1、中药有效成分提取分离技术,第一章 中药有效成分的提取方法,一、中药中的有效成分中药的化学成分比较复杂，每种中药中都含有多种成分，但并不是每种成分都能起到防治疾病的效果。通常将中药含有的成分分为：有效成分和无效成分两大类。无效成分是相对于有效成分来说的，或者是到目前还没有发现它具有显著生物活性（无生理活性，在临床上没有医疗作用的成分）。植物普遍含有，如糖类、纤维素、无机盐、蛋白质等物质。,有效成分是被证明具有医疗效用或生物活性的物质。但是其含量往往很低。如，长春花为降压镇静药，全株含生物碱约1%，从中已分离出60余种生物碱，其中长春新碱为治疗恶性肿瘤的有效成分，但含量只有百万分之三；治疗血管性痴
2、呆的活性成分雪花莲胺碱（加兰他敏），在石蒜的鳞茎中含量甚微，在其他3种石蒜属植物中含量也较低，在忽地笑中含量为0.034%，换锦华中含量为0.026%，鹿葱中含量为0.01%。,二、提取分离中药中的有效成分的意义,总之，提取、分离中药的有效成分，是中药研究工作的关键之一。,三、提取方法 不同的中药材，成分不同，提取的方法也应不同。设计合理的提取方法、正确的操作不但能提取出有效成分，而且还有利于下一步的分离纯化。中药有效成分的提取方法主要有经典的溶剂提取法，其次还有水蒸气蒸馏法、升华法、压榨法等。,第一节 溶剂提取法 一、原理溶剂提取法是根据中草药中各种成分在不同溶剂中的溶解度不同，选用对有效成
3、分溶解度大，对杂质成分（不需要成分）溶解度小的溶剂，将有效成分从药材组织内溶解出来的方法。,二、具体操作：根据所要提取的成分的性质，选择合适的溶剂，加到适当粉碎过的中草药原料中，溶剂由于扩散、渗透作用会逐渐通过细胞壁透入到细胞内，溶解可溶性物质，造成细胞内外的浓度差，于是细胞内的浓溶液不断向外扩散，细胞外的溶剂则不断进入药材组织细胞中，如此往返多次，直至细胞内外溶液浓度达到动态平衡时，将此饱和溶液滤除，浓缩；继续往过滤后的药渣中加入新溶剂，重复以上过程，反复多次就可以把所需要的成分近于完全溶出或基本溶出，合并所有的浓缩液，即为含有所需有效成分的混合液。,三、溶剂的选择1、常见的溶剂可以分为三大
4、类：水；亲水性有机溶剂；亲脂性有机溶剂。2、中草药的化学成分（包括被溶解的成分）也有亲水性和亲脂性的不同。亲水性、亲脂性及其大小与化合物的分子结构有关。,植物中的亲水性成分有蛋白质、单糖、及低聚糖、氨基酸、水溶性有机酸、水溶性色素、生物碱等；亲脂性成分有游离生物碱、非水溶性有机酸、树脂、脂溶性色素、油脂、蜡等。,3、溶剂的选择选择适当溶剂是溶剂提取法的关键。要做到最大限度的将有效成分从药材中提取出来，首先需遵循“相似相溶”的原理。另外还要注意： 溶剂对有效成分溶解度大，对杂质溶解度小。 溶剂不能与中药成分起化学变化。 溶剂要经济、易得、使用安全、易于回收等。,、水亲水性成分。有时为了增加某些成
5、分的溶解度，也常采用酸水及碱水作为提取溶剂。如：多数游离的生物碱是亲脂性化合物，不溶或难溶于水，但与酸结合成盐后，能够离子化，加强了极性，变为亲水性的物质，所以通常用酸水提取生物碱；对于有机酸、黄酮、蒽醌、内酯、香豆素以及酚类成分，常采用碱水提取，可使成分易于溶出。,用水作溶剂提取也存在一些问题：易酶解苷类成分，且易霉坏变质； 对于含果胶、黏液质类成分较多的中草药，其水提取液常呈胶状，很难过滤；含淀粉多的中草药，沸水煎煮时，淀粉可被糊化，过滤困难，所以不宜磨成细粉水煎；含皂苷成分较多的中草药，水提液在减压浓缩时，常会产生大量泡沫，浓缩困难。,、亲水性的有机溶剂能与水混溶的有机溶剂，如乙醇、甲醇
