3有效成分提取分离.ppt

中药有效成分提取中药有效成分提取分离技术分离技术第一章第一章 中药有效成分的提取方法中药有效成分的提取方法一、中药中的有效成分一、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：效果。通常将中药含有的成分分为：有效成分和无有效成分和无效成分效成分两大类。两大类。无效成分是相对于有效成分来说的，或者是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，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。性的物质。但是其含量往往很低。如，长春花为降压镇静药，全株含生物碱约如，长春花为降压镇静药，全株含生物碱约1%，从中已分离出，从中已分离出60余种生物碱，其中长春新碱余种生物碱，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；治疗血管性痴呆的活性成分之三；治疗血管性痴呆的活性成分雪花莲胺雪花莲胺碱（加兰他敏），在石蒜的鳞茎中含量甚微，在碱（加兰他敏），在石蒜的鳞茎中含量甚微，在其他其他3种石蒜属植物中含量也较低，在忽地笑中含种石蒜属植物中含量也较低，在忽地笑中含量为量为0.034%，换锦华中含量为，换锦华中含量为0.026%，鹿葱中，鹿葱中含量为含量为0.01%。二、提取分离中药中的有效成分的意义二、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。研究工作的关键之一。三、提取方法三、提取方法 不同的中药材，成分不同，提取的方法也不同的中药材，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但能提取出有效成分，而且还有利于下一步的分离纯化。分离纯化。中药有效成分的提取方法主要有经典的中药有效成分的提取方法主要有经典的溶溶剂提取法，其次还有水蒸气蒸馏法、升华法、剂提取法，其次还有水蒸气蒸馏法、升华法、压榨法等。压榨法等。第一节第一节 溶剂提取法溶剂提取法一、原理一、原理 溶剂提取法是根据中草药中各种成分在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，选用对有效成分不同溶剂中的溶解度不同，选用对有效成分溶解度大，对杂质成分（不需要成分）溶解溶解度大，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度小的溶剂，将有效成分从药材组织内溶解出来的方法。出来的方法。二、具体操作：二、具体操作：根据所要提取的成分的性质，选择合适的溶剂，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、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；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，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。分的混合液。三、溶剂的选择三、溶剂的选择 1、常见的溶剂可以分为三大类：、常见的溶剂可以分为三大类：水；水；亲水性有机溶剂；亲水性有机溶剂；亲脂性有机亲脂性有机溶剂。溶剂。2、中草药的化学成分（包括被溶解的成分）、中草药的化学成分（包括被溶解的成分）也有也有亲水性和亲脂性亲水性和亲脂性的不同。的不同。亲水性、亲脂性及其大小与化合物的分子结亲水性、亲脂性及其大小与化合物的分子结构有关。构有关。植物中的植物中的亲水性成分亲水性成分有蛋白质、单糖、有蛋白质、单糖、及低聚糖、氨基酸、水溶性有机酸、水溶性及低聚糖、氨基酸、水溶性有机酸、水溶性色素、生物碱等；色素、生物碱等；亲脂性成分亲脂性成分有游离生物碱、非水溶性有有游离生物碱、非水溶性有机酸、树脂、脂溶性色素、油脂、蜡等。机酸、树脂、脂溶性色素、油脂、蜡等。3、溶剂的选择、溶剂的选择 选择适当溶剂是溶剂提取法的关键。要做到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，首先最大限度的将有效成分从药材中提取出来，首先需遵循需遵循“相似相溶相似相溶”的原理。另外还要注意：的原理。另外还要注意：溶剂对有效成分溶解度大，对杂质溶解度溶剂对有效成分溶解度大，对杂质溶解度小。小。溶剂不能与中药成分起化学变化。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、易于回收溶剂要经济、易得、使用安全、易于回收等。等。、水、水 亲水性成分。有时为了增加某些成分的溶解亲水性成分。有时为了增加某些成分的溶解度，也常采用度，也常采用酸水及碱水酸水及碱水作为提取溶剂。作为提取溶剂。如：多数游离的生物碱是亲脂性化合物，不如：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，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、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，可使成香豆素以及酚类成分，常采用碱水提取，可使成分易于溶出。分易于溶出。用水作溶剂提取也存在一些问题：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；易酶解苷类成分，且易霉坏变质；对于对于含果胶、黏液质类成分较多的中草药，其水提取含果胶、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；液常呈胶状，很难过滤；含淀粉多的中草药，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；宜磨成细粉水煎；含皂苷成分较多的中草药，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，浓缩水提液在减压浓缩时，常会产生大量泡沫，浓缩困难。困难。、亲水性的有机溶剂、亲水性的有机溶剂 能与水混溶的有机溶剂，如乙醇、甲醇、能与水混溶的有机溶剂，如乙醇、甲醇、丙酮等。乙醇虽易燃，但毒性小，价格便宜，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，所以醇的性质虽和乙醇相似，但因为有毒性，所以少用。少用。亲脂性的有机溶剂亲脂性的有机溶剂 与水不能互溶的有机溶剂，如石油醚、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，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，易提取亲脂不能或不容易提出亲水性杂质，易提取亲脂性的物质。性的物质。这类溶剂易挥发，多易燃（氯仿除外），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，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较高。的干燥程度要求较高。因此，在大量提取或工业生产时，直接应因此，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。用这类溶剂有一定的局限性。四、提取方法四、提取方法 常用的提取法有浸渍法、渗漉法、煎煮法、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。回流提取法及连续回流提取法。1、浸渍法、浸渍法 此法适用于有效成分遇热易挥发和易破坏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、温的中草药的提取。按溶剂的温度分为热浸、温浸、冷浸等。浸、冷浸等。