适用于大规模生产的中草药提取方法

 适用于大规模生产的中草药提取方法
药学（医药）专业 王凯伦
指导老师 肖琳
摘要：以中药提取方法的本质和影响提取作业的因素为理据，分析适用于大规模生产的提取方法，主要分析了回流法、滤过分离法、水提醇沉法、水蒸气蒸馏法、渗漉法。
关键词：中草药提取本质 中药提取方法
1.引言
近年来有关中药提取方法的论述有很多，然而有效成分的提取率仍然是现今国内中药制药工业现代化的瓶颈。尽管近年来国内在中药提取生产中推出了一些新工艺，如超声场强化提取、微波提取、超临界流体提取等，但当下的主流仍是浸提技术。浸提技术是应用溶剂提取固体原料中某一或某类成分的提取分离操作，又称固液萃取。目前在中药生产过程中，常用的中药浸提方法有煎煮法、浸渍法、渗漉法、回流法、水蒸气蒸馏法等。
面对众多中药提取方法如何抉择是一个复杂的问题，因为它牵涉到生产设备和生产条件等许多因素。加上如今中药提取的规模较大，尤其考虑到连续生产，即使在实验中取得成果，在实际情况下还要经过长时间的实践检验。还有前面提到过的提取新工艺，其提取物往往是化学结构明确的物质，与传统中药生产完全是两回事，所以生产传统中药的厂家下不了决心去尝试新工艺，生产者情愿随大流，以避免风险。
提取方法的不同，提取等量有效成分所需原料和能源也不尽相同，资源和能源对世界经济和人类生存环境的影响越来越被重视。可持续发展经济和资源节约型社会的概念已经被全世界广泛认同，中国也不例外。在市场竞争激烈异常的今天，生产成本的控制就是企业的生命，而对世界能源价格上涨的现实，生产者应该节约每一滴水，每一度电。中药生产厂家必须努力挑选出最好的中药提取方法，改变目前中药提取效率低、高能耗、高污染所造成的负面影响。[1-2]
2．选择原则
和所有的工程项目一样，选择中药提取方法必须要考虑的条件主要有： 被处理物料的性质、数量，产品的价值，操作人员的技术水平，现实的设备安装场地，生产成本的控制，投资的预算。所追求的目标也是最高的投资回报率，最低的能耗，最简单的操作，最理想的提取率。降低生产成本，提高产品质量，从而提升本企业的市场竞争力。[3]
3．中药提取本质
中药提取本质上是一种固液萃取作业，任何化工原理教科书和化工手册对固液萃取的机理都有详尽的阐明。为了便于分析国内中药厂现有提取装置的状况，有必要将其与中药提取有关的结论摘录于此。
（1）固液萃取的速度取决于二相接触介面的面积和吸附力，溶质扩散到介面的距离，溶剂的粘度和扩散系数、对溶质的选择性，萃取的温度、压力。
（2）固液萃取的萃取率取决于萃取时间、级数（同一份固相被萃取的次数）和溶剂的数量。
（3）在多级萃取作业中，固液萃取的级效率取决于固相底流的反混量，以及固液二相接触的均匀程度。
（4）萃取率既定时，多级固液萃取的溶剂使用量取决于萃取过程的形式：并流、错流或逆流。
（5）所谓并流是指被萃取的固体物料在每一级萃取作业中都被同一份溶剂萃取，液相的移动方向与固相在级间移动的方向相一致的作业方式。实际上是一种移动的单级萃取作业。为了保证最终的萃取推动力，萃取液成品的浓度必须相当低，所以整个萃取过程的溶剂需用量相当大。
（6）所谓错流是指被萃取的固体物料在每一级萃取作业中都使用新鲜溶剂进行萃取，每一级都要将固液二相分离。然后把这些浓度逐次降低的各级提取液混合在一起作为成品。
