中草藥中有效成分的提取和分離技術

鄧 勇，張學敏，張貴英，楊樹梅，周 利，陳聲才，陳 曄，鄒金鑫，龍來早

(貴州省化工研究院，貴州貴陽 550002)

中草藥中有效成分的提取是中藥生產(chǎn)過程的關鍵環(huán)節(jié)，其工藝的選擇直接關系到被提取物的藥效。目前，生物醫(yī)藥領域蓬勃發(fā)展，世界各國都非常關注天然產(chǎn)物在新藥研制領域的應用。因此探明中草藥中有效成分提取、分離的機制、優(yōu)化提取工藝等逐漸成為中藥生產(chǎn)和研究的重點環(huán)節(jié)和內(nèi)容。本文總結(jié)了目前研究較為活躍的幾種中草藥提取分離新技術，分析了這些新技術存在的部分缺點等問題，以期為今后中草藥提取和分離方面的研究提供一定的參考。

1 常溫超高壓提取

超高壓提取技術廣泛應用于食品、生物醫(yī)藥、化工等諸多領域［1］。超高壓提取的原理是在常溫或較低溫度下，迅速施加巨大的壓力，然后保持壓力一段時間，在極高壓力的作用下溶劑迅速滲透到提取固體內(nèi)部，提取物質(zhì)快速溶解在溶劑中，然后再迅速卸壓，植物的細胞壁內(nèi)外瞬間產(chǎn)生極高的滲透壓力，提取物質(zhì)隨溶劑迅速擴散到細胞壁外。目前，超高壓提取廣泛應用于中草藥中有效化學成分的提取。尹琳琳等［2］以超高壓提取法研究莧菜紅色素提取工藝、并對紅色素進行穩(wěn)定性分析。結(jié)果表明:超高壓提取技術與傳統(tǒng)的乙醇溶劑提取法相比具有顯著優(yōu)勢。張唯等［3］以玫瑰花為原料，玫瑰花色苷提取量為指標，利用響應面法對常溫下超高壓提取玫瑰花色苷的條件進行優(yōu)化，并探討其穩(wěn)定性。結(jié)果顯示:超高壓提取技術提取的玫瑰花色苷具有更高的提取效率和穩(wěn)定性。

超高壓提取技術的特點為:低溫度要求、適用范圍廣、提取時間短、提取效率高。但是，超高壓提取技術所需配備的設備較為昂貴是其面臨的主要問題［4］。

2 超聲提取

超聲波提取分離主要是依據(jù)物質(zhì)中有效成分和有效成分群體的存在狀態(tài)、極性、溶解性等設計的一項學科、合理利用超聲波振動的方法進行提取的新工藝，使溶劑快速地進入固體物質(zhì)中，將其物質(zhì)所含的有機成分盡可能完全地溶于溶劑之中，得到多成分混合提取液。利用超聲波技術來強化提取分離過程，可有效提高提取分離率，縮短提取時間、節(jié)約成本、甚至還可以提高產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量［5］。

超聲提取法廣泛應用于中草藥中有效成分的提取，如劉鈞發(fā)等［6］比較了水提法和超聲法對靈芝多糖的提取效果，通過對兩種方法提取的多糖進行對比分析，發(fā)現(xiàn)超聲提取的靈芝多糖和熱水提取的靈芝多糖相比具有更高的抗氧化活性。張杰［7］用超聲提取工藝對蛹蟲草多糖進行提取并對其提取物的活性進行了分析。發(fā)現(xiàn)蛹蟲草多糖顯示出較強的抗氧化活性。

超聲提取存在一定的缺陷。提取體系吸收超聲波后會引起提取體系溫度升高，容易導致某些提取物的有效組分性質(zhì)發(fā)生變化，如氧化等。超聲波的衰減也會影響到提取效果，實現(xiàn)工業(yè)化較困難［8］。

3 加壓溶劑提取

加壓溶劑提取是一種在較高溫度和壓力下，用有機溶劑萃取固體或半固體樣品的方法。該方法已廣泛應用于藥物分析、食品、農(nóng)檢、中藥提取等諸多領域當中。加壓溶劑提取技術的原理是在密閉容器內(nèi)，通過升高壓力使提取溶劑的沸點相應升高，從而使提取過程在較高溶劑沸點的狀態(tài)下進行。高溫可提高溶解度，加快溶解速度，同時高溫還可起到破壞固體基質(zhì)結(jié)構(gòu)的作用［9］。