6、、丙酮等。乙醇虽易燃，但毒性小，价格便宜，来源方便，有一定设备即可回收反复使用，且乙醇的提取液不易发霉变质。因此乙醇是实验室和工业生产中应用范围最广的一种溶剂。甲醇的性质虽和乙醇相似，但因为有毒性，所以少用。,亲脂性的有机溶剂与水不能互溶的有机溶剂，如石油醚、苯、氯仿、乙醚等。这些溶剂的选择性能强，不能或不容易提出亲水性杂质，易提取亲脂性的物质。,这类溶剂易挥发，多易燃（氯仿除外），一般有毒，价格较贵，设备要求也较高，操作需要有通风设备；透入植物组织的能力较弱，往往需要长时间反复提取才能提取完全。药材中水分的存在，会降低这类溶剂的穿透力，很难浸出其有效成分，影响提取率，因此对原料的干燥程度要求
7、较高。因此，在大量提取或工业生产时，直接应用这类溶剂有一定的局限性。,四、提取方法常用的提取法有浸渍法、渗漉法、煎煮法、回流提取法及连续回流提取法。 1、浸渍法此法适用于有效成分遇热易挥发和易破坏的中草药的提取。按溶剂的温度分为热浸、温浸、冷浸等。,操作：现将中草药粉或碎片装入适当的容器中，然后加入适宜的溶剂，浸渍药材以溶出其中有效成分。特点：简单易行，但提出率较低。最好采用二次、三次浸渍，以减少损失，提高提取率。如果溶剂为水的话，需加入适当的防腐剂。,2、渗漉法操作：将中草药粉末装在渗漉器中使药材浸渍2448小时膨胀，然后不断添加新溶剂，使其自上而下渗过药粉，从渗漉筒下端出口流出、收集浸出液
8、。当溶剂渗进药粉溶出成分比重加大而向下移动时，上层的溶液或稀浸液便置换其位置，造成良好的浓度差，使扩散能较好地进行，故浸出效率较高，当浸出液很浅时提取基本完全。但溶剂消耗量大、费时长。,渗漉装置,3、煎煮法此法是我国最早使用的传统的浸出方法。操作：将中药粗粉加水加热（加热时最好时常搅拌，以免局部药材受热容易焦糊）煮沸，将中药成分提取出来。一般药材易煎2次。所用容器一般为陶器、砂罐或铜制、搪瓷器皿，不宜用铁锅，以免药液变色。,特点：此法简便，能煎出大部分有效成分，但煎出液中杂质较多，且容易发生霉变，一些不耐热挥发性成分易损失。因此含挥发性成分及有效成分遇热易破坏的中药不宜用此法，对含有多糖类中药
9、，煎煮后，药液比较粘稠，过滤比较困难。,4、回流提取法如用易挥发的有机溶剂加热提取中药成分时，则需采用回流提取法以减少溶剂消耗，提高浸出效率。但受热易破坏的成分不宜用此法，且溶剂消耗量仍大，操作亦麻烦。 此法提取效率较冷浸法高，但是由于操作的局限性，大量生产中多采用连续提取法。,（5）连续提取法：为了弥补回流提取法中需要溶剂量大、操作较烦的不足，可采用连续提取法。实验室常用脂肪提取器或索氏提取器。此法需要溶剂量较少，提取成分也比较完全，但一般需数小时（提取液受热时间长）才能完成，因此对热不稳定易变化的成分不宜用此法。 尽管如此，在应用挥发性有机溶剂提取时，不论小型实验或大型生产均以连续提取法为
