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植物提取物有效成分提取新技术的研究进展

编辑:管理员    发布时间:2016/6/23 15:45:53

植物提取物有效成分提取新技术的研究进展

摘要:先容了几种植物提取物有效成分提取的实用新技术,分析了这些新技术在有效成分提取工艺中的研究现状,并对它们的应用前景进行了展望。

引言

    植物提取物就是指天然植物经提取而得的含有效成分的物质。植物提取物是植物药制剂的主要原料,并可应用于营养补充剂、保健食品、化妆品等行业,是天然医药保健品市场的核心产品。植物提取物安全性高,已成为医药、食品及饲料的重要来源。

植物提取物包括有黄酮、多酚、菇类等几百种,其相对分子质量较低,从几百到几千;具有一定的极性,可溶于许多有机溶剂中。从20世纪90年代末开始,植物提取物渐渐受到医药界、食品界的关注。开发高效的植物提取物分离方法,对彻底改变我国天然产物开发层次低,生产方式粗放,技术落后有着重要作用,对中药现代化和提升传统中药行业有着重要意义

1目前常见的提取新技术

1.1超临界CO2萃取

    超临界萃取技术一般采用CO2作为萃取剂,具有工艺简单、无有机溶剂残留、操作条件温和,不易破坏有效成分的优点。超临界流体萃取技术是20世纪60年代兴起的一种新型提取分离技术。80年代中期,超临界CO2萃取技术逐步应用于中药有效成分的提取分离及分析,是研究和应用较为成功的一项新技术。其原理是利用超临界流体的独特溶解能力和物质在超临界流体中的溶解度对压力、温度变化非常敏感的特性,通过升温、降压手段域两者兼肋,将超临界流体中所溶解的物质分离出来,达到分离提纯的目的,它兼有精馏和萃取两种作用.

超临界CO2萃取技术应用于中草药有效成分的提取具有一系列优点,如选择性好、操作温度低、可调节萃取物的粒度,使萃取物达到希望的粒度,以及粒度分布均匀,萃取率高,萃取周期短,溶剂回收方便简单,可循环使用,无污染等。随着研究的不断深入,发现全氟聚醚碳酸按(PFPE)能使CO2与水形成分散性很好的微乳液,从而把超临界CO2萃取技术的应用范围扩展到水溶液体系,现已经使强极性化合物蛋白质的提取成为可能。超临界流体萃取设备属高压设备,一次性投资较大,运行成本高,因此这一技术目前在工业生产中较难普及。然而随着国产化、工业化超临界CO2萃取生产设备的开发,超临界萃取技术将在中药提取领域发挥巨大的作用

1.2微波萃取技术

    微波萃取技术是利用微波能来提高萃取效率的一种新技术。微波指频率在300 MHz 3x105MHz的电磁波。在微波场中的介质分子会发生极化,将其在电磁场中所吸取的能量转化为热能。介质中不同组分的介电常数、比热、含水量不同,吸取微波能的程度不同,由此产生的热量和传递给周围环境的热量也不相同。微波萃取技术的原理,就是利用不同组分吸取微波能力的差异,使基体物质的某些区域或萃取体系中的某些组分被选择性加热,从而使得被萃取物质从基体或体系中分离,进入到介电常数较小、微波吸取能力相对较差的萃取剂中,并达到较高的产率。在微波萃取过程中,溶剂的极性对萃取效率有很大的影响。

在天然产物有效成分提取中,微波萃取技术的优势在于:选择性好;微波具有极强的穿透力;加热效率高、仪器设备简单、低廉,适应面广;试剂用量少,萃取率高,节时、节能、污染小。在微波萃取技术中,存在溶剂水和细胞内水分同时吸取微波以及微波辅助设备的工业放大问题,解决此问题可以采用破壁一浸取联合工艺,先用微波处理润湿干药材,再用有机溶剂浸提。微波萃取法以其快速的萃取速度和较好的萃取物质量,成为天然植物有效成分提取的有力工具,但其萃取机理还需进一步研究,尤其是在国内,微波萃取技术用于中草药提取这方面的研究报道还比较少,其研究和开发的空间和价值极大

