 沸点高，浓缩困难沸点高，浓缩困难 亲水性有机溶剂亲水性有机溶剂 的性能特点的性能特点 适宜提取成分适宜提取成分 提取方法提取方法（和水可任意混溶）（和水可任意混溶）除去多糖、除去多糖、渗滤法（稀醇）渗滤法（稀醇）溶解范围广（不同浓度乙醇）溶解范围广（不同浓度乙醇）蛋白质外蛋白质外 水溶性杂质溶

10、出少水溶性杂质溶出少 的大多数的大多数 浸渍法浸渍法 乙醇乙醇 可抑制酶的活性可抑制酶的活性 化学成分化学成分 回流法回流法 提取液不易发霉、变质提取液不易发霉、变质 均可均可 连续回流法连续回流法 大部分可回收利用大部分可回收利用 但有挥发性、易燃烧但有挥发性、易燃烧甲醇甲醇 溶解特点与乙醇相似，但有毒溶解特点与乙醇相似，但有毒丙酮丙酮 溶解性能同乙醇，但沸点低、易挥发，作为提取溶剂不溶解性能同乙醇，但沸点低、易挥发，作为提取溶剂不常用；常用；但对色素溶解性能好，在分离、精制时常用。但对色素溶解性能好，在分离、精制时常用。亲脂性有机溶剂的性能特点亲脂性有机溶剂的性能特点 适宜提取成分适宜提取

11、成分 提取方法提取方法对化合物溶解选择性较强，对化合物溶解选择性较强，水溶性杂质少、易纯化水溶性杂质少、易纯化，游离生物碱游离生物碱 回流法回流法挥发性大、易燃烧、有毒挥发性大、易燃烧、有毒，苷元苷元 连续回流法连续回流法价格昂贵，对提取设备要求高，价格昂贵，对提取设备要求高，某些苷类某些苷类穿透力较弱，提取时间长，穿透力较弱，提取时间长，作为提取溶剂不常用。作为提取溶剂不常用。乙醚乙醚 bp.35，极易燃，极易燃氯仿氯仿 bp.61、d 1.480，不易燃，毒性大，不易燃，毒性大 对生物碱溶解性好对生物碱溶解性好苯苯 bp.80.1，毒性大，毒性大石油醚石油醚 沸程沸程 3060、6090、

12、90120 脱脂、脱色常用脱脂、脱色常用 于甲醇、乙醇不能任意混溶于甲醇、乙醇不能任意混溶 亲水性增强：介电常数增大石油醚 苯 乙醚 氯仿 乙酸乙酯 丙酮 乙醇 甲醇 水亲脂性增强：介电常数减小（二）提取方法v浸渍法、渗漉法、煎煮法、回流提取法、连浸渍法、渗漉法、煎煮法、回流提取法、连续回流提取法续回流提取法v1浸渍法浸渍法常用溶剂：水、乙醇常用溶剂：水、乙醇仪器装置：有盖的容器仪器装置：有盖的容器操作过程：操作过程：提取范围：提取范围：提取优缺点：提取优缺点：操作过程：将药材粗粉置容器中加入适量的溶剂常温或加热（4080）浸泡（注：浸泡时应将容器盖严，并经常搅拌或振摇），一般浸泡35日或按规

13、定时间倾取上清液过滤提取液。药材可重复浸泡23次。提取范围：适宜含淀粉、树胶等成分较多的药材以及含挥发性成分、遇不稳定易分解或被破坏成分的提取。v提取优缺点：操作简便，但是提取时间长，容积用量大，提取效率不高。水为溶剂易发霉、变质，必要时须加适量的防腐剂。2渗漉法渗漉法常用溶剂：水、乙醇常用溶剂：水、乙醇v仪器装置：渗漉装置仪器装置：渗漉装置 操作过程：将药材粉末操作过程：将药材粉末装于渗漉筒内装于渗漉筒内上端上端不断添加新溶剂，使其不断添加新溶剂，使其渗过药粉（溶出可溶性渗过药粉（溶出可溶性成分）成分）提取液提取液提取范围：适宜对热不提取范围：适宜对热不稳定且易分解的成分的稳定且易分解的成分

