1、第五章 中藥現代提取新技術學習目標掌握超臨界流體萃取、超聲提取、微波提取、生物酶解技術的基本原理；了解超臨界流體萃取的工藝參數、超聲提取、微波提取、生物酶解技術的主要影響因素；了解臨界流體萃取、超聲提取、微波提取、生物酶解技術的特點及在中藥提取中的應用；理解“半仿生提取法”的概念。物質有三種狀態： 氣態、液態、固態物質的第四態：超臨界狀態流體狀態第一節 超臨界流體萃取流體是液體和氣體的總稱,因兩者都富有流動性,又有相似的運動規律,故合稱流體。超臨界流體是指物質處于其臨界溫度和臨界壓強以上而形成的一種特殊狀態的流體。超臨界流體的定義 超臨界流體性質既非液體也非氣體，而是介于兩者之間的一種狀態，既

2、一方面超臨界流體的擴散系數和黏度系數接近氣體，表面張力為零，滲透力極強；另一方面超臨界流體的溶劑類型類似液體，物質在超臨界流體中的溶解度由于壓縮氣體與溶質分子間相互作用增強而大大增加。 一、超臨界流體萃取的基本原理1、超臨界流體的基本性質超臨界流體的密度接近于液體；超臨界流體擴散系數介于氣態與液態之間；當流體狀態接近臨界區時，蒸發熱急劇下降，至臨界點處則氣-液界面消失，蒸發焓為零，比熱容為無限大；流體在臨界點附近的壓力或溫度的微小變化都會導致流體密度相當大的變化。超臨界流體對溶質的溶解度取決于其密度。一般情況下，超臨界流體的密度越大，其溶解能力就越大，且在臨界點附近，當壓力和溫度發生微小變化時

3、，密度即發生較大改變，從而引起溶解度的改變。 研究表明，適當改變體系的溫度或壓力，可使超臨界流體的溶解度在1000倍的范圍內變化。 恒溫下，溶質的溶解度隨壓力的升高而增大； 恒壓下，溶質的溶解度則隨溫度的升高而減小； 超臨界流體萃取正是利用這一特性將某些易溶解的成分萃取出來。 臨界溫度（31.1）溫和的臨界條件無毒 臨界壓力（7.38MPa）阻燃價廉易得超臨界CO2溶解能力強 適用于化工、醫藥、食品等工業二、超臨界CO2流體萃取1、超臨界CO2的溶解性能2、使用夾帶劑的超臨界CO2萃取（1）夾帶劑的定義（2）夾帶劑的影響增加被分離組分在超臨界流體中的溶解度，降低萃取過程的操作壓力；通過選擇適當

4、的夾帶劑，可使溶質的選擇性大大提高；考慮三個方面的選擇原則三、超臨界CO2操作工藝參數及其優選1、工藝參數對提取效果的影響 萃取過程（1）壓力 解析過程四、超臨界萃取工藝流程與設備壓縮機 萃取釜 熱交換器二氧化碳循環泵 缺點：萃取范圍較窄；設備要求高；基礎研究需深入；復方形式藥物尚待研究。二氧化碳超臨界流體萃取技術的應用超臨界CO2萃取技術在國內天然藥物研制中的應用超臨界CO2萃取技術在食品方面的應用超臨界CO2萃取技術在醫藥保健品方面的應用超臨界CO2萃取技術在天然香精香料的提取的應用超臨界CO2萃取技術在化工方面的應用 超臨界CO2萃取技術的展望超臨界二氧化碳流體作為一種新型的溶劑或介質,

5、由于自身的眾多優點而倍受青睞,隨著對其研究工作的深入,特別是有關基礎數據的逐步完善和工程技術難題的克服,超臨界二氧化碳流體萃取和超臨界二氧化碳流體中的化學反應必將獲得新的發展。 第二節 超聲提取技術一、定義 超聲波是指頻率為20千赫50兆赫的電磁波,它是一種機械波,需要能量載體(介質)來進行傳播。微激波二、超聲提取技術原理(空化效應)介質內部溶解的微氣泡在超聲波的作用下增大，形成共振腔，然后瞬間閉合，即超聲波的空化效應。微氣泡超聲波增大共振腔形成植物細胞破裂瞬間閉合組織細胞變形植物蛋白變性生物分子解聚二、超聲提取技術原理(機械效應)超聲波在介質中的傳播可以使介質質點在其傳播空間內產生振動，從而

