天然产物提取方法的研究进展

对实验条件要求较高，为了使酶发挥最大作用，需先通过实验确定，掌握最适温 度及最佳作用时间等。 2.4超临界流体萃取法

超临界流体萃取( supercritical fluid extraction, SFE)技术是近二三十年迅速发展起来的一项化工分离工艺,最早被德、法、英等国家用来萃取咖啡豆中的咖啡因和啤酒花中的蛇麻酮，20世纪80年代被广泛用于食品工业，近年来被国内外很多学者应用于天然药物的提取，成果显著。 2.4.1超临界流体萃取的基本原理

当流体的温度和压力分别超过其临界温度和临界压力时，则称该状态下的流体为超临界流体。超临界流体的密度接近于液体，而溶质在溶剂中的溶解度一般与溶剂的密度成正比，因而超临界流体具有与液体溶剂相当的萃取能力。超临界流体的粘度和扩散系数与气体的相近，因而超临界流体具有气体的低粘度和高渗透能力，故在萃取过程中的传质能力远大于液体溶剂的传质能力。

超临界流体萃取在临界点附近操作，此时温度和压力的微小变化将引起流体溶解能力的显著变化。利用这一性质，可在较高压力下，使溶质溶解于超临界流体中，然后通过降压或升温的办法来降低流体的密度，从而使溶解的溶质因溶解度下降而析出，这就是超临界流体萃取的基本原理。 2.4.2超临界流体萃取的特点

与传统提取方法相比，利用超临界流体萃取技术提取中药有效成分具有许多独特的优点。超临界流体萃取兼有精馏和液液萃取的某些特点。溶质的蒸气压、极性及分子量的大小均能影响溶质在超临界流体中的溶解度，组分间的分离程度由组分间的挥发度和分子间的亲和力共同决定。

一般情况下，组分是按沸点高低的顺序先后被萃取出来；非极性的超临界CO2流体仅对非极性和弱极性物质具有较高的萃取能力；超临界流体萃取在临界点附近操作，因而特别有利于传热和节能。这是因为当流体接近临界点时，气化潜热将急剧下降。在临界点处，可实现气液两相的连续过渡。此时，气化潜热将急剧下降。在临界点处，可实现气液两相的连续过渡。此时，气液两相界面消失，气化潜热为零；超临界流体的萃取能力取决于流体的密度，因而可方便地通过调节温度和压力来加以控制，这对保证提取物的质量稳定是非常有利的；超临界萃取所用的萃取剂可循环使用，其分离与回收方法远比精馏和液液萃取简单，且耗能较低。实际操作中，常采用等温减压或等压升温的方法，将溶质与萃取剂分离开来；当用煎煮、浓缩、干燥等传统方法提取中药有效成分时，一些活性组分可能会因高温作用而破坏。而超临界流体萃取过程可在较低的温度下进行，如以CO2为萃取剂的超临界萃取过程可在接近于室温的条件下进行，因而特别适合于热敏性组分的提取,且无溶剂残留[11]。

2.4.3超临界流体萃取技术在天然产物中的应用

目前，超临界流体萃取技术在天然药物提取分离上的应用主要表现为以下两个方面：单味天然药物有效成分的提取分离和复方天然药物制剂中有效成分的提取分离。在实际操作中超临界流体萃取技术又可与其它提取分离方法相结合来获得所需活性成分或与色谱、光谱分析方法联用，对有效成分进行更准确的定量分析[12]。

单味天然药物中有效成分的提取包括运用SFE-CO2萃取工艺对挥发油、生物

[13]

碱、黄酮类等化合物的提取。张玉祥等用SFE-CO2提取银杏叶有效成分总黄酮和总内酯，其含量高于欧洲的质量标准。

Quan等[14]利用超临界流体萃取技术去除高丽参中的有机氯杀虫剂，结果表明超临界流体萃取法比传统的索氏提取法更快、更有效。 2.5组织破碎提取法

组织破碎提取法的基本原理是在室温和适当溶剂存在下，将植物的根、茎、叶、花、果实和种子等物料在数秒钟内破碎至细微颗粒，同时通过实现高速搅拌、振动、负压渗滤3种因素的最佳结合，使有效成分迅速达到药材组织内外平衡，通过滤过达到提取目的[15]。