14、的提取提取提取优缺点：由于有较提取优缺点：由于有较大的浓度差，提取效率大的浓度差，提取效率较高。但溶剂用量大，较高。但溶剂用量大，操作较繁。操作较繁。3煎煮法煎煮法常用溶剂：水常用溶剂：水仪器装置：砂锅、铝锅等。仪器装置：砂锅、铝锅等。操作过程：将药材饮片或粗粉加适量水操作过程：将药材饮片或粗粉加适量水直火加热煮直火加热煮沸沸1h左右，左右，过滤，提取液。过滤，提取液。提取范围：对含挥发性及遇热不稳定的成分的药材不宜提取范围：对含挥发性及遇热不稳定的成分的药材不宜适用本法。适用本法。提取优缺点：本法简便易行，提取效率比冷浸发高。但提取优缺点：本法简便易行，提取效率比冷浸发高。但水溶性杂质多，水

15、煎液易发霉。水溶性杂质多，水煎液易发霉。4回流提取法回流提取法常用溶剂：有机溶剂常用溶剂：有机溶剂仪器装置：回流加热装置仪器装置：回流加热装置操作过程：将药材粗分装于圆第烧瓶中操作过程：将药材粗分装于圆第烧瓶中加入适量溶加入适量溶剂剂水浴中加热回流提取水浴中加热回流提取1h左右左右过滤（残渣重复过滤（残渣重复提取两次，合并提取液）提取两次，合并提取液）提取液提取液提取范围：不适用于对热不稳定及易分解的成分。提取范围：不适用于对热不稳定及易分解的成分。提取优缺点：提取效率比冷浸法高，但装置较复杂。提取优缺点：提取效率比冷浸法高，但装置较复杂。5连续回流提取法连续回流提取法索氏提取法索氏提取法常用

16、溶剂：有机溶剂常用溶剂：有机溶剂仪器装置：连续回流提取装置（索氏提取）仪器装置：连续回流提取装置（索氏提取）操作过程：将药材装于滤纸袋，放入提取器内操作过程：将药材装于滤纸袋，放入提取器内连接连接装置装置水浴加热回流提取适当时间水浴加热回流提取适当时间提取液提取液提取范围：不适用于对热不稳定及易分解的成分。提取范围：不适用于对热不稳定及易分解的成分。提取优缺点：溶剂用量少，提取效率高。但装置设备要提取优缺点：溶剂用量少，提取效率高。但装置设备要求高。求高。（三）注意事项（三）注意事项v1药材的粉碎度药材的粉碎度粉碎目的：增大与溶剂的接触面积，提高提取粉碎目的：增大与溶剂的接触面积，提高提取效率

17、效率粉碎的程度：根据药材质地、提取方法及提取粉碎的程度：根据药材质地、提取方法及提取溶剂来选择。溶剂来选择。v2提取时间提取时间v3提取温度提取温度第三节：其他提取技术第三节：其他提取技术v一、水蒸气蒸馏法一、水蒸气蒸馏法v二、升华法二、升华法v三、超临界流体萃取法三、超临界流体萃取法v四、微波辅助提取法四、微波辅助提取法v五、加压逆流提取法五、加压逆流提取法v六、酶解法六、酶解法v七、旋流提取法七、旋流提取法v八、半仿生提取法八、半仿生提取法v九、超声提取法九、超声提取法v十、中药动态逆流提取法十、中药动态逆流提取法 一、水蒸气蒸馏法一、水蒸气蒸馏法v1原理原理v降水蒸气通入含有挥发性成分的

18、药材中，使药材中挥发性成分随水蒸气蒸馏出来的提取方法。v2适用范围：适用范围：v本法适用于能随水蒸气蒸馏而不被破坏，并难溶于水的成分的提取。常用于挥发油的提取，此外挥发性生物碱如麻黄碱和槟榔碱亦可用此法提取。v3仪器装置仪器装置v常用的水蒸气蒸馏装置包括：水蒸气发生器、蒸馏瓶、冷凝管、接收器等几部分。4注意事项注意事项va.水蒸气发生器内的水量不得超过其容积的2/3，vb.安全玻璃关应插入到发生器的底部以调节内压。vc.蒸馏器内的药材要先加水湿润，通蒸气的导管应插入蒸馏器内的药材底部。vd.蒸馏结束后，首先应打开水蒸汽发生器与蒸馏器之间三通下口的螺旋夹，放入空气后，在停止加热。二、升华法二、升