6、強化介質的擴散、傳質，即超聲波的機械效應。超聲波傳播輻射壓強分子摩擦三、影響超聲提取效果的因素1、超聲波的頻率； 不同藥材的不同指標成分有其適宜的提取頻率，應針對具體藥材品種進行篩選。2、超聲波的強度；3、超聲時間； 一般為10-100min以內即可得到較好的提取效果4、超聲溫度；5、藥材組織結構。四、超聲提取技術優點提取過程不需要加熱提取過程為物理過程溶劑用量少提取物有效成分含量高適用于熱敏物質節省能源不影響有效成分的生理活性有效成分的提取率高利于精制 由于微波具有很強的穿透力，可以在反應物內外部分同時均勻、迅速地加熱，用以提取天然植物有效成分，具有簡便 、快速、高效、加熱均勻的優點。 傳統

7、加熱法的熱傳遞公式為：熱源器皿樣品，因而能量傳遞效率受到了制約。 微波加熱則是能直接作用于被加熱物質，其模式為：熱源樣品器皿。空氣及容器對微波基本上不吸收和反射，從根本上保證了能量的快速傳導和充分利用。二、微波的特性1、似光性2、反射性和透射性3、熱特性4、非熱特性三、微波提取的原理 微波透過對微波透明的溶劑，到達植物物料內部維管束和腺細胞內，細胞內溫度突然升高，連續的高溫使其內部壓力超過細胞空間膨脹的能力，從而導致細胞破裂；細胞內的物質自由流出，傳遞到周圍被溶解。微波可選擇性加熱不同極性分子和不同分子的極性部分，從而使其從中分離，進入到介電常數較小、微波吸收能力相對較差的溶劑中，從而有效成分

8、被提取。四、影響微波提取效果的因素1、萃取劑的選擇2、輻射時間3、物料的含水量4、微波功率的影響5、藥材的性質6、固液比五、微波萃取設備微波萃取的展望一、進一步探討微波萃取機理 鑒于基體物質和萃取物質的復雜性，在萃取機理方面還有大量工作需要做，因為搞清機理將進一步促進微波在天然產物萃取中的應用。二、將微波萃取的實驗室研究擴大為產業化研究近幾年，有用于中試生產的微波提取設備問世，主要分兩類：一為微波提取罐；另一類為連續微波萃取設備。我們相信，一旦這些設備應用于大生產，必將對傳統中藥制藥業帶來巨大的革命。第四節 生物酶解技術一、酶法提取及精制的原理1、酶法提取的原理 大部分中藥的細胞壁是由纖維素構

9、成，植物的有效成分往往包裹在細胞內，纖維素則是-D-葡萄糖以1,4-D-葡萄糖苷鍵連接，用纖維素酶解可破壞-D-葡萄糖苷鍵，進而有利于有效苷元的提取。2、酶法精制的原理 中藥制劑中的雜質大多為淀粉、果膠、蛋白質等，可選用相應的酶予以分解，針對根中含有的脂溶性、難溶于水或不溶于水的成分多的特性，通過加入淀粉部分水解產物及葡萄糖苷酶或轉糖苷酶，可使脂溶性或難溶與水或不溶于水的有效成分轉移到水溶性苷糖中。 酶反應較溫和地將植物組織分解，可較大幅度提高效率。二、常用酶的酶解機理1、纖維素酶（作用及適用條件）2、半纖維素酶（作用）3、果膠酶（作用及適用條件）三、影響酶法提取效果的因素酶的種類酶解溫度酸堿