根据溶质在固液两相间的传质理论，有效成分的提取过程可分为3个子过程：(1)有效组分从细胞中溶出,到达药材与溶剂的界面(2)溶出组分穿过界面(3) 溶出组分在溶剂中溶解。为了加快提取过程，可从这3方面入手。一般第1个过程传质阻力最大，溶出组分要穿过十几层甚至几十层细胞壁，才能到达溶剂界面； 从第2过程入手，可以进行搅拌，加快流体湍动，降低边界层厚度，从而加快界面传质；从第3个过程入手，可以选择合适的萃取溶剂，增加对有效组分的溶解能力。组织破碎提取法是20世纪90年代基于第1、第2个过程而提出的。

该法的特点：提取速度很快、室温提取无成分破坏、药材成分和溶剂适应范围广、节能环保等。影响提取效果的因素除了前面一般提取技术提到的参数外，

[16]

还需要考虑外力参数，如提取器内破碎刀具的内刀片转速等。

织破碎提取法是通过闪式提取器来实现的，适用于植物软、硬材料。由于完成一次提取一般在数秒至几分钟，其速度为传统提取方法的百倍以上，因此被称之为闪式提取器。闪式提取器的破碎刀头在设计方面既考虑到使药材达到适当颗粒度利于组织内外的平衡，又不至于因颗粒太细而影响下游的滤过。设计时将破碎颗粒范围控制在40～60目，由于颗粒细小，与适当溶剂混合，在高速搅拌与振动下，药材内部的化学成分在极短的时间转移至溶剂中并达到平衡，从而实现提取的目的。进行一次提取一般在1min左右，即可提取出药材中的70%的成分，滤过后可重复提取2次，依次得到剩余的20%和10%，如能在抽滤过程中以同样溶剂适当淋洗，可收到更好的效果[17]。

毕跃峰等[18]分别采用加热回流提取、超声波提取和组织破碎提取3种方法对丹参中丹参酮IIA（脂溶性成分）和丹酚酸B（水溶性成分）进行提取，比较不同的提取方法对丹参酮IIA和丹酚酸B量的影响。结果表明，组织破碎提取比加热回流提取、超声波提取得到的丹参酮IIA 和丹酚酸 B 量高，而且省时节能。 2.6半仿生提取法

半仿生提取法(Semi-bionic Extraction method,SBE法)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，模仿口服药物在胃肠道的转运过程，采用选定pH值的酸性水和碱性水，依次连续提取得到含指标成分高的活性混合物的中药和方剂的药效物质提取新技术[19]。

半仿生提取法的主要特点,一是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转运吸收的特点；二是在具体工艺选择上，既考虑活性混合成分又以单体成分作指标，这样不仅能充分发挥混合物的综合作用，又能利用单体成分控制中药制剂的质量；三是有效成分损失少。总之，它可以提取和保留更多的有效成分，能缩短生产周期，降低成本。

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。有研究以阿魏酸、苦参碱、苦参总碱及干浸膏为指标，采用半仿生提取法和水提取法对当归苦参丸的提取工艺进行比较研究，经4个指标综合评价发现,半仿生提取法优于水提取法。但目前半仿生提取法仍沿袭高温煎

煮方式,容易影响许多有效活性成分,降低药效。

因此,有学者建议将提取温度改为近人体温度,在提取液中加入拟人体消化酶活性物质,使提取过程更接近于药物在人体胃肠道的转运吸收过程,更符合辨证施治的中医药理论[20]。

林氏等[21]以小檗碱、黄芩苷、栀子苷、总生物碱、总黄酮的含量、干浸膏得率等为指标，采用半仿生法提取法对黄连解毒汤的最佳药材组合方式进行筛选，结果表明,黄连解毒汤以黄连、黄柏与栀子合煎，黄芩单煎的提取方式最佳。 2.7压榨提取

压榨法是靠机械外力的作用直接挤压植物组织，使细胞破裂，液体(油脂或汁液)流出。压榨法一般适用于多汁液或多油脂的植物。

压榨法按前处理和压榨时的温度的不同分为热榨和冷榨[22,23]。压榨提取前需热处理并且灶堂温度很高的称为热榨，无需加热处理且灶堂温度很低者称为冷榨。热榨一般出油率较冷榨高，但热榨对油的质量会有影响。按照挤压方式的不同可分为垂直压榨和螺旋压榨。垂直压榨是间歇式的生产，将物料放入灶堂然后加压，压榨完毕取出废料再进行下一次压榨；螺旋式压榨是一种连接生产，从进口不停的喂料，从出口放出废料。螺旋式压榨一般一次出油不全，可进行2次或3次重复压榨。