（7）所谓逆流是指被萃取的固体物料在每一级萃取作业中都是被来自下一级的萃取液所萃取，固液二相的移动方向是相逆的。新鲜的液相溶剂萃取最后一级固相渣滓，而最浓的萃取液成品萃取新鲜的固相物料。不仅可用最少的溶剂量维持各级萃取所需的推动力，而且可以获得浓度最高的萃取液成品。
4．中药提取方法
4.1回流法
回流法系指用乙醇等挥发性有机溶剂浸提药材成分，浸提液被加热，溶剂馏出后又被冷凝流回浸出器中浸提药材，这样周而复始，直至有效成分提取完全的方法。该法由于浸提液受热时间较长，故不适用于受热易破坏的药材成分的浸出。常用设备为多功能提取罐、索氏提取器。[4]
4.2滤过分离法
滤过分离法系指将混悬液通过多孔的介质（滤材），固体微粒被截留，液体经介质孔道流出，使固-液分离的方法。常用的滤过方法与设备如下所述。
（1）常压滤过： 指常压下滤过的操作。常以滤纸或脱脂棉作滤过介质，常用滤器为玻璃漏斗、搪瓷漏斗、金属夹层保温漏斗等。
（2）减压滤过： 指抽真空下滤过的操作。常用的滤器如布氏漏斗（铺垫滤纸或纸浆滤板）、砂滤棒（外包滤纸或丝绸布）、垂熔玻璃滤器（包括漏斗、滤球、滤棒）等。
（3）加压滤过：指加压下滤过的操作。例如板框压滤机，是由许多块"滤板"和"滤框"串连组成，适用于黏度较低、含渣较少的液体加压密闭滤过。
（4）薄膜滤过：指以薄膜为滤过介质，按薄膜所能截留的微粒最小粒径或相对分子质量，达到的滤过操作，可分为微孔滤膜滤过（微滤）、超滤、反渗透等。
微滤是指以微孔滤膜为滤过介质进行的滤过操作。微孔滤膜滤过具有以下特点：滤膜质地薄（0.1～0.15mm），孔径比较均匀，孔隙率高，故滤速快；滤膜对料液的吸附少；滤过时无介质脱落，对药液无污染。微孔滤膜的孔径范围为0.025～14μm，生产中主要用于精滤，如注射液的滤过。0.22μm以下孔径的滤膜可以滤除细菌。
超滤是指利用具有不同分子量截留值的薄膜作滤过介质，溶剂和小分子溶质可通过滤膜，大分子溶质被滤膜截留。所以，超滤是在纳米（Bin）数量级选择性滤过的技术。具有非对称结构的超滤膜孔径为l～20nm，主要滤除5～100nm的微粒。可用于中药注射剂的精制及除菌；蛋白质、酶、多糖类药物溶液的超滤浓缩等。[5-7]
4.3水提醇沉法
水提醇沉法（水醇法）系指在中药水提浓缩液中，加入乙醇使达不同含醇量，某些药物成分在醇溶液中溶解度降低析出沉淀，固液分离后使水提液得以精制的方法。一般操作过程是：将中药水提液浓缩至1︰1～1︰2（ml︰g），（溶液：溶质）药液放冷后，边搅拌边缓慢加入乙醇使达规定含醇量，密闭冷藏24～48h，滤过，滤液回收乙醇，得到精制液。操作时应注意以下问题：①药液应适当浓缩，以减少乙醇用量。但应控制浓缩程度，若过浓，有效成分易包裹于沉淀中而造成损失。②浓缩的药液冷却后方可加入乙醇，以免乙醇受热挥发损失。③选择适宜的醇沉浓度。一般药液中含醇量达50％～60％可除去淀粉等杂质，含醇量达75％以上大部分杂质均可沉淀除去。④慢加快搅。应快速搅动药液，缓缓加入乙醇，以避免局部醇浓度过高造成有效成分被包裹损失。⑤密闭冷藏。可防止乙醇挥发，促进析出沉淀的沉降，便于滤过操作。⑥洗涤沉淀。沉淀采用乙醇（浓度与药液中的乙醇浓度相同）洗涤可减少有效成分在沉淀中的包裹损失。[8]
4.4水蒸气蒸馏法
水蒸气蒸馏法系指将含有挥发性成分的药材与水共蒸馏，使挥发性成分随水蒸气一并馏出，经冷凝分取挥发性成分的浸提方法。该法适用于具有挥发性、能随水蒸气蒸馏而不被破坏、在水中稳定且难溶或不溶于水的药材成分的浸提。水蒸气蒸馏法可分为共水蒸馏法、通水蒸气蒸馏法、水上蒸馏法。为提高馏出液的浓度，一般需将馏出液进行重蒸馏或加盐重蒸馏。常用设备为多能提取罐、挥发油提取罐。[9]