10、度降解時間其他影響因素四、酶解技術的特點及應用前景五、酶解技術的不足由于酶的種類、酶解溫度、酸堿度等對酶的催化能力影響較大，因此，針對具體藥物，研究酶反應的最佳條件非常重要，另外，酶提取對復方有效成分療效影響及酶殘留問題等尚需進一步深入研究。第五節 半仿生提取法一、半仿生提取法的概念及特點 從生物藥劑學的角度，將整體藥物研究法與分子藥物研究法相結合，模擬口服給藥后經胃腸道轉運的環境，為經消化道給藥的中藥制劑設計的一種新的提取工藝。 因提取條件不可能與人完全相同，所以稱為“半仿生提取”半仿生提取法-特點提取過程符合中醫配伍和臨床用藥的特點和口服藥物在胃腸道運轉吸收的特點；在具體工藝選擇上，既考慮

11、活性混合成分又以單體成分作指標，這樣不僅能充分發揮混合物的綜合作用，還能利用單體成分控制中藥制劑的質量；有效成分損失少，成份低，生產周期短。二、半仿生提取法的基本研究模式1、具體操作 將提取液的酸堿度加以生理模仿，分別用近似胃和腸道的酸堿水溶液煮煎23次。先將藥粉以一定的pH值的酸水提取，再用一定的pH值的堿水提取，提取液分別濾過、濃縮、制劑。2、研究模式方劑用SBE法提取條件的優選；方劑用SBE法提取藥材組合方式的優選；方劑指紋圖譜-模式識別研究；方劑SBE提取液醇沉濃度的優選；方劑4種方法提取液的成分、藥效、毒性的比較；方劑不同方法提取液的藥代動力學研究根據上述16項各項研究資料，綜合分析

12、，作出科學評價，指出該方劑是否以SBE法提取為佳。三、半仿生提取法在中藥提取中的應用半仿生提取法一般只適合水溶性大的極性有效成分的提取。SBE法能體現中醫臨床用藥的綜合作用特點，符合口服給藥經胃腸道轉運吸收的原理。目前仍采用高溫煎煮法，長時間高溫會影響許多有效成分活性成分，降低藥效。超臨界CO2萃取技術在國內天然藥物研制中的應用目前，國內外采用CO2超臨界萃取技術可利用的資源有：紫杉、黃芪、人參葉、大麻、香獐、青蒿草、銀杏葉、川貝草、桉葉、玫瑰花、樟樹葉、茉莉花、花椒、八角、桂花、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、沙棘、小麥、玉米、米糠、魚、煙草、茶

13、葉、煤、廢油等。超臨界CO2萃取技術在食品方面的應用目前已經可以用超臨界二氧化碳從葵花籽、紅花籽、花生、小麥胚芽、可可豆中提取油脂，這種方法比傳統的壓榨法的回收率高，而且不存在溶劑法的溶劑分離問題超臨界CO2萃取技術在醫藥保健品方面的應用在抗生素藥品生產中，傳統方法常使用丙酮、甲醇等有機溶劑，但要將溶劑完全除去，又不是要變質非常困難。若采用SCFE法則完全可符合要求。另外，用SCFE法從銀杏葉中提取的銀杏黃酮，從魚的內臟，骨頭等提取的多烯不飽和脂肪酸（DHA，EPA），從沙棘籽提取的沙棘油，從蛋黃中提取的卵磷脂等對心腦血管疾病具有獨特的療效。超臨界CO2萃取技術在天然香精香料的提取的應用用SCFE法萃取香料不僅可以有效地提取芳香組分，而且還可以提高產品純度，能保持其天然香味，如從桂花、茉莉花、菊花、梅花、米蘭花、玫瑰花中提取花香精，從胡椒、肉桂、薄荷提取香辛料，從芹菜籽、生姜，莞荽籽、茴香、砂仁、八角、孜然等原料中提取精油，不僅可以用作調味香料，而且一些精油還具有較高的藥用價值。超臨界CO2萃取技術在化工方面的應用 在美國超臨界技術還用來制備液體燃料。以甲