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超临界萃取技术在中医药方面的应用

来源:未知 作者:海恒科研仪器 发布时间:2021-09-01 次浏览

超临界流体萃取技术,尤其是二氧化碳超临界流体的萃取作为一种新型的、环保型的工艺技术应用于各个领域。但仍然具有其一定的局限性。如对设备的需求,超临界流体萃取的操作需...

    中草药是中华民族传统医药的宝贵财富,我国中草药从种类及使用经验在世界范围内均居于领先地位,随着我国加入WTO,我国中医药业的发展面临新的挑战。人们长期利用传统技术来提取中草药有效成分,该过程存在有效成分损失大、流程复杂、周期长、产物纯度低等缺点。近年来随着分离纯化工艺的不断发展在中草药有效成分提取方面出现了一些更为先进的生产工艺,超临界萃取有效解决了传统工艺的不足,并有助于实施GMP生产,有利于我国中药产品走向国际市场。
一、超临界流体萃取的概述
1.超临界流体萃取
    超临界流体(SupercriticalFluid,SCF)是指温度和压力均处于临界值以上,且介于气体和液体之间的一种特殊流体,不仅具有类似气体易扩散和流动的特点,而且具有像液体一样较大溶解度的特点。超临界流体萃取是近二、三十年发展起来的利用超临界流体的性质建立的化工萃取分离技术,它是以超临界流体为提取剂,在接近临界温度(Tc)和临界压力(Pc)的状态下,能过改变体系温度和压力的变化,使溶解度发生巨大变化来实现对物质有效成分的提取分离。而在中药有效成分分离中常用的是超临界CO2流体萃取(SFE-CO2)。CO2的临界温度和临界压力分别为31.3℃和7.38MPa,当处于该临界点以上时,流体性质会发生改变,此时的CO2具有气体和液体的双重性质。它是一种优良的溶剂,能通过分子间的相互作用和扩散作用,可溶解多种物质,然后分离其中的有效成分。
2.超临界流体萃取的优点
    超临界流体萃取技术与传统的萃取分离相比有以下的优点:
(1)超临界流体萃取技术进行萃取分离时,通常是在较低温度下进行,因而更有利于分离有效成分中的热敏性物质。而用一般的蒸馏方法分离含热敏性组分的原料,会导致原料的分解变性等;
(2)超临界技术萃取过程稳定性好、临界温度接近常温、无毒、无腐蚀性以及不会造成溶剂残留,且不会造成环境污染的物质,实现了绿色生产;
(3)超临界流体具有优良的传递性能和较强的渗透力,有利于快速萃取和分离。
(4)超临界萃取过程具有提取和精馏双重性,可以分离某些难以分离的物质,同时可以简化产物的分离,还可以将反应和分离耦合起来,减少设备的要求。
二、超临界流体萃取在中药提取中的应用
    超临界流体萃取技术在中药有效成分的提取运用中由于种种原因依然处于实验阶段,还未广泛的应用于制药企业。以下将简单介绍几种中药成分的提取。
1.挥发性油的提取。
    超临界萃取在中药材的提取中首先应用于挥发性油类。挥发油是药品中一类重要的活性成分,如当归油可以镇痛。挥发油类成分的分子量比较小且具有亲脂性和低沸点的性质,传统提取方法如水蒸气蒸馏法等可使其中一些不稳定挥发油成分受热变性等,从而影响产品品质。SFE能够很好的解决这个问题,而CO2由于其低临界温度和低临界压力且无毒、无味、惰性等特点成为挥发油SFE应用广泛的临界液体之一。
2.黄酮类的提取
    黄酮类化合物广泛存在于植物中(大约有20%的中药含有黄酮类化合物),具有多方面的生物活性,如葛根总黄酮具有扩张冠状血管,解肌退热等功效。它是一类相对分子质量较低的天然药物成分。传统的提取方法有醇提、碱水、碱醇、热水等,这些方法明显存在排污量大、提取效率低、分离过程麻烦、成本高等缺点。邓启换等在运用超临界萃取银杏叶中的银杏黄铜和内酯有效成分,得率高出传统的溶剂萃取法两倍。
3.香豆素类的提取
    香豆素传统方法为溶剂法结合层析、多次萃取等,而利用CO2-SFE可通过多级分离,可与超临界流体萃取结合而得到有效成分很高的萃取物对于分子量大或极性强的成分。严优芍等人利用CO2-SFE提取补骨脂中总香豆素的条件为:萃取压力35MPa,萃取温度62℃,萃取时间3h,解析压力8Mpa,解析温度60℃。在的提取条件下,总香豆素得率验证值为0.812%,而理论值为0.822%,由此表明CO2-SFE能提取补骨脂中总香豆素。
4.萜类的提取
    青蒿素来自于菊科植物黄花蒿的一种倍半萜内酯类成分,是我国得到国际承认的抗疟疾新药。传统的汽油法提取收率较低,成本高、存在易燃易爆等危险,用超临界流体萃取工艺生产青蒿素,其产品收率提高1.9倍,生产周期缩短约100h,成本降低447/kg,避免了传统方法中的危险,同时也减少了废液的排放。
5.生物碱的提取
    基于生物碱的化学性质和存在特点,用纯CO2往往难以将其提出,故在提取前需用氨水等碱性剂碱化,使之全部转化为游离碱,同时还要使用适当的提携剂以增强流体的溶解能力或提高选择性。因此,CO2-SFE法目前对大多数生物碱的提取尚不是一种很有效的方法。Sutot等利用SFE—离子对色谱法提取定量分析了黄柏中的小聚碱和巴马亭,结果表明,夹带剂甲醇的浓度从10%增至15%,对生物碱的萃取率有明显改善,并且这种提取分析方法快速,共需要20分钟即可全部完成。
三、展望
    超临界流体萃取技术,尤其是二氧化碳超临界流体的萃取作为一种新型的、环保型的工艺技术应用于各个领域。但仍然具有其一定的局限性。如对设备的需求,超临界流体萃取的操作需要在高压下运行,故而对设备的耐压性要求较高,以及操作过程的安全性要有保障。超临界流体对于一些极性很大的有效分子仍无能为力。研究者现在正在将超临界萃取技术与其他技术结合使用开辟新的领域。因此超临界流体萃取在中药制药领域仍有待进一步的研究。
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