中药现代提取新技术课件.ppt

1、中药现代提取新技术中药现代提取新技术一一 超临界流体萃取超临界流体萃取流体是液体和气体的总称流体是液体和气体的总称,因两者都富有因两者都富有流动性流动性,又有相似的运动规律又有相似的运动规律,故合称流体。故合称流体。超临界流体是指物质处于其超临界流体是指物质处于其临界温度临界温度和和临临界压强界压强以上而形成的一种特殊状态的流体。以上而形成的一种特殊状态的流体。超临界流体萃取的定义：超临界流体萃取的定义：超临界流体萃取（超临界流体萃取（SFE）是一种以超临界是一种以超临界流体代替常规有机溶剂对中药有效成分进流体代替常规有机溶剂对中药有效成分进行提取分离的新型技术。行提取分离的新型技术。2 2、

2、超临界萃取的萃取剂、超临界萃取的萃取剂 非极性（二氧化碳等）非极性（二氧化碳等）萃取剂萃取剂 极极 性（甲性（甲 醇等）醇等）最常用的是最常用的是二氧化碳，二氧化碳，为什么选用二氧化碳？为什么选用二氧化碳？临界温度（临界温度（31.1）温和的临界条件温和的临界条件无毒无毒 临界压力（临界压力（7.38MPa）阻燃阻燃价廉易得价廉易得超临界超临界CO2溶解能力强溶解能力强 适用于化工、医药、食品等工业适用于化工、医药、食品等工业二、超临界二、超临界COCO2 2流体萃取流体萃取1、超临界、超临界CO2的溶解性能的溶解性能2、使用夹带剂的超临界、使用夹带剂的超临界CO2萃取萃取（1）夹带剂的定义）

3、夹带剂的定义（2）夹带剂的影响）夹带剂的影响增加被分离组分在超临界流体中的溶解度，增加被分离组分在超临界流体中的溶解度，降低萃取过程的操作压力；降低萃取过程的操作压力；通过选择适当的夹带剂，可使溶质的选择性通过选择适当的夹带剂，可使溶质的选择性大大提高；大大提高；考虑三个方面的选择原则考虑三个方面的选择原则三、超临界三、超临界COCO2 2操作工艺参数及其优选操作工艺参数及其优选1 1、工艺参数对提取效果的影响、工艺参数对提取效果的影响 萃取过程萃取过程（1 1）压力）压力 解析过程解析过程 溶质溶质（2 2）温度）温度 溶剂溶剂（3 3）CO2流量流量（4）萃取时间）萃取时间萃取时间越长，萃

4、取率越高。萃取时间越长，萃取率越高。（5）药材粉碎度）药材粉碎度药材粉碎越细，萃取速度越快。药材粉碎越细，萃取速度越快。2 2、工艺参数的优选、工艺参数的优选压缩机压缩机 萃取釜萃取釜 热交换器热交换器二氧化碳循环泵二氧化碳循环泵 (六六)、超临界流体萃取在中药提取中的应、超临界流体萃取在中药提取中的应用用优点：优点：溶剂可循环作用，且能实现无溶剂溶剂可循环作用，且能实现无溶剂残留；残留；特别适合于提取热敏性物质；特别适合于提取热敏性物质；选择性好；选择性好；萃取效率高，速度快；萃取效率高，速度快；操作参数易于控制；操作参数易于控制；缺点：缺点：萃取范围较窄；萃取范围较窄；设备要求高；设备要求

5、高；基础研究需深入；基础研究需深入；复方形式药物尚待研究。复方形式药物尚待研究。二氧化碳二氧化碳超临界流体萃取技术的应用超临界流体萃取技术的应用超临界超临界CO2萃取技术在国内天然药物研制中的萃取技术在国内天然药物研制中的应用应用超临界超临界CO2萃取技术在食品方面的应用萃取技术在食品方面的应用超临界超临界CO2萃取技术在医药保健品方面的应用萃取技术在医药保健品方面的应用超临界超临界CO2萃取技术在天然香精香料的提取的萃取技术在天然香精香料的提取的应用应用超临界超临界CO2萃取技术在化工方面的应用萃取技术在化工方面的应用 超临界CO2萃取技术的展望超临界二氧化碳流体作为一种新型的溶剂超临界二氧

