中草藥提取新技術的開發(fā)應用

中草藥所含成分十分復雜，既有有效成分，又有無效成分和有毒成分。為了提高中草藥的治療效果，就要盡最大限度提取有效成分，去除無效成分及有毒成分。因此，中草藥提取對于提高中藥制劑的內在質量和臨床療效最為重要。但常用的提取方法(如煎煮法、回流法、浸漬法、滲漉法等)在保留有效成分，去除無效成分方面，存在著有效成分損失大、周期長、工序多、提取率不高等缺點。近10年來，在中藥提取方面出現(xiàn)了許多新技術、新方法，這些新技術和方法的應用，使得中草藥提取既符合傳統(tǒng)的中醫(yī)理論，又能達到提高有效成分的收率和純度的目的。本文就這方面作一綜述。
    1 超臨界流體萃取技術
    超臨界流體萃取(簡稱SCFE)是一種以超臨界流體(簡稱SCF)代替常規(guī)有機溶劑對中草藥有效成分進行萃取和分離的新型技術，其原理是利用流體(溶劑)在臨界點附近某區(qū)域(超臨界區(qū))內與待分離混合物中的溶質具有異常相平衡行為和傳遞性能，且對溶質的溶解能力隨壓力和溫度的改變而在相當寬的范圍內變動，利用這種SCF作溶劑，可以從多種液態(tài)或固態(tài)混合物中萃取出待分離組分。常用的SCF為CO2，因為CO2無毒，不易燃易爆，價廉，有較低的臨界壓力和溫度，易于安全地從混合物中分離出來。超臨界CO2萃取法與傳統(tǒng)提取方法相比，最大的優(yōu)點是可以在近常溫的條件下提取分離，幾乎保留產品中全部有效成分，無有機溶劑殘留，產品純度高，操作簡單，節(jié)能。
    廖周坤等用不同濃度的乙醇作夾帶劑，對藏藥雪靈芝進行了總皂苷粗品及多糖的萃取試驗，與傳統(tǒng)溶劑萃取工藝相比較，收率分別提高至18.9倍和1.62倍。何春茂、梁忠云利用超臨界CO2卒取技術從黃花蒿中萃取所得的萃取物中雜質(蠟狀物)含量低，青蒿素提純精制簡單，收率高，產品質量好。雷正杰等利用超臨界CO2流體萃取技術，對厚樸的有效成分進行萃取和分離，萃取物為淡黃色膏狀物，經(jīng)分析該萃取物由厚樸酚等11個化學成分組成，其中厚樸酚和厚樸酚的相對含量高達46.81%和45.00%。葛發(fā)歡等探討了從黃山藥中萃取薯蕷皂素的最佳條件，同時進行了中試放大，證明應用超臨界CO2萃取薯蕷皂素進行工業(yè)化生產是可行的，與傳統(tǒng)的汽油法相比較，收率提高1.5倍，生產周期大大縮短，避免使用汽油有易燃易爆的危險。葛發(fā)歡等研究了超臨界CO2萃取柴胡揮發(fā)油和皂苷的工藝，SFE-CO2法提取柴胡揮發(fā)油，與傳統(tǒng)水蒸氣蒸餾法相比較，能大大提高收率，縮短提取時間，而揮發(fā)油組成一致，只是各成分含量有差異。原永芳等通過五因素—四水平正交試驗法，用超臨界流體萃取技術對川芎的揮發(fā)油萃取條件進行了優(yōu)化選擇，結果最佳萃取條件為壓力34.5mPa，溫度60℃，改性劑乙醇0.3ml，靜態(tài)萃取時間10min，動態(tài)萃取量10ml，以水作為吸收。與水蒸氣蒸餾法相比較，該法具有耗時少，提取安全等優(yōu)點。
    SCFE技術對于提取分離揮發(fā)性成分、脂溶性物質、高熱敏性物質以及貴重藥材的有效成分顯示出獨特的優(yōu)點，但SCFE設備屬高壓設備，一次性投資較大，運行成本高，因此這一技術目前在工業(yè)生產中還難以普及。
    2 超聲提取技術