4.5渗漉法
渗漉法是将适度粉碎的药材置渗漉筒中，由上部不断添加溶剂，溶剂渗过药材层向下流动过程中浸出药材成分的方法。渗漉属于动态浸出方法，溶剂利用率高，有效成分浸出完全，可直接收集浸出液。适用于贵重药材、毒性药材及高浓度制剂；也可用于有效成分含量较低的药材提取。但对新鲜的及易膨胀的药材、无组织结构的药材不宜选用。该法常用不同浓度的乙醇或白酒做溶剂，故应防止溶剂的挥发损失。
（1）单渗漉法：指用一个渗漉筒的常压渗漉方法。操作过程是：①粉碎药材：粉碎度应适宜，一般以粗粉或最粗粉为宜。过细易堵塞；过粗不易压紧，溶剂消耗量大，浸出效果差。②润湿药粉：药粉应先用适量浸提溶剂润湿，使之充分膨胀，避免在渗漉筒中药粉膨胀而造成堵塞。③药粉装筒：渗漉筒底部装假底并铺垫适宜滤材，将已润湿膨胀的药粉分次装入渗漉筒，应松紧适宜，均匀压平，上部用滤纸或纱布覆盖，并加少量重物，以防加溶剂时药粉浮起。④排除气泡：打开渗漉液出口的活塞，从药粉上部添加溶剂至渗漉液从出口流出，溶剂浸没药粉表面数厘米，关闭渗漉液出口。⑤药粉浸渍：一般提渍24～48h，使溶剂充分渗透扩散。⑥渗漉：打开渗漉液出口接收漉液，漉液流出速度以1000g药材计算，通常每分钟1～3ml。渗漉过程中应不断补充溶剂。使溶剂始终浸没药粉。
（2）重渗漉法：是将多个渗漉筒串联排列，渗漉液重复用作新药粉的溶剂，进行多次渗漉以提高渗漉液浓度的方法。重渗漉法溶剂利用率高，浸出效率高。渗漉液中有效成分浓度高，可不必加热浓缩，避免了有效成分受热分解或挥发损失。但所占容器多，操作较麻烦。主要设备为渗漉筒。[10-11]
5．结语
由于在提取的过程中，影响最终效果的主要工艺因素有温度、溶剂浓度、提取时间、药材颗粒大小等，对于不同的药材的提取对象和提取部位，这些参数影响的方式和程度显然不同。因此，为了找到更适合的、提取效率更高的、更安全的提取条件，我们需要从这些现有的方法中寻找思路，探索出更加优化的提取工艺，从而实现改善中药提取物质量，节约药材资源。
6.参考文献
[1].孙培冬,瞿冬梅. 从中草药大黄中提取化妆品防腐剂的研究[J]. 2009.
[2].陈尚鑫,袁圆. 中药提取工艺研究概述[J].2013.02 ,4(06): 75-76.
[3].肖光绪. 浅谈中药提取方法[J]. 2013 , 21: 16—17.
[4].李安杰. 中药提取工艺对药品质量的影响[J]. 2013, 19: 120.
[5].杨霞，范圣此. 中药提取方法研究进展[J]. 2012 , 8(08): 194-195.
[6].白波，徐明月. 中药提取工艺技术分析[J]. 2012 , 19 : 76.
[7].李宏良，王守旭，郑家富等. 膜滤技术用应于中药提取过程的研究[J]. 2012.06
[8].黄丰 , 戴延凤. 浅谈中药提取分离方法与发展趋势[J]. 2012 ， 16：326-328
[9].周俊培. 综述传统中药提取装置[J]. 2009, 30(5) : 34-39.
[10].张洪飞.中药前处理、提取浓缩及分离设备与工艺[J]. 2010 ,8: 1-10
[11].李金麟 ,宗宪明. 中药提取技术探析[J]. 2010 ,09: 169-170.