第六章-中药的浸提、分离与精制

第六章中药的浸提、分离与精制一、药材成分与疗效有效成分、辅助成分无效成分、组织物质第一节概述1.有效成分有效成分是起主要药效的物质，一般化学上的单体化合物，能用分子式和结构式表示，并具一定的理化性质，如生物碱、苷等。中药复方复杂：有效部位2.辅助成分系指本身无特殊疗效，但能增强或缓和有效成分作用的物质，或提有利于有效成分的浸出或增强制剂稳定性的物质。如大黄鞣质麦角中的蛋白分解成组胺、乙酰胆碱等，增强麦角生物碱的缩宫3.无效成分系指无生物活性，不起药效的物质。如蛋白质、脂肪等。4.组织物质是指一些构成药材细胞或其他的不溶性物质，如纤维素、栓皮、石细胞等。第二节中药的浸提浸出过程：浸提是采用适当的溶剂和方法使药材所含的有效成分或有效部位浸出的操作。主要是动植物药材1）浸润、渗透阶段2）解吸、溶解阶段3）扩散阶段4）置换浸出阶段传质过程：溶质药材固相溶剂液相（一）浸润、渗透阶段：溶剂进入细胞内浸出溶剂极性（水、乙醇）非极性药材性质糖、蛋白质脂肪油、蜡质（干燥）一、中药浸提的过程（溶剂润湿药材，渗入细胞）附着力﹥内聚力表面活性剂，易润湿。脱脂、脱蜡药材先行干燥（非极性溶剂提取）（二）解吸、溶解阶段有效成分从组织中解吸、溶解溶剂不同，溶解成分不同溶剂进入细胞后，可溶性成分逐渐溶解，转入溶液中或膨胀变成凝胶。浸出过程3）扩散阶段：细胞内（浓度高、渗透压高）浓度差、渗透压差（Fick’s方程）溶剂（动态平衡）Fick’s第一扩散公式Ds=-DFdtdcdxD=×RTN16πγη用新鲜溶剂、低浓度浸出液置换高浓度浸出液。提高浓度梯度，加快浸出速度4）置换浸出阶段二、影响浸出的因素1.药材粒度药材粗，表面积小，浸出效率低，太细，浸出杂质多。药材的性质、浸出溶剂、浸出方法。水（膨胀）粗粉，乙醇：中等粉，含粘性物药材：粗粉；坚硬药材：细粉，疏松药材：粗粉。2、药材成分：大分子成分易于浸出，小分子成分主要在最初部分浸出液内。3.浸出时间浸出时间,浸出量(扩散平衡)4.浸出温度:微沸…（温度，溶解,扩散，浸出；蛋白质凝固、酶破坏，制剂稳定性热敏感药材,温度5.浓度梯度浓度梯度，浸出速度。6.浸出溶剂有效成分的溶解，常用：水、乙醇，溶剂pH值：浸出、稳定性。6.浸提压力：组织坚实的药材，压力，润湿，浸出7.新技术的应用:超声波三、常用浸提溶剂浸出溶剂：浸出有效成分，无效成分，安全无毒，价廉易得。浸出辅助剂：提高浸出效果（酸、碱、表面活性剂等）混合溶剂。1、水：离子水、蒸馏水最常用，但选择性差，霉变：（生物碱盐、苷、氨基酸、蛋白质、鞣质、树胶）2.乙醇：防腐不同浓度乙醇可选择浸出不同有效成分，90％以上：挥发油、树脂、内酯等，50％～70%：生物碱、苷类，用50％以下：葸醌类化合物等。3.其他浸出溶剂：氯仿、乙醚、石油醚：非极性有机溶剂，脂肪油、挥发油、蜡质、生物碱及某些苷。有效成分的提纯、精制，脱脂或脱蜡。四、浸提辅助剂系指为提高浸提效能，增加浸提成分的溶解度，增加制剂的稳定性，以及去除或减少某些杂质，特加于浸提溶液中的物质。常用的浸提辅助剂有酸、碱及表面活性剂等。1、酸加酸目的：a、促进生物碱的浸出；b、提高部分生物碱的稳定性；c、便于用有机溶济浸提；d、除去酸不容性杂质。常用酸：硫酸、盐酸、醋酸、酒石酸、枸橼酸等。2、碱：（不如酸普遍）目的：增加有效成分的溶解度和稳定性（防水解）。如碱性水溶液可溶解内酯、蒽醌及其苷、香豆精、有机酸、某些酚性成分。常用的碱为氢氧化铵（挥发性弱碱，对成分破坏作用小，易于控制其用量）对特殊浸提，常选用碳酸钙、氢氧化钙、碳酸钠等。