    超聲提取技術的基本原理主要是利用超聲波的空化作用加速植物有效成分的浸出提取，另外超聲波的次級效應，如機械振動、乳化、擴散、擊碎、化學效應等也能加速欲提取成分的擴散釋放并充分與溶劑混合，利于提取。與常規(guī)提取法相比，具有提取時間短、產率高、無需加熱等優(yōu)點。
    郭孝武考察了超聲提取時間和超聲頻率分別對從黃芩中提取黃芩苷提出率的影響，結果表明用20kHz以上的超聲頻率提取10min以上，其黃芩苷提出率都比煎煮法提取3h時的提出率高，且兩種方法所提取的黃芩苷結構是一致的。林翠英等用超聲波提取白頭翁總皂苷，大大簡化了操作程序，縮短了提取時間，提高了產品產量和純度，改進了既繁瑣費時又易乳化的常用提取方法。郭孝武、楊銳以95%乙醇為溶媒，分別用不同頻率的超聲波及不同的提取時間從益母草中提取益母草總堿，并與回流提取法作比較，超聲提取法工藝簡單，無需加熱，只用110kHz超聲波提取40min，其提取率比回流法提取2h所得提出率約高1倍。郭孝武用不同頻率的超聲從大黃中提取大黃蒽醌類成分，與常規(guī)煎法提取相比，結果表明超聲無需加熱，且隨超聲頻率不同而得率不同，尤以20kHz頻率超聲提取后的大黃蒽醌類成分得率最高。李美琴、張敏紅比較了超聲法與浸漬法對排毒養(yǎng)顏膠囊內容物提出率的影響，結果用超聲波提取10min比浸漬法提2h的提出率還高，并且超聲波對浸出物的成分無影響。李益福、張美玲采用高效液相色譜法，以煎煮、超聲、半仿生提取方法，對四物湯中阿魏酸和芍藥苷的溶出量進行比較，結果超聲技術提取方法簡單，提取率高，低耗高效，作為提取的一種手段有著廣闊的應用前景。
    超聲提取技術能避免高溫高壓對有效成分的破壞，但它對容器壁的厚薄及容器放置位置要求較高，否則會影響藥材浸出效果。而且目前實驗研究都是處于很小規(guī)模，要用于大規(guī)模生產，還有待于進一步解決有關工程設備的放大問題。
    3 微波萃取技術
    微波萃取是利用微波能來提高萃取率的一種最新發(fā)展起來的新技術。它的原理是在微波場中，吸收微波能力的差異使得基體物質的某些區(qū)域或萃取體系中的某些組分被選擇性加熱，從而使得被萃取物質從基體或體系中分離，進入到介電常數(shù)較小、微波吸收能力相對差的萃取劑中；微波萃取具有設備簡單、適用范圍廣、萃取效率高、重現(xiàn)性好、節(jié)省時間、節(jié)省試劑、污染小等特點。目前，除主要用于環(huán)境樣品預處理外，還用于生化、食品、工業(yè)分析和天然產物提取等領域。在國內，微波萃取技術用于中草藥提取這方面的研究報道還比較少。
    王威等采用微波破壁法從高山紅景天根莖中提取紅景天苷，該方法具有快速、高效、安全、節(jié)能等優(yōu)點，與傳統(tǒng)的乙醇回流提取相比，該方法在保持較高的提取率的同時，大大縮短了提取過程所用的時間，并且顯著降低了提取液中雜蛋的含量。范志剛等研究微波技術對槐花中蕓香苷浸出量的影響，對藥材粒徑、浸出時間及微波輸出功率進行正交試驗，優(yōu)選槐花中蕓香苷最佳浸出方案，結果表明微波技術對槐花中蕓香苷的浸出量明顯優(yōu)于常規(guī)煎煮方法，這一技術應用于藥材浸出是一種省時便捷，值得推廣普及的中藥浸出新方法。
    微波萃取技術與傳統(tǒng)煎煮法相比較，克服了藥材細粉易凝聚、易焦化的弊病，提取時間極短，設備簡單，投資較少。但這一技術用于中草藥提取尚屬起步，其萃取機理還需進一步研究。
