內(nèi)部沸騰法強(qiáng)化提取若干中藥有效成分的研究及評(píng)價(jià).pdf

1、我國(guó)藥用植物資源豐富，中藥提取的產(chǎn)業(yè)紛繁眾多。然而，由于生產(chǎn)工藝的不同，許多企業(yè)在生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量上良莠不齊。多數(shù)企業(yè)仍沿用傳統(tǒng)煎煮法和乙醇回流提取法作為主要的提取方法，這些方法雖然在設(shè)備投資環(huán)節(jié)上節(jié)約了生產(chǎn)成本，但由于生產(chǎn)效率低下、產(chǎn)品質(zhì)量不高及在生產(chǎn)過程中能耗需求和有機(jī)溶劑消耗量過大等原因，使他們的發(fā)展進(jìn)入了瓶頸。少數(shù)企業(yè)通過改良生產(chǎn)工藝，引進(jìn)了新型的提取分離技術(shù)，如：超臨界CO2萃取、微波輔助、超聲波輔助等，但由于設(shè)備投資及能耗

2、的增加，無形中增加了產(chǎn)品的成本，降低了企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。針對(duì)這些問題，本課題組于2004年提出了內(nèi)部沸騰提取的方法，該法在部分藥用植物有效成分的提取分離中取得了較好的效果。然而，對(duì)于該法的研究尚需進(jìn)一步完善。
　　 本文針對(duì)內(nèi)部沸騰法能實(shí)現(xiàn)低溫、快速提取的特點(diǎn)，進(jìn)一步擴(kuò)大了內(nèi)部沸騰法在藥用植物提取上的應(yīng)用范圍。首先選取了香菇、靈芝、枸杞三種有效成分為多糖類天然高分子的特色植物，通過采用單因素實(shí)驗(yàn)對(duì)提取工藝條件的優(yōu)化及與傳統(tǒng)煎煮法的比

3、較，評(píng)價(jià)了常壓和減壓內(nèi)部沸騰法用于多糖類天然大分子提取的適應(yīng)性；同時(shí)，也分別以匙羹藤和穿心蓮兩種植物為代表，研究了內(nèi)部沸騰法在高色素含量植物提取中的應(yīng)用。繼而，通過單因素實(shí)驗(yàn)優(yōu)化提取工藝及與后續(xù)純化工藝的聯(lián)用，探索了內(nèi)部沸騰法對(duì)大孔吸附樹脂再生性能的影響，也進(jìn)一步擴(kuò)充內(nèi)部沸騰法在中藥提取領(lǐng)域；其次，通過研究丹參、葛根、三七三種植物中的五種有效成分的提取動(dòng)力學(xué)為例，依據(jù)內(nèi)部沸騰法提取過程是對(duì)流擴(kuò)散特點(diǎn)，推導(dǎo)并選取了合適的動(dòng)力學(xué)模型，擬合了

4、該提取過程的動(dòng)力學(xué)方程，計(jì)算傳質(zhì)系數(shù)，并以此為基礎(chǔ)對(duì)內(nèi)部沸騰法提取過程中的熱力學(xué)參數(shù)進(jìn)行探討，為該法提供理論支持；最后，分別以金銀花、三七和穿心蓮三種植物為例，選取指標(biāo)成分為評(píng)價(jià)指標(biāo)，結(jié)合構(gòu)建地HPLC指紋圖譜，對(duì)內(nèi)部沸騰法和其他幾種常見的提取技術(shù)進(jìn)行了綜合比較，并以模糊數(shù)學(xué)的思想對(duì)其進(jìn)行了綜合評(píng)判，為中草藥提取工藝的優(yōu)選提供了方法上的借鑒。
　　 結(jié)果表明，在最佳的提取工藝條件下，內(nèi)部沸騰能夠適應(yīng)于多糖類高分子物質(zhì)的提取，尤其

5、減壓內(nèi)部沸騰法可以對(duì)有效成分為酯溶性多糖，而單糖含量較高的藥用植物實(shí)現(xiàn)選擇性提取，并能大大降低提取過程中有機(jī)溶劑的消耗量。另一方面，對(duì)于色素含量較高的植物來說，內(nèi)部沸騰法可以降低提取過程中色素的浸出量，減輕對(duì)后續(xù)純化工藝上的壓力，有助于提高大孔樹脂的使用壽命。從提取動(dòng)力學(xué)上來看，減壓內(nèi)部沸騰法的傳質(zhì)系數(shù)受溫度影響較小，在0.07～0.14 s-1，且在植物細(xì)胞破碎區(qū)和細(xì)胞完整區(qū)的傳質(zhì)系數(shù)基本接近，體現(xiàn)了對(duì)流傳質(zhì)的特征。與超聲波輔助相比，

6、內(nèi)部沸騰法大大強(qiáng)化了內(nèi)擴(kuò)散的速度，使其傳質(zhì)系數(shù)比超聲波輔助法大100倍以上。在提取過程中，內(nèi)部沸騰法有效地降低了提取過程中的能壘，使得提取活化能較低，有利于提取地進(jìn)行。整個(gè)過程的焓變△H和熵變△S均大于零，而提取自由能△G小于零，表明內(nèi)部沸騰法的提取過程為吸熱熵增加的過程，為自發(fā)過程。通過采用HPLC指紋圖譜及相似度評(píng)價(jià)系統(tǒng)對(duì)幾種不同提取方法的比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)內(nèi)部沸騰法提取過程中不僅僅能在提取率上保證了指標(biāo)成分的浸出，而且能夠保障多種有效

7、成分的同時(shí)浸出，與傳統(tǒng)的甲醇冷浸法接近。對(duì)于維護(hù)原藥有效成分的全貌，體現(xiàn)中醫(yī)理論“君、臣、佐、使”的思想有著重要的意義。另外，通過借鑒模糊數(shù)學(xué)的思想，綜合考慮了提取產(chǎn)品的質(zhì)量、提取效率及擴(kuò)大生產(chǎn)所需的設(shè)備投資等因素的影響，構(gòu)建了評(píng)價(jià)指標(biāo)模糊矩陣和權(quán)重矩陣，以數(shù)學(xué)評(píng)判的思想對(duì)減壓內(nèi)部沸騰法、傳統(tǒng)煎煮法、甲醇冷浸法、超聲波輔助法、微波輔助法和常壓內(nèi)部沸騰法進(jìn)行了綜合比較，結(jié)果表明內(nèi)部沸騰法綜合得分較高，具有巨大的推廣潛力。
　　 以