3、表面活性剂能降低药材与溶剂间隔界面张力，使润湿角变小，促进药材表面的润湿性，利于某些药材成分的提取五、常用浸提方法与设备煎煮法、浸渍法、渗漉法、回流法水蒸汽蒸馏法、超临界流体提取法、超声波提取法等1、煎煮法：药材加水煮沸，去渣取汁药材适当粉碎加水浸泡微沸一定时间分离煎煮液药材煎煮2-3次过滤煎煮液浓缩至规定浓度制成各种制剂1、煎煮法适用范围有效成分溶于水对湿、热稳定缺点•杂质多•易霉变2、浸渍法是用定量的溶剂，在一定的温度下，将药材浸泡一定的时间，以提取药材成分的一种方法。冷浸法热浸渍法重浸渍法2、浸渍法加盖、搅拌、3-5天、滤过应用：粘性、新鲜、挥发性药材无须浓缩、时间长、效率差（贵重、含量低）不适用于：贵重药材、毒性药材及高浓度的制剂冷浸法のプロッセス薬材を一定大きさに加工規定量溶媒浸出槽/攪拌澄明液ろ過上清液除渣液合并/静置残渣除去上清液浸出方法:攪拌一回/日、7日後攪拌一回/周,浸出30日以上。濃縮温浸法の製造プロッセス薬材を一定大きさに加工規定量溶媒浸出槽/攪拌澄明液ろ過上清液除渣液合并/静置残渣除去上清液浸出方法:温度：４０－６０℃、浸出30日以上。濃縮浸出工艺、设备单级浸出工艺：溶剂一次加入，多级浸出工艺：溶剂分次加入，连续逆流浸出工艺：1.浸出效率高2.浸出液浓度高3.浸出速度快3.渗漉法是将药材粗粉置渗漉器内，溶剂连续地从渗漉器的上部加入，渗漉液不断地从其下部流出，从而且浸出药材中有效成分的一种方法。动态浸出：在渗漉器上部连续添加浸出溶剂，自下部收集浸出液分类单渗漉法重渗漉法加压渗漉法逆流渗漉法3.1、单渗漉法操作流程：药材粉碎→润湿→装于渗漉器→排除气泡→浸渍→渗漉→收集渗漉液パーコレーション法原料生薬をパーコレーターに装入し、浸出溶媒を上から加入し、生薬層を通過して、下流する同時に浸出が行う操作。パーコレーたーの形は：円錐形、円筒形及び漏斗形である。具体的操作は自分で読んで下さい。生薬抽出液溶媒3.2重渗漉法重渗漉法是将渗漉液重复用作新药粉的溶剂，进行多次渗漉以提高浸出液脓度的方法3.3加压渗漉法加压渗漉法总提取液浓度大，溶剂耗量小，对下一道浓缩工序、回收溶剂等很有利。3.4逆流渗漉法是药材与溶剂在浸出容器中，沿相反方向运动，连续而充分地进行接触提取的一种方法。3.5、渗漉法应用特点浓度梯度大，浸出效果好溶剂利用率高贵重、含量低的药材不适用：新鲜的及易膨胀的药材、无组织结构的药材慢速浸出：1-3ml/min，快速：3-5ml/min。是用乙醇等挥发性有机溶剂提取，提取液被加热，挥发性溶剂馏出后又被冷凝，重复流回浸出器中浸提药材，这样周而复始末，直至有效成分回流提取完全的方法。4、回流法4、回流法操作流程：药材→粉碎→浸泡润湿→回流→回收溶剂→浓缩提取液。挥发性溶剂，乙醇、乙醚、氯仿等反复套用溶剂，适用范围：挥发性、不溶于水的5.水蒸气蒸馏法适用于具挥发性的可随水蒸气蒸出的组分的测定。麻黄碱、槟榔碱、丹皮酚、挥发油6.超声提取法利用超声波的助溶作用进行提取，超声波振荡器（超声波清洗器）简便省时提取率高1.原理超声波在液体中以疏密相间的形式向物体辐射，出现“空化”现象（气泡的形成、产生及破裂现象），形成超过1000个大气压的冲击力。2、超声波提取的特点利用超声波的空化作用、机械作用、热效应等增大分子运动频率和速度，增加溶剂穿透力，提高有效成分浸出率，具有省时、节能、提取效率高等优点。7.超临界流体萃取（SFE法）当压力和温度超过气体的临界点时所形成的单一相态超临界流体。是一种处于超临界点之上的流体，是介于气体与液体之间的一种物相，兼有气体与液体的一些特性。