6、化碳流体作为一种新型的溶剂或介质或介质,由于自身的众多优点而倍受青睐由于自身的众多优点而倍受青睐,随着对其研究工作的深入随着对其研究工作的深入,特别是有关基础特别是有关基础数据的逐步完善和工程技术难题的克服数据的逐步完善和工程技术难题的克服,超超临界二氧化碳流体萃取和超临界二氧化碳临界二氧化碳流体萃取和超临界二氧化碳流体中的化学反应必将获得新的发展。流体中的化学反应必将获得新的发展。二二 超声提取技术超声提取技术一、定义一、定义 超声波是指频率为超声波是指频率为2020千赫千赫5050兆赫的兆赫的电磁波电磁波,它是一种机械波它是一种机械波,需要能量载需要能量载体体(介质介质)来进行传播。来进行

7、传播。微激波二、超声提取技术二、超声提取技术原理原理(空化效应空化效应)介质内部溶解的微气泡在超声波的作用下增大，介质内部溶解的微气泡在超声波的作用下增大，形成共振腔，然后瞬间闭合，即超声波的空化效形成共振腔，然后瞬间闭合，即超声波的空化效应。应。超声波增大形成植物细胞破裂瞬间闭合组织细胞变形植物蛋白变性生物分子解聚二、超声提取技术二、超声提取技术原理原理(机械效应机械效应)超声波在介质中的传播可以使介质质点在其超声波在介质中的传播可以使介质质点在其传播空间内产生振动，从而强化介质的扩散、传播空间内产生振动，从而强化介质的扩散、传质，即超声波的机械效应。传质，即超声波的机械效应。辐射压强分子摩

8、擦成分溶出介质及药材组织二、超声提取技术二、超声提取技术原理原理(热效应热效应)超声波在传播过程中，声能不断被介质所吸收，超声波在传播过程中，声能不断被介质所吸收，并全部或大部分转化成热能，导致介质本身和药并全部或大部分转化成热能，导致介质本身和药材组织温度升高，促使有效成分的溶解，这就是材组织温度升高，促使有效成分的溶解，这就是超声波的热效应。超声波的热效应。声能热能介质吸收温度升高温度升高三、影响超声提取效果的因素三、影响超声提取效果的因素1 1、超声波的频率；、超声波的频率；不同药材的不同指标成分有其适宜的提取频率，应针对具体不同药材的不同指标成分有其适宜的提取频率，应针对具体药材品种进

9、行筛选。药材品种进行筛选。2 2、超声波的强度；、超声波的强度；3 3、超声时间；、超声时间；一般为一般为10-100min10-100min以内即可得到较好的提取效果以内即可得到较好的提取效果4 4、超声温度；、超声温度；5 5、药材组织结构。、药材组织结构。改。四、超声提取技术改。四、超声提取技术优点优点提取过程不需要加热提取过程不需要加热提取过程为物理过程提取过程为物理过程溶剂用量少溶剂用量少提取物有效成分含量高提取物有效成分含量高适用于热敏物质适用于热敏物质节省能源节省能源不影响有效成分的生理活性不影响有效成分的生理活性有效成分的提取率高有效成分的提取率高利于精制利于精制第三节第三节

10、微波提取技术微波提取技术一、定义一、定义 微波是一种频率在微波是一种频率在300MHZ300MHZ至至300GHZ300GHZ之间之间的电磁波。的电磁波。微波辅助提取又称微波辅助提取又称微波提取微波提取，是微波和，是微波和传统的溶剂提取法相结合后形成的一种传统的溶剂提取法相结合后形成的一种新的提取方法。新的提取方法。由于微波具有很强的穿透力，可以在反应由于微波具有很强的穿透力，可以在反应物内外部分同时均匀、迅速地加热，用以物内外部分同时均匀、迅速地加热，用以提取天然植物有效成分，具有简便提取天然植物有效成分，具有简便 、快、快速、高效、加热均匀的优点。速、高效、加热均匀的优点。传统加热法的热传

11、递公式为：热源传统加热法的热传递公式为：热源器皿器皿样品，因而能量传递效率受到了制约。样品，因而能量传递效率受到了制约。微波加热则是能直接作用于被加热物质，微波加热则是能直接作用于被加热物质，其模式为：热源其模式为：热源样品器皿。样品器皿。空气及容空气及容器对微波基本上不吸收和反射，从根本器对微波基本上不吸收和反射，从根本上保证了能量的快速传导和充分利用。上保证了能量的快速传导和充分利用。二、微波的特性二、微波的特性1 1、似光性、似光性2 2、反射性和透射性、反射性和透射性3 3、热特性、热特性4 4、非热特性（生物效应）、非热特性（生物效应）三、微波提取的原理三、微波提取的原理 微波透过对