    4 酶法
    中藥制劑的雜質大多為淀粉、果膠、蛋白質等，針對雜質可選用合適的酶予以分解除去。酶反應較溫和地將植物組織分解，可以較大幅度提高收率，故酶解不失為一種最大限度從植物體內提取有效成分的方法之一。這是一項很有前途的新技術。在國內，上海中藥一廠首先應用酶法成功地制備了生脈飲口服液。目前，用于中藥提取方面研究較多的是纖維素酶，大部分的中藥材的細胞壁是由纖維素構成，植物的有效成分往往包裹在細胞壁內；纖維素則是由β-D-葡萄糖以1，4-β葡萄糖苷鍵連接，用纖維素酶酶解可以破壞β-D-葡萄糖鍵，使植物細胞壁破壞，有利于對有效成分的提取。
    呂衛(wèi)明等介紹了一種從黃芩中提取分離黃芩素的新方法—酶水解法，并且和直接提取法相比較，結果新方法所得粗品中黃芩素達75.67%，收率為2.46%。侯嶸嶠等首先將工業(yè)纖維素酶應用于中藥及藥渣中，使中藥及藥渣的纖維素酶解為β-葡萄糖，變渣為藥，變廢為寶，這對中藥制藥工業(yè)是一個開源節(jié)流的創(chuàng)舉。馬田田用黃柏提取小檗堿之前經(jīng)纖維素酶進行預處理，可提高小檗堿收率，并與未加酶的提取進行比較，有顯著性差異。因而考慮是否將纖維素酶用于其它天然產物的提取。張彩霞等將纖維素酶應用于穿山龍?zhí)崛∈硎氃碥赵?，其工藝只比原工藝多了一步對原藥材飲片的酶解處理，但在纖維素酶的作用下，提高了薯蕷皂苷元的收率，兩種方法對比有顯著性差異。馬桔云等在穿心蓮提取穿心蓮內酯之前，經(jīng)纖維素酶進行酶解，與原提取工藝相比較，提高了穿心蓮內酯的含量和提取量，經(jīng)薄層層析檢測，兩種提取工藝所得成分沒有差異，說明酶的加入對所提有效成分沒有影響。馬桔云、趙晶巖等選用黃連提取小檗堿，研究了其加酶組和未加酶組對有效成分小檗堿提取的影響，新工藝比原工藝只是多了一步向其中加入纖維素酶的酶解過程，但兩種工藝提取的小檗堿含量有顯著差異，而提取的成分一致，因此，考慮是否將新工藝用于黃連提取的工業(yè)化中。
    纖維素酶用于以纖維素為主的中藥材提取有效成分，的確能提高有效成分的收率，但要拓寬其應用領域，還需要進一步深入探討酶的濃度、底物的濃度、溫度、酸堿度、抑制劑和激動劑等對提取物有何影響。誠然，酶法目前在動物類藥材提取方面應用得較為廣泛。
    5 半仿生提取法
    半仿生提取法(簡稱SBE法)是將整體藥物研究法與分子藥物研究法相結合，從生物藥劑學的角度，模擬口服給藥及藥物經(jīng)胃腸道轉運的原理，為經(jīng)消化道給藥中藥制劑設計的一種新的提取工藝。即將藥料先用一定pH的酸水提取，繼以一定pH的堿水提取，提取液分別濾過、濃縮，制成制劑。它將分析思維與系統(tǒng)思維統(tǒng)一起來，形成觀察問題的新思路，即在中藥提取中堅持了“有成分論，不唯成分論，重在機體的藥效學反應。”
