超临界萃取新技术在中药提取分离中的应用

超临界萃取新技术在中药提取分离现代中药生产新技术应用概况中药生产技术与工艺现代化是我国中药产业面临的主要问题。20世纪80年代以来，中药生产技术及工艺工程有了迅速发展，但相当数量的中成药仍未能改变“粗、大、黑“的面貌。因此，开发研究适合中药生产的新技术、新工艺已经成为广大中药工作者急切而艰巨的任务。笔者就目前亟待推广与进一步研究的中药提取、分离、纯化以及制剂方面的现代工艺技术作一简述。1超临界流体萃取(SFE)技术超临界流体(SCF)是温度与压力均在其临界点之上的流体，性质介于气体和液体之间，有与液体相接近的密度、与气体相接近的粘度及高的扩散系数，故具有很高的溶解能力及好的流动、传递性能，可代替传统的有毒、易燃、易挥发的有机溶剂。最常用的SFE—C02由于具有临界条件温和(Tc=31．3”C，Pc：7．48×106Pa)，对大部分物质显化学惰性，五色、无味、无毒、无溶解污染，易制成高纯度气体和不易燃等优点，被广泛应用于石化分析和脂肪分析等领域。近10年来，SFE—C02技术在中药生产领域得到了广泛的应用。鉴于C02流体是非极性的，故适宜于对极性小的中药成分的提取，尤其适宜于提取挥发性成分。目前，通过调节温度、压力、加入适宜的改性剂(如甲醇等极性大的溶剂)等方法，SFE—C02已成功地从中药中提得挥发油、生物碱、苯丙素、黄酮类、有机酚酸、苷类、萜类以及天然色素等成分．这项技术不仅可提高提取效率，还可保存大量热不稳定、易氧化成分及提取含量低的成分(如奎宁碱)．由于我国在超临界C02萃取装置的工业化开发和生产方面的迅速发展，已在某些中药及其它天然活性物质萃取技术方面达到产业化规模，如青蒿素浸膏、蛇床子浸膏、姜黄浸膏、胡椒精油、广藿香精油、肉豆蔻精油、深海鱼油精．由于超临界提取是在超高压系统内进行，压力可达7500PSI．因此，压力容器需要国家认证，操作时一定要注意安全。2微波协助萃取微波是波长介于Imm一1m(频率介于3×108~3×109Hz)的电磁波。微波在传输过程中遇到不同的物料会依物料性质的不同而产生反射、穿透、吸收现象。极性分子接受微波辐射能量后，通过分子偶极以每秒数十亿次的高速旋转而产生热效应。微波协助萃取过程中，透过对微波透明的含水量高，故而吸收微波能很快升温，使细胞的压力增大。当内部压力超过细胞壁可承受的能力时，细胞壁破裂，于是位于细胞内的有效成分自由流出，进入萃取剂而被溶解。过滤除去残渣，即可达到萃取的目的。微波萃取在薄荷和蒜油的提取中已有应用．3大孔吸附树脂应用新技术近几年来，由于大孔吸附树脂新技术的引进，使中草药有效单体成分或复方中某一单体成分的指标得到提高。它具有快速、高效、方便、灵敏、选择性好等优点，因而发展速度很快，应用面很广。3．1大孔吸附树脂在中药有效成分纯化中的应用大孔吸附树脂用于白芍总苷、甜叶菊苷、刺玫果苷、三七总苷、西洋参总皂苷、绞股蓝总皂苷、甘草酸、三棵针生物碱、丹皮酚、银杏叶黄酮、制川乌和制草乌中总生物碱、薄盖灵芝中尿嘧啶和尿嘧啶核苷、川芎嗪和阿魏酸的分离。3．2大孔吸附树脂在中药复方制剂中的应用章氏12)采用D型大孔吸附树脂法测定了三七及其制剂冠心宁总皂苷。也有人将三七蜂王浆用Dzol柱处理，测定三七皂苷的含量，回收率为104．4％．刘氏等在对复肢胶囊(含有三七等25味中药)的复方制剂进行内控试验中，采用大孔吸附树脂吸附法有效地分离三七皂苷，并进行了TLC定性鉴别，结果斑点分离度好，具有较好的重现性。任氏等‘s’采用大孔吸附树脂D型(天津骨胶厂)纯化气血注射液、生脉注射液中的人参总皂苷。胡氏等L6)采用大孔吸附树脂分离一比色法，测定生脉注射液中的人参总皂苷，结果提高了分离效果．减少了影响因素，使样品含量重现性好，平均回收率达100．1％以上。苯乙烯苷类是肉苁蓉的有效成分，大孔吸附树脂(AB—B型)对苯乙醇苷类成分有较好的分离性能17)．采用Dlol型大孔吸附树脂能纯化黄芪中的黄芪甲苷．寿氏用低极性的GDXl04大孔吸附树脂，分离纯化疏肝止痛片中芍药苷成分。钟氏以壳聚糖为絮凝剂，采用树脂M为吸附剂，对龟鹿补肾液的生产工艺进行了改进．结果新工艺比原工艺减少了一步浓缩，而且壳聚糖、树脂M的成本比酒精低，可缩短生产周期，减少能耗，降低生产成本，提高生产效率。王氏等采用南开大学生产的X5大孔吸附树脂分离纯化龟鹿补肾液中的淫羊藿苷成分。经X5吸附树脂处理后的样品，可有效地除去部分杂质，使其在高效夜相色铺中达到理想的分离效果。鉴于大孔吸附树脂一般是以聚苯乙烯为骨架，合成时使用了小分子的致孔剂、交联剂等，用前需要处理，并在提取物和制剂中检测其残留量。应符合要求。另外，由于大孔吸附树脂属于极性吸附，一种树脂只能对某一极性段的成分具有良好的吸附，故一般适宜于单味药中某类成分的定向提取。中药复方成分非常复杂，仅用某种树脂很难兼顾到所有成分，国家不鼓励中药复方使用大孔吸附树脂精制，使用时应该非常慎重。4中药澄清技术在我国中药制药工业中，对中药提取液的澄清常用醇沉法，但很多报道认为将乙醇作为澄清剂有诸多不合理性。如把不溶于醇的无机物作为杂质除去是不妥的，许多具有生物活性与免疫作用的蛋白质、多糖也极易被醇沉淀。另外，醇沉工艺时间长、成本高，损耗乙醇量一般在30％以上。近年来，一些新材料、新技术开始应用于中药提取药液的澄清，不仅可降低成本、缩短生产周期，也能保证制剂稳定性及有效成分的含量．4．1101果汁澄清剂101果汁澄清