12、微波透明的溶剂，到达植物物料内部维微波透过对微波透明的溶剂，到达植物物料内部维管束和腺细胞内，细胞内温度突然升高，连续的高管束和腺细胞内，细胞内温度突然升高，连续的高温使其内部压力超过细胞空间膨胀的能力，从而导温使其内部压力超过细胞空间膨胀的能力，从而导致细胞破裂；细胞内的物质自由流出，传递到周围致细胞破裂；细胞内的物质自由流出，传递到周围被溶解。微波可选择性加热不同极性分子和不同分被溶解。微波可选择性加热不同极性分子和不同分子的极性部分，从而使其从中分离，进入到介电常子的极性部分，从而使其从中分离，进入到介电常数较小、微波吸收能力相对较差的溶剂中，从而有数较小、微波吸收能力相对较差的溶剂中，

13、从而有效成分被提取。效成分被提取。四、影响微波提取效果的因素四、影响微波提取效果的因素1、萃取剂的选择、萃取剂的选择2、辐射时间、辐射时间3、物料的含水量、物料的含水量4、微波功率的影响、微波功率的影响5、药材的性质、药材的性质6、固液比、固液比五、微波萃取设备五、微波萃取设备微波萃取的展望微波萃取的展望一、进一步探讨微波萃取一、进一步探讨微波萃取机理机理 鉴于基体物质和萃取物质的复杂性，在萃鉴于基体物质和萃取物质的复杂性，在萃取机理方面还有大量工作需要做，因为搞清取机理方面还有大量工作需要做，因为搞清机理将进一步促进微波在天然产物萃取中的机理将进一步促进微波在天然产物萃取中的应用。应用。二、

14、将微波萃取的二、将微波萃取的实验室研究实验室研究扩大为扩大为产业化产业化研究研究近几年，有用于中试生产的微波提取设备问世，主近几年，有用于中试生产的微波提取设备问世，主要分两类：要分两类：一为一为微波提取罐微波提取罐；另一类为；另一类为连续微波萃取设备连续微波萃取设备。我。我们相信，一旦这些设备应用于大生产，必将对传统们相信，一旦这些设备应用于大生产，必将对传统中药制药业带来巨大的革命。中药制药业带来巨大的革命。四四 生物酶解技术生物酶解技术一、酶法提取及精制的原理一、酶法提取及精制的原理1、酶法提取的原理、酶法提取的原理 大部分中药的大部分中药的细胞壁细胞壁是由是由纤维素纤维素构成，植构成，

15、植物的有效成分往往包裹在细胞内，纤维素物的有效成分往往包裹在细胞内，纤维素则是则是-D-葡萄糖葡萄糖以以1,4-D-葡萄糖苷键葡萄糖苷键连连接，用接，用纤维素酶解纤维素酶解可破坏可破坏-D-葡萄糖苷键，葡萄糖苷键，进而有利于进而有利于有效苷元有效苷元的提取。的提取。2、酶法精制的原理、酶法精制的原理 中药制剂中的中药制剂中的杂质杂质大多为大多为淀粉、果胶、蛋淀粉、果胶、蛋白质等，白质等，可选用相应的酶予以分解，针对可选用相应的酶予以分解，针对根中含有的根中含有的脂溶性、难溶于水或不溶于水脂溶性、难溶于水或不溶于水的成分的成分多的特性，通过加入淀粉部分水解多的特性，通过加入淀粉部分水解产物及葡萄

16、糖苷酶或转糖苷酶，可使脂溶产物及葡萄糖苷酶或转糖苷酶，可使脂溶性或难溶与水或不溶于水的有效成分转移性或难溶与水或不溶于水的有效成分转移到到水溶性苷糖水溶性苷糖中。中。酶反应酶反应较温和较温和地将植物组织分解，地将植物组织分解，可可较大幅度提高效率。较大幅度提高效率。二、常用酶的酶解机理二、常用酶的酶解机理1、纤维素酶（、纤维素酶（作用及适用条件）作用及适用条件）2、半纤维素酶（、半纤维素酶（作用）作用）3、果胶酶（、果胶酶（作用及适用条件）作用及适用条件）三、影响酶法提取效果的因素三、影响酶法提取效果的因素酶的种类酶的种类酶解温度酶解温度酸碱度酸碱度降解时间降解时间其他影响因素其他影响因素四、

17、酶解技术的特点四、酶解技术的特点 酶可在较温和的条件下将植物组织及提取分解大分子成分，较大幅度提高药物成分，改善中药生产过程中的滤过和纯化难度，提高产品的纯度和制剂的质量。五、酶解技术的不足五、酶解技术的不足由于酶的种类、酶解温度、酸碱度等对酶的催化能由于酶的种类、酶解温度、酸碱度等对酶的催化能力影响较大，因此，针对具体药物，研究力影响较大，因此，针对具体药物，研究酶反应的酶反应的最佳条件最佳条件非常重要，另外，酶提取对非常重要，另外，酶提取对复方有效成分复方有效成分疗效影响疗效影响及及酶残留酶残留问题等尚需进一步深入研究。问题等尚需进一步深入研究。五五 半仿生提取法半仿生提取法一、半仿生提取

18、法的概念及特点一、半仿生提取法的概念及特点 从从生物药剂学生物药剂学的角度，将的角度，将整体药物研究法与分子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药物研究法相结合，模拟口服给药后经胃肠道转运的环境，转运的环境，为经消化道给药的中药制剂设计为经消化道给药的中药制剂设计的一种新的提取工艺。的一种新的提取工艺。因提取条件不可能与人完全相同，所以称为因提取条件不可能与人完全相同，所以称为“半仿生提取半仿生提取”半仿生提取法半仿生提取法-特点特点E提取过程符合中医配伍和临床用药的特点提取过程符合中医配伍和临床用药的特点和口服药物在胃肠道运转吸收的特点；和口服药物在胃肠道运转吸收的特

19、点；E在具体工艺选择上，既考虑活性混合成分在具体工艺选择上，既考虑活性混合成分又以单体成分作指标，这样不仅能充分发又以单体成分作指标，这样不仅能充分发挥混合物的综合作用，还能利用单体成分挥混合物的综合作用，还能利用单体成分控制中药制剂的质量；控制中药制剂的质量；E有效成分损失少，成份低，生产周期短。有效成分损失少，成份低，生产周期短。二、半仿生提取法的基本研究模式二、半仿生提取法的基本研究模式1、具体操作、具体操作 将提取液的酸碱度加以生理模仿，分别将提取液的酸碱度加以生理模仿，分别用近似胃和肠道的酸碱水溶液煮煎用近似胃和肠道的酸碱水溶液煮煎23次。先将药粉以一定的次。先将药粉以一定的pH值的

20、酸水提取，值的酸水提取，再用一定的再用一定的pH值的碱水提取，提取液分值的碱水提取，提取液分别滤过、浓缩、制剂。别滤过、浓缩、制剂。2、研究模式、研究模式方剂用方剂用SBE法提取条件的优选；法提取条件的优选；方剂用方剂用SBE法提取药材组合方式的优选；法提取药材组合方式的优选；方剂指纹图谱方剂指纹图谱-模式识别研究；模式识别研究；方剂方剂SBE提取液醇沉浓度的优选；提取液醇沉浓度的优选；方剂方剂4种方法提取液的成分、药效、毒性的比种方法提取液的成分、药效、毒性的比较；较；方剂不同方法提取液的药代动力学研究方剂不同方法提取液的药代动力学研究根据上述根据上述16项各项研究资料，综合分析，项各项研究

21、资料，综合分析，作出科学评价，指出该方剂是否以作出科学评价，指出该方剂是否以SBE法提法提取为佳。取为佳。三、半仿生提取法在中药提取中的应用三、半仿生提取法在中药提取中的应用半仿生提取法一般只适合水溶性大的极半仿生提取法一般只适合水溶性大的极性有效成分的提取。性有效成分的提取。SBE法能体现中医临床用药的综合作用法能体现中医临床用药的综合作用特点，符合口服给药经胃肠道转运吸收特点，符合口服给药经胃肠道转运吸收的原理。的原理。目前仍采用高温煎煮法，长时间高温会目前仍采用高温煎煮法，长时间高温会影响许多有效成分活性成分，降低药效。影响许多有效成分活性成分，降低药效。超临界CO2萃取技术在国内天然药

22、物研制中的应用目前，国内外采用目前，国内外采用CO2超临界萃取技术可利超临界萃取技术可利用的资源有：紫杉、黄芪、人参叶、大麻、用的资源有：紫杉、黄芪、人参叶、大麻、香獐、青蒿草、银杏叶、川贝草、桉叶、玫香獐、青蒿草、银杏叶、川贝草、桉叶、玫瑰花、樟树叶、茉莉花、花椒、八角、桂花、瑰花、樟树叶、茉莉花、花椒、八角、桂花、生姜、大蒜、辣椒、桔柚皮、啤酒花、芒草、生姜、大蒜、辣椒、桔柚皮、啤酒花、芒草、香茅草、鼠尾草、迷迭香、丁子香、豆蔻、香茅草、鼠尾草、迷迭香、丁子香、豆蔻、沙棘、小麦、玉米、米糠、鱼、烟草、茶叶、沙棘、小麦、玉米、米糠、鱼、烟草、茶叶、煤、废油等。煤、废油等。超临界CO2萃取技术

23、在食品方面的应用目前已经可以用超临界二氧化碳从葵花籽、目前已经可以用超临界二氧化碳从葵花籽、红花籽、花生、小麦胚芽、可可豆中提取油红花籽、花生、小麦胚芽、可可豆中提取油脂，这种方法比传统的压榨法的回收率高，脂，这种方法比传统的压榨法的回收率高，而且不存在溶剂法的溶剂分离问题而且不存在溶剂法的溶剂分离问题超临界CO2萃取技术在医药保健品方面的应用在抗生素药品生产中，传统方法常使用丙酮、在抗生素药品生产中，传统方法常使用丙酮、甲醇等有机溶剂，但要将溶剂完全除去，又甲醇等有机溶剂，但要将溶剂完全除去，又不是要变质非常困难。若采用不是要变质非常困难。若采用SCFE法则完法则完全可符合要求。全可符合要求

24、。另外，用另外，用SCFE法从银杏叶中提取的银杏黄法从银杏叶中提取的银杏黄酮，从鱼的内脏，骨头等提取的多烯不饱和酮，从鱼的内脏，骨头等提取的多烯不饱和脂肪酸（脂肪酸（DHA，EPA），），从沙棘籽提取的沙从沙棘籽提取的沙棘油，从蛋黄中提取的卵磷脂等对心脑血管棘油，从蛋黄中提取的卵磷脂等对心脑血管疾病具有独特的疗效。疾病具有独特的疗效。超临界CO2萃取技术在天然香精香料的提取的应用用用SCFE法萃取香料不仅可以有效地提取芳法萃取香料不仅可以有效地提取芳香组分，而且还可以提高产品纯度，能保持香组分，而且还可以提高产品纯度，能保持其天然香味，如从桂花、茉莉花、菊花、梅其天然香味，如从桂花、茉莉花、菊

25、花、梅花、米兰花、玫瑰花中提取花香精，从胡椒、花、米兰花、玫瑰花中提取花香精，从胡椒、肉桂、薄荷提取香辛料，从芹菜籽、生姜，肉桂、薄荷提取香辛料，从芹菜籽、生姜，莞荽籽、茴香、砂仁、八角、孜然等原料中莞荽籽、茴香、砂仁、八角、孜然等原料中提取精油，不仅可以用作调味香料，而且一提取精油，不仅可以用作调味香料，而且一些精油还具有较高的药用价值。些精油还具有较高的药用价值。超临界CO2萃取技术在化工方面的应用 在美国超临界技术还用来制备液体燃料。以在美国超临界技术还用来制备液体燃料。以甲苯为萃取剂，在甲苯为萃取剂，在Pc=100atm,Tc=400-440条件下进行萃取，在条件下进行萃取，在SCF溶剂分子的溶剂分子的 扩散作用下，促进煤有机质发生深度的热分，扩散作用下，促进煤有机质发生深度的热分，能使三分之一的有机质转化为液体产物。此能使三分之一的有机质转化为液体产物。此外，从煤炭中还可以萃取硫等化工产品。外，从煤炭中还可以萃取硫等化工产品。