    這種新提取法可以提取和保留更多的有效成分，能縮短生產周期，降低成本，多種復方制劑的研究提示，“SBE法”有可能替代“WE法”(即水提取法)。而且這種提取方法在中藥飲片顆?；难芯恐校灿兄鴱V闊的應用前景。張兆旺等以阿魏酸、苦參堿、苦參總堿及干浸膏為指標，采用SBE法和WE法對當歸苦參丸的提取工藝進行比較研究，經(jīng)4個指標綜合評價SBE法優(yōu)于WE法，因此，當歸苦參丸改制成其他口服制劑或選用SBE法提取。戰(zhàn)旗等采用SBE法和WE法對麻黃的提取液成分含量進行比較。以麻黃總生物堿、麻黃堿、浸膏得率為指標，結果SBE法顯著優(yōu)于WE法。張兆旺以烏頭總生物堿、酯型烏頭生物堿、浸膏得率為指標，對川烏用2種提取方法進行比較，結果SBE法優(yōu)于WE法。孫秀梅等對甘草“飲片顆?；?rdquo;研究，SBE提取工藝只是將WE提取工藝中pH7.0的水分別改用pH2.0的水作第1煎，pH6.5的水作第2煎，pH9.0的水作第3煎，依法制得SBE液，并且以甘草次酸、甘草總黃酮、浸膏量為指標，將兩種方法進行比較，研究表明SBE法優(yōu)于WE法，甘草飲片顆粒化以采用SBE法為佳。張學蘭等以小檗堿、總生物堿、干浸膏量為指標，對黃柏作SBE法和WE法相比較，結果表明黃柏5種提取液中，以SBE1液明顯優(yōu)于WE液，因此，黃柏飲片制備口服顆粒劑，以采用SBE法鹽酸調至水為pH1.0作第1煎，飽和氫氧化鈣溶液調至水為pH7.0和pH10.0作第2，第3煎為佳。
    “半仿生提取法”能體現(xiàn)中醫(yī)臨床用藥的綜合作用特點，符合口服給藥經(jīng)胃腸道轉運吸收的原理。但目前這方法仍沿襲高溫煎煮法，長時間高溫煎煮會影響許多有效活性成分，降低藥效。為此有人建議將提取溫度改為近人體的溫度，并且引進酶催化，使藥物轉化成人體易吸收的綜合活性混合物，這樣更符合辯證施治的中醫(yī)藥理論。
    6 破碎提取法
    袁珂等在分析各種傳統(tǒng)溶劑提取法優(yōu)缺點的基礎上，提出并建立了一種新的提取方法—破碎提取法，這種方法是通過對植物材料在適當溶劑中充分破碎而達到提取的目的。他們根據(jù)流體力學原理，參照國外先進技術，研制出一種新型的破碎提取器，這種提取器主要由高速電機、破碎刀具、容器、底座、主柱及調速開關等組成。電機轉速分快、慢兩檔，破碎提取1次僅需1-2min，提取后藥材被破碎成勻漿狀。通過選用各種性質的藥材，分別進行冷浸提取法、滲漉提取法、回流提取法和破碎提取法所得提取物收得率和薄層層析對比試驗。結果表明，破碎提取法提取快速、完全，且不需加熱，從而可以節(jié)約大量的時間、溶劑和能源。
    袁珂等對冬凌草不同提取工藝進行了研究，并以冬凌草甲素為指標分別對其進行了含量測定，研究表明，破碎提取法較其它提取法提取的冬凌草甲素含量高。胡潤淮等對忍冬葉不同提取工藝進行研究，用薄層掃描法分別對不同提取工藝所得提取液進行綠原酸含量測定，在不同提取工藝中，破碎提取法從收率上看略低于回流提取法，但所提取的綠原酸含量比較高，且雜質較少，因此，忍冬葉的提取工藝應優(yōu)選破碎提取法，袁珂等對車前草采用5種不同的提取方法，對提取物的收率進行比較，并以烏蘇酸為考察指標分別對其進行含量測定，結果破碎提取法所提取的烏蘇酸含量較高，且這種方法具有提取快速完全，不需加熱，節(jié)省時間等優(yōu)點。
    破碎提取法雖然操作簡單，避免了高溫加熱，提取時間也極短，但提取物的收率并不是最高，且也局限于實驗研究，要應用于大生產，還需進一步研究。
    許多研究報道表明，這些新技術、新方法在中藥提取方面確實具有提出率高、有效成分損失少、周期短等優(yōu)點，這些優(yōu)點顯示出它們在中藥制劑工業(yè)生產中具有廣泛的應用前景。當前，應加強對這些新技術、新方法用于工業(yè)生產方面的研究，以便提高中藥制劑的質量。