1.3超声波提取技术

    超声波提取技术是利用超声波产生的强烈的空化效应、机械振动、高的加速度、乳化、扩散、击碎和搅拌作用,增大物质分子运动频率和速度,增加溶剂穿透力,从而加速药物有效成分进人溶剂,促进提取的进行。

    超声波提取技术适用于天然产物,特别是对我国传统中草药有效成分的提取,是中药制药彻底改变传统提取工艺的新方法、新工艺。

    与常规的煎煮法、水蒸馏法、溶剂浸提法相比,超声波提取技术具有如下特点。

    ①提取温度低,避免了常规的煎煮法和回流法长时间加热对中药有效成分的不良影响,产物生物活性高,适合于热敏性物质的提取。

    ②适用性广,超声提取与目标提取物的性质(如极性)关系不大,绝大多数中药材的各类成分均可用超声提取。

    ③减少能耗,由于超声提取无需加热或加热温度低,提取时间短,因此能大大降低能耗,提高经济效益。

④超声波还具有一定的杀菌作用,能保证萃取液不易变质。

1.4生物酶解技术提取

    天然植物的细胞壁由纤维素构成,其中的有效成分往往被包裹在细胞壁内。酶法就是利用纤维素酶、果胶酶、蛋白酶等注要是纤维素酶,破坏植物的细胞壁,以利于有效成分最大限度溶出的一种方法。酶反应可以较温和地将植物组织分解,从而大幅度提高其提取效率。

酶是生物体活细胞产生的,它是以蛋白形式存在的一类特殊的生物催化剂。某些酶可以在常温、常压和温和的酸碱条件下,将植物细胞壁分解,较大幅度提高天然产物中有效成分的提取率,改善生产过程中的过滤速度和纯化效果,提高产品纯度和制剂的质量。该技术在传统的天然产物成分提取的基础上进行,应用常规提取设备即可完成,操作简便,成本低廉

1.5半仿生提取法

    半仿生提取法是近几年提出的新方法。它是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,模拟口服药物经胃肠道转运吸取的环境,采用活性引导下的导向分离方法;也是为经消化道口服给药的制剂设计的一种新的提取工艺。

    半仿生提取法的主要特点如下。

    ①提取过程符合中医配伍、临床用药的特点及口服药物在胃肠道转运吸取。

    ②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。

    ③有效成分损失少,成本低,生产周期短等。

在对多个单味中药和复方制剂的研究中,半仿生提取法已经显示出较大的优势和广阔的应用前景。

2植物提取物应用前景展望

    植物提取物有效成分提取技术近几年发展迅速,不断融入新的技术。但是我国在这方面的研究还比较落后,和国外还有相当大的差距,导致我国目前依然是以粗产品加工为主。

    随着国际上天然植物药的兴起和规模的不断扩大,对主要原料植物提取物的需求也水涨船高,因而在我国催生了一大批提取物生产厂家,也带动了我国植物提取物的出口。由于我国在植物提取物行业有着独特的基础理论优势,植物提取物产业化发展是未来中药现代化和中药技术创新的重要环节,也是中药进入国际市场的一种有效方式。植物提取物在我国仅有10多年的历史,但真正热起来只是近些年的事情。植物提取物行业已成为国内发展最快的行业之,每年增长率都在15%以上,同时也是国内主要出口行业之一

    因此要加强这些新技术应用于工业生产的研究,相信随着这些新技术在植物提取物有效成分提取领域应用的进一步完善,一定能够使该学科建设提高到一个新的层次。

    新型分离纯化提取技术的研究,特别是一些平台技术对我国植物提取物有效成分提取和新产品的开发,都有着重要的现实意义。

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