19、华法v1适用范围：具升华性质的成分：茶叶中的咖啡因、大黄中游离羟基蒽醌类成分、牡丹皮中的丹皮酚。v2仪器装置（略）v3注意事项v 升华可使某些成分分解，实际生产中较少用。三、超临界流体萃取法三、超临界流体萃取法v1概念：概念：v超临界流体萃取（supercritical fluid extraction,SFE）是一种利用物质在超临界区域形成的流体，对中药中有效成份进行萃取分离的新型技术，及提取和分离于一体。v常用作超临界流体的物质有二氧化碳、氧化亚氮、乙烷、乙烯和甲苯等。由于二氧化碳具有无毒、不易燃易爆、安全、价廉、有较低的临界压力(p=7.37mPa)，和临界温度(Tc=31.4)，对大部

20、分物质不起反应，可循环使用等优点，故最常用于植物有效成分的提取。v特点：具有液体和气体的双重特性，对很多物质有很强的溶特点：具有液体和气体的双重特性，对很多物质有很强的溶解能力解能力v如：密度与液体近似黏度与气体近似如：密度与液体近似黏度与气体近似；扩散系数是液体的；扩散系数是液体的100倍倍（不及气体）（不及气体）2基本原理基本原理v根据超临界流体溶质有很强的溶解能力，且在温度和压力变化时，流体的密度、黏度和扩散系数随之变化，溶质的亲和力也随之变化，从而使不同性质的溶质被分段萃取出来，达到萃取、分离的目的。v临界温度：当气体的温度达到某一数值时，压缩能使它变为液体v临界压力：在临界温度下，气

21、体能被液化的最低压力。v超临界状态：物质所处的温度高于临界温度、压力大于临界压力时，该物质处于超临界状态。v超临界流体的密度与液体相近，黏度与气体相近，其扩散系数月比液体大100倍，而溶质的溶剂性能与溶剂的密度、扩散系数成正比，与黏度成反比。因此，SF对很多物质有很强的溶解能力，同时SF的高流动性的扩散能力，有助于所溶解的各成分之间的分离，并能加速溶解平衡，提高萃取效率。v主要设备：萃取器、分离器v分类：v根据溶剂和溶质分离方法的不同可将超临界流体萃取分为3种va.压力变化法：在一定的温度下，使超临界流体减压、膨胀，从而降低溶剂的密度，进行分离vb.温度变化法：即在恒压下提高温度或降低温度从而

22、将超临界流体与溶质分离。至于采取升温还是降温，则要根据压力条件决定，一半多采用升温操作。vc.吸附法：在分离器内装填能吸附萃取物的吸附剂。3工艺流程工艺流程v4CO2-SFE的特点的特点va.可在低温下提取，临界温度（临界温度（Tc=31.4）接近室温接近室温,热敏成分稳定热敏成分稳定.临界压力临界压力（Pc=7.37 MPa）不太高）不太高,易操作易操作.vb.完全没有残留溶剂vc.提取效率高，节约能耗vd.本身呈惰性，与化合物不反应本身呈惰性，与化合物不反应.ve.价格便宜价格便宜.v v5应用应用va.实验室阶段：石油中脱离清vb.从咖啡豆中脱咖啡因、烟草中脱尼古丁vc.从啤酒花中提取酒

23、花精vd.香料和香辛料成分的提取：v菊花、梅花、栀子花、米兰花、玫瑰花中提取天然花香剂v胡椒、肉桂、芫荽、月桂、薄荷等中提取香辛料ve.药用植物中有效成分的提取：v大麻醇、香豆素v药用植物：蛇床子、茵陈蒿、桑白皮、甘草根、紫草超临界流体萃取中药成分的主要优超临界流体萃取中药成分的主要优点：点：v 1.可以在接近室温下工作，防止热敏成可以在接近室温下工作，防止热敏成分的破坏或逸散。分的破坏或逸散。v 2.萃取过程几乎不用有机溶剂，萃取物萃取过程几乎不用有机溶剂，萃取物中无溶剂残留，对环境无污染。中无溶剂残留，对环境无污染。v 3.提取效率高，节约能耗。提取效率高，节约能耗。v四、微波辅助提取法四