操作：现将中草药粉或碎片装入适当的操作：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。溶出其中有效成分。特点：简单易行，但提出率较低。最好特点：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，需加入适当的防取率。如果溶剂为水的话，需加入适当的防腐剂。腐剂。2、渗漉法、渗漉法 操作：将中草药粉末装在渗漉器中使药材操作：将中草药粉末装在渗漉器中使药材浸渍浸渍2448小时膨胀，然后不断添加新溶剂，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。出、收集浸出液。当溶剂渗进药粉溶出成分比重加大而向下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，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。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。但溶剂消耗量大、费时长。渗渗漉漉装装置置3、煎煮法、煎煮法 此法是我国最早使用的传统的浸出方法。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，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。将中药成分提取出来。一般药材易煎一般药材易煎2次。所用容器一般为陶器、次。所用容器一般为陶器、砂罐或铜制、搪瓷器皿，不宜用铁锅，以免药砂罐或铜制、搪瓷器皿，不宜用铁锅，以免药液变色。液变色。特点：此法简便，能煎出大部分有效成特点：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，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。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，坏的中药不宜用此法，对含有多糖类中药，煎煮后，药液比较粘稠，过滤比较困难。煎煮后，药液比较粘稠，过滤比较困难。4、回流提取法、回流提取法 如用易挥发的有机溶剂加热提取中药成分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，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。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。的局限性，大量生产中多采用连续提取法。（5）连续提取法：）连续提取法：为了弥补回流提取法中需要溶剂量大、操作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，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。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，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好。不论小型实验或大型生产均以连续提取法为好。索索氏氏提提取取器器6、酶法提取、酶法提取 中草药的细胞壁是由纤维素构成的，而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。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%，黄酮提取率为黄酮提取率为0.38%，与未经转糖甙反应的实验（总黄，与未经转糖甙反应的实验（总黄酮提取率为酮提取率为0.22%）比较，总黄酮提取率提高了）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，使有效成分的提取率提高。且使转化为糖甙后的脂分，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。溶性成分在体内的吸收率大为提高。药材预处理药材预处理 为利于酶解，需对药材进行预处理。如用球磨为利于酶解，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，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。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、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，酶解时的最适类不同，酶解时的最适pH及最适温度会有所不同，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。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，需先通过实要求较高，为使酶发挥最大作用，需先通过实验确定通过最适温度、验确定通过最适温度、pH及最适作用时间、酶及最适作用时间、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。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。法，但在操作过程中，还受其他因素的影响。1、原料的粒度、原料的粒度 粉碎是中药前处理过程中的一个必要环节，通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。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。象，影响提取率。原料的粉碎度应考虑选用的溶剂和药用原料的粉碎度应考虑选用的溶剂和药用部位。部位。如果用水提取，最好采用粗粉，用有如果用水提取，最好采用粗粉，用有机溶剂时可略细；原料为根茎类最好采用粗机溶剂时可略细；原料为根茎类最好采用粗粉，全草类、叶类、花类等可用细粉。粉，全草类、叶类、花类等可用细粉。2、提取的温度、提取的温度 温度增高可以提高提取效率，但是杂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。一般加些有效成分氧化分解而遭到破坏。一般加热到热到60为宜，最高不宜超过为宜，最高不宜超过100。3、提取的时间、提取的时间 在药材细胞内外有效成分的浓度达到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。无限延长，只要合适、提取完全就行。第二节第二节 水蒸气蒸馏法水蒸气蒸馏法 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。澄清时，表示蒸馏已基本完成。该法适用于具有挥发性、难容或不溶于水、与该法适用于具有挥发性、难容或不溶于水、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。麻黄中蒸馏出来，这个方法主要用于挥发油的提取。第三节第三节 升华法升华法 有些固体物质受热后会直接汽化，遇冷后又凝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。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。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。伴随有分解现象。第四节第四节 压榨法压榨法 某些中药中的有效成分含量较高且存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。榨，压出汁液再进行提取。大多采用本法提取精油。大多采用本法提取精油。