气体超临界流体气体T↓压力↑T↑压力↓CO2的临界点：Pc=7.38×103KpaTc=31.1℃水的临界点：Pc=22.08×103Kpa（218大气压）Tc=374℃SFE工艺流程超临界CO2提取优点：（1）高密度密度，低黏度和扩散系数大；（2）临界点低，适用于热敏性化合物的提取和纯化（3）可提供惰性环境，避免产物氧化，不影响萃取物的有效成分（4）萃取速度快，无毒，不易然，使用安全不污染环境。（5）无溶剂残留，无硝酸盐和重金属离子。（6）只适合于提取亲脂性、分子量小的物质，对大分子及极性化合物需夹带剂。第三节中药提取液的分离与精制一、分离（一）定义：将固体-液体非均相体系用适当方法分开的过程称为固-液分离。（二）分类1.沉降分离法固体物与液体介质密度相差悬殊，固体物自然下沉，用虹吸法吸取上层澄清液，使固体与液体分离的一种方法。该方法对料液中固体物含量少、粒子细而轻者不宜使用。2.离心分离法是利用混合液中不同物质密度差来分离料液的一种方法。离心分离的力为离心力3.滤过分离法是将固-液混悬液通过多孔的介质，使固体料子被介质截留，液体经介质孔道流出，而实现固-液分离的方法。3.1滤过机制过筛作用：料液中大于滤器孔隙的微粒全部被截留在滤过介质的表面，如薄膜滤过。深层滤过：微粒截留在滤器的深层，如砂滤棒、垂熔玻璃漏斗等称为深层滤器。3.2滤过方法与设备（1）常压滤过：玻璃漏斗、搪瓷漏斗、金属夹层保湿漏斗。（2）减压滤过：布氏漏斗、垂熔玻璃器。（3）加压滤过：压滤器和板框压滤机。（4）薄膜滤过：是利用对组分有选择透过性的薄膜，实现混合物组分分离的一种方法。微孔滤膜滤过、超滤二、精制精制是采用适当的方法和设备除去中药提取液中杂质的操作。常用的方法有：水提醇沉淀法、醇提水沉淀法、超滤法、盐析法、酸碱法、澄清剂法、透析法、萃取法等。（一）水提醇沉淀法：是先以水为溶剂提取药材有效成分，再用不同浓度的乙醇沉淀去除提取液中杂质的方法。1、工艺设计依据：①根据药材成分在水和乙醇中的溶解性；②根据工业生产的实际情况。2、操作要点：将中药材饮片先用水提取，加入适量乙醇，静置冷藏适当时间，分离去除沉淀，回收乙醇，最后制成澄清的液体。（1）药液的浓缩——可减少乙醇的用量（2）加醇的方式——分次醇沉或以梯度递增方式逐步提高乙醇浓度的方法进行醇沉，有利于除去杂质。（3）醇量的计算（4）冷藏与处理——温度不能太高，俟含醇药液慢慢降至室温时，再移到冷库中。（二）醇提水沉淀法它是先以适宜浓度的乙醇提取药材成分，再用水除去提取液中杂质的方法。（三）盐析法是在含某些高分子物质的溶液中加入大量的无机盐，使其溶解度降低沉淀析出，而与其他成分分离的一种方法。1、基本原理——高浓度的盐才能降低蛋白质的溶解度，使之沉淀；2、常用盐与浓度表示法——中性盐有硫酸铵、硫酸钠、氯化钠等。（四）酸碱法是针对单体成分的溶解度与酸碱度有关的性质，在溶液中加入适量酸或碱、调节PH值至一定范围，使单体成分溶解或析出，以达到分离目的方法。（五）其他1、大孔吸附树脂：离子交换树脂分为凝胶型和大孔型两种2、澄清剂：降低药液黏度，能吸附，包合固体微料，经滤过除去沉淀物而获得澄清药液的一种方法。3、透析本法是利用小分子物质在溶液中可通过半透膜，而大分子物质不能通过的性质，借以达到分离的一种方法。中药动态提取技术将用于提取的药材先处理成约0.5～1.0厘米大小，将其放入预热水中浸润30分钟，随后在95℃～98℃下搅拌提取1小时，再进行离心过滤、压榨、合并滤液、浓缩。动态提取工艺的特点是在增加药材比表面积的情况下，利用机械手段，采用强制循环方式，以增加固-液相接触。在动态提取过程中，药材与溶剂之间始终保持相对浓度差，因此可提高药材中的溶质向溶剂的溶出效率。目前，动态提取方式主要有由上至下强制循环顺流式和由下至上强制循环逆流式。现代中药连续生产线的流程图