加壓溶劑提取法具有自動化程度高、萃取時間短、萃取溶劑用量少、樣品適應性強、提取效率高等諸多優(yōu)點。影響因素主要有溶劑、料液比、壓力、溫度等。加壓溶劑提取法已用于多種中藥化學成分的提取分離，如茶葉中的多酚［10］、蘋果果中的多酚［11］等，以及異黃酮、類胡蘿卜素等［12－13］。

4 組織破碎提取

組織破碎提取法是在室溫和適當?shù)娜軇┲?，將固體物質(zhì)破碎成細微顆粒，同時結(jié)合高速攪拌、振動、負壓滲濾等方法，使固體微粒中的化合物迅速達到組織內(nèi)外的物料平衡，再經(jīng)過過濾達到分離的目的。組織破碎提取法適用于植物軟、硬部分中化學組分的提取，提取時顆粒度通?？刂圃?0～60目范圍［14］。

與傳統(tǒng)的提取方法相比，組織破碎提取法適用范圍較廣，具有高效、快速及不破壞熱敏成分等優(yōu)點。影響組織破碎提取提取效果的因素有溶劑的選擇、料液比、溫度、時間等。組織破碎提取法吸收了傳統(tǒng)的粉碎、攪拌、振動、浸漬及萃取等技術的優(yōu)點，提取時間較常規(guī)方法大大縮短，有較大的應用前景。

5 免加熱提取

免加熱提取法是通過對體系施加交變壓強，強制改變細胞形狀和細胞內(nèi)外的滲透壓，促使溶劑反復穿透細胞壁，將細胞內(nèi)的組分高效地轉(zhuǎn)移到細胞外，過濾掉固體雜質(zhì)，低溫干燥空氣干燥即得到提取物。免加熱提取法的特點是采用壓力的變換改變細胞內(nèi)外的滲透壓，在較低的溫度條件下完成提取。該法適用于熱敏性物質(zhì)，可避免高溫引起的有效成分破壞，提取物疏松的結(jié)構(gòu)更加有利于提取率的提高。目前，免加熱提取法已在龍血竭、大黃、水蛭、大蒜、辣椒等中有效成分提取研究［15－17］中得到應用。免加熱提取法利用壓力交變法為基礎，在工業(yè)應用上具有一定的設備復雜性和安全性問題，需要進一步研究解決。

6 分子印跡技術

分子印跡技術是以擬吸附的目標分子作為模板分子制備具有特異性識別能力聚合物的技術。將模板分子、功能單體、交聯(lián)劑、致孔劑的混合體系引發(fā)聚合，得到包含模板分子的聚合物，再去除模板分子，聚合物中便留下與模板分子空間上高度匹配的三維空穴，從而實現(xiàn)對目標分子的特異性識別能力。

分子印跡技術在中藥活性成分提取分離中的應用較為廣泛［18］，如豆鵬飛［19］以槲皮素為模板分子，采用沉淀聚合法制備得到槲皮素分子印跡聚合物并對其性能進行了研究。結(jié)果表明經(jīng)制備的槲皮素分子印跡聚合物處理后的油茶殼提取液中槲皮素的含量能達到83%，說明了槲皮素分子印跡固相萃取對實際油茶殼樣品中槲皮素具有較好的提純效果。張鵬慧等［20］采以花旗松素作為模板分子合成花旗松素分子印跡聚合物。制備得到的聚合物對花旗松素具有良好的吸附性能。

分子印跡技術存在一定的不足之處，分子印跡聚合物作為高效液相色譜固定相時較不穩(wěn)定，天然產(chǎn)物模板分子難以獲得，應用范圍有限。目前分子印跡技術需要突破的難點為聚合物在水相中的應用，新型功能單體和交聯(lián)劑的開發(fā)和應用。由于分子印跡聚合物對目標分子具有極高的選擇性，使得該技術在中草藥有效成分的分離和純化方面具有十分廣闊的應用前景。

7 結(jié)語

除了以上列出的技術之外，還有很多中藥提取技術，實際應用時應從多方面綜合考慮。設計具有提取效率高、有效成分損失小、質(zhì)量穩(wěn)定的提取工藝。盡管目前中草藥提取的方法很多，但真正實現(xiàn)工業(yè)化的仍然多為傳統(tǒng)的提取技術，傳統(tǒng)方法投資少，便于操作，但存在有效成分損失大、提取時間長、工序繁雜、提取率低等缺點。因此，在中草藥提取方面既要結(jié)合傳統(tǒng)的提取方法，又要不斷地開發(fā)新的提取方法，新老結(jié)合，才能有效的將新技術的成本等問題控制下來，讓新技術更好的服務于中草藥分離提純的研究領域。