10、好。,索氏提取器,6、酶法提取中草药的细胞壁是由纤维素构成的，而植物的有效成分往往包裹在细胞壁内，酶法就是利用纤维素酶、果胶酶、蛋白酶等（主要是纤维素酶），破坏细胞壁，以利于有效成分最大限度的溶出。,有文献报道日本高根芳春提出了用酶法提取银杏叶有效成分的方法。该法通过加入糊精及对葡萄糖残基有转移作用的葡萄糖甙酶或转糖甙酶，使油溶性或难溶于水或不溶于水的有效成分，转变成易溶于水的成分而提取出来。经分光光度法测定，其总黄酮含量为13.6%，黄酮提取率为0.38%，与未经转糖甙反应的实验（总黄酮提取率为0.22%）比较，总黄酮提取率提高了0.16%。采用该法能同时提取出银杏叶中水溶性和脂溶性有效成分
11、，使有效成分的提取率提高。且使转化为糖甙后的脂溶性成分在体内的吸收率大为提高。, 药材预处理 为利于酶解，需对药材进行预处理。如用球磨机作预处理，粉碎颗粒越细，越易悬浮在酶解液中，增加有效面积而易被酶水解，加快水解速度。 pH、温度及酶解作用时间 根据所提取的中药材的品种及所使用的酶的种类不同，酶解时的最适pH及最适温度会有所不同，应根据实验来确定最佳值。此外，酶解作用时间也是直接影响提取效果的因素。为得到所需的酶解产物，需要控制好酶的作用时间。,酶法提取是一项很有前途的新技术，在中药的提取制备中，取得了较好的效果。但该技术也存在着一定局限性。酶法提取对实验条件要求较高，为使酶发挥最大作用，需
12、先通过实验确定通过最适温度、pH及最适作用时间、酶的浓度、底物的浓度、抵制剂和激动剂等。但随着对该技术的不断研究应用，酶法作为新技术将为中药的提取提供一种新途径。,五、影响提取效率的因素溶剂提取法的关键是选择合适的溶剂和提取方法，但在操作过程中，还受其他因素的影响。1、原料的粒度粉碎是中药前处理过程中的一个必要环节，通过粉碎可增加药物的表面积，促进药物的溶解与吸收，加速药材中有效成分的浸出。但粉碎过细，药粉比表面积太大，吸附作用增强，反而影响扩散速度，尤其是含蛋白、多糖类较多的中药，粉碎过细，用水提取时容易产生粘稠现象，影响提取率。,原料的粉碎度应考虑选用的溶剂和药用部位。如果用水提取，最好采
13、用粗粉，用有机溶剂时可略细；原料为根茎类最好采用粗粉，全草类、叶类、花类等可用细粉。,2、提取的温度温度增高可以提高提取效率，但是杂质的提出也相应增加。过高的温度会使有些有效成分氧化分解而遭到破坏。一般加热到60为宜，最高不宜超过100 。,3、提取的时间在药材细胞内外有效成分的浓度达到平衡以前，随着提取时间的延长，提取的量也随着增加。因此，提取的时间没必要无限延长，只要合适、提取完全就行。,第二节 水蒸气蒸馏法,水蒸气蒸馏法是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。当馏出液由浑浊变为澄清时，表示蒸馏已基本完成。该法适用于具有挥发性、难容
14、或不溶于水、与水不会发生反应、能随水蒸气蒸馏而不被破坏的中草药成分的提取。如，麻黄碱就可以用此法直接从麻黄中蒸馏出来，这个方法主要用于挥发油的提取。,第三节 升华法有些固体物质受热后会直接汽化，遇冷后又凝固为原来的固体化合物，该现象称之为升华。对于具有升华性质的有效成分，可采用升华法提取。如从樟木中提取樟脑，从茶叶中提取咖啡碱。此法简单易行，但在实际提取时很少采用。因为升华所需温度很高，中草药容易炭化，炭化后产生的挥发性的焦油状物，容易黏附在升华物上，不易精制除去；其次，升华不完全，产率低，有时还伴随有分解现象。,第四节 压榨法某些中药中的有效成分含量较高且存在于植物的液汁中，可将新鲜原料直接压榨，压出汁液再进行提取。大多采用本法提取精油。,