24、、微波辅助提取法v方法原理：利用微波加热的特性来对物料中目标成分进行选择性提取的方法。此法具有快速、高效、高度选择性、对环境无危害等特点。v五、加压逆流提取法五、加压逆流提取法v提取浓度增加，溶剂及热能单耗降低。v六、酶解法六、酶解法v中药制剂中的杂质大多为淀粉、果胶、蛋白质等，可选择相应的酶予以分解除去。药材中脂溶性、难溶于水或不溶于水的成分含量多的特点，通过加入淀粉部分水解产物及葡糖糖苷酶或转化糖苷酶，使脂溶性、难溶于水或不溶于水的有效成分转移到水溶性糖苷中，通过酶反应较温和地将植物组织分解，可较大幅度地提高效率。七、旋流提取法七、旋流提取法 采用搅拌机搅拌，一定的搅拌速度、水提温度、提取

25、时间的提取方法。v八、半仿生提取法八、半仿生提取法v从生物药剂学的角度，将整体药物研究法与分子药物研究法相结合，模拟口服给药后经胃肠道运转的环境，为经消化道给药的中药制剂设计的一种新的提取工艺。v将药粉以一定pH值的碱水提取，提取用水的最佳pH和其他工艺参数的选择，可用一中或几种有效成分结合主要药理作用指标，采用比例分割法来优选。v九、超声提取法九、超声提取法v基本原理：利用超声波的空化作用，破坏植物药材的细胞，使溶剂易于渗入细胞内，同时超声波的强烈振动能传递巨大能量给浸提的药材和溶剂，使它们作高速运动，加强了胞内物质的释放、扩散和溶解，加速了有效成分的浸出，大大提高了提取效率。v特点：提取时

26、间短、提取效率高、无需加热。适用范围广。对设备要求较高。v十、中药动态逆流提取法十、中药动态逆流提取法v采用动态罐组式逆流提取工艺、单罐循环提取工艺和中药三效节能蒸发器与喷雾干燥装置，并将其组合起来，可实现从药材煎煮、浓缩、醇沉、过滤至浸膏或干粉的过程，适用于多种溶剂连续或间歇提取。十一、固相萃取法v样品中的干扰性杂质被吸附于柱上，目标提取物被洗脱下来。v目标提取物被保留在柱上，干扰性杂质被洗脱下来。v特点：适于自动化操作v实例：番茄的石油醚提取物上柱后，以石油醚洗脱，除番茄红素外的胡萝卜素类化合物都被洗脱下来；氯仿可将番茄红素洗脱下来。思考：用浸渍法、渗漉法提取小檗碱v实验原理：小檗碱属于季

27、案碱，其游离型在水中的溶解度最大，而它们的盐类以含氧酸盐在水中溶解度较大，不含氧酸盐难溶于水，其盐酸盐在水中溶解度更小。利用该性质结合盐析法，可从三颗针中提取小檗碱。令根据黄柏中含粘液质的特点，利用小檗碱的溶解性和粘液质能被石灰乳沉淀的性质，可从黄柏中提取小檗碱。一、用浸渍法从三颗针中提取小檗碱v称取三颗针粗粉500g，用5倍量0.2%(体积分数)硫酸水浸渍3次，每次24h，不断搅拌，滤取浸出液，加石灰粉调pH911，滤取沉淀。滤液加溶液量10%（质量浓度）的固体食盐，搅拌使其溶解，放置过夜，滤布吊滤。滤取沉淀加少量水洗12次，除去多余的盐。吊干后，80干燥得小檗碱粗品。OC H3OON+C H3要点：v初提：样品质量（粒度）v 溶剂的种类、浓度、用量v 提取时间v 是否搅拌粗品获得：调pH值，过滤，盐析值，过滤，盐析思考v渗漉法提取小檗碱v作业：作业：水蒸气蒸馏法提取陈皮挥发油v实验原理：实验原理：利用挥发油随水蒸气蒸馏提取陈皮中的挥发油v具体操作：？具体操作：？v（提示）陈皮（提示）陈皮50gv实验装置图：实验装置图：