压榨提取在中药提取中的研究较少，主要是针对油量高的中药材，与传统溶剂萃取等方法相比，压榨提取不需溶剂，保持原汁原味，避免溶剂残留，产物更安全；压榨速度快，生产效率高；压榨工序少， 操作简单，减少后处理工序[24]。压榨提取与超临界萃到相比：生产设备简易，造价低；可进行连续生产，螺旋式压榨提高工作效率；加工能力强；生产成本低。

但是，压榨提取只适用于含油量较多的物料。中药材一般是“干组分”,含油量不是太多，在提取过程中可考虑用水蒸气润湿，提高榨出率。在挤压的过程中，会产生很多热量，可能会使热敏性成分失活和变质。压榨法收率较溶剂萃取法低。一般压榨提取之后，为了进一步回收有效成分，再进行溶剂萃取。压榨提取法技术比较成熟，中药提取生产中也经常使用，但应用不如在糖业、油脂业和纸业等普及[16]。

公谱等[25]采用自制的螺旋压榨机，分别对油棕果穗和果实进行提取，并对所得棕榈油的理化性质进行了检测。结果表明:先将果穗经过杀酵、脱果得到果实，再把果实捣碎、加热后榨取，有利于提高出油率；这对将来棕油小型提取设备和技术的研发具有一定的意义。 2.8连续逆流提取法

2.8.1连续逆流提取原理

连续逆流提取是指在提取的过程中，物料和溶剂同时连续运动，但运动方向相反。通过机械传输，连续定量加料，使物料和溶媒充分接触，设备内溶剂不断更新。

植物有效成分的提取过程是一个固液传质的过程，是固相原料向低浓度液相浸出的传质过程。传质过程一般可分为3个步骤：（1）溶剂到植物组织细胞内； 细胞内的溶质解析、溶解于溶剂；（3）溶质从细胞内部向外扩散。可见，植物和溶剂中有效成分的浓度差是影响提取过程的主要因素之一，浓度差越大，则浸出传质的推动力越大，传质的速度就越快，有效成分的浸出率越大。对于连续动态逆流提取来说，连续进液和连续出液的过程中，溶剂中存在连续的浓度梯度，从而使提取液可以获得比较快的浸出速度，也可以获得比较高的提取液浓度[26]。

2.8.2连续逆流提取的发展

近几年出现的槽式连续逆流提取机，拖链式连续逆流提取设备，螺旋式连续逆流提取设备等，其设备形状结构都是在一个平面内构成的，连续逆流提取是整机体积比较大，外观笨重，并且螺旋式逆流提取设备较长，占地面积比较大，这样由于设备长而电机的最大功率有限，导致一部分物料无法带动物料搅拌不均匀 提取率下降。

连续逆流提取技术在20世纪90年代开始应用植物提取后,逐步形成了适应不同提取物、不同溶媒提取的通用设备。通过选择不同提取管直径与长度可以满足不同提取产量的要求。从只能用于水提取,到能用乙醇、醋酸乙酯、三氯甲烷、石油醚等所有有机溶剂。全程实现连续化、自动化。目前,该技术已经成熟。还可以和其他诸如离心、超声等技术组合,效果更好[16]。

Kim等[27]对螺旋式连续逆流浸取器提取软木中的半纤维素糖进行研究,结果得出连续逆流浸取器不适合较小颗粒的物料,主要是固体物料吸附的溶剂量大,导致了底流反混量的增加,这样就造成浸取效率的降低。 3小结

除此之外，空气爆破提取法（AEE）、常温超高压提取法(UHPE)、免加热提取法（HFE）等其他的提取方法也得到了应用。研发理想的中药提取技术是生产安全、高效、稳定、可控的现代中药产品的关键。

目前应关注的问题是，提取新技术的研发多限于单味药，应加强复方中药提取适应性和药效等研究；提取机制认识方面，定性解释或推测较多，需要充分必要的证据支持；多数技术的成熟度还不高，缺乏足够的中试和工业数据支持，需要进一步加强这方面的研发；各种提取方法都有其优缺点，尚缺乏一种理想的中药提取方法；多是单个提取技术的研发，不同提取技术的集成和比较研究不够，缺乏与其他诸如分离技术等的集成研究，应引起重视。

中药提取技术有很多种，选择时应从药效、药理、工艺、工程、经济、环保、循环再利用等角度综合考虑为好。理想的中药提取技术应具有提取效率高、有效成分损失小、提取物临床疗效好且质量稳定、工艺简便且操作连续自动和安全、提取时间短、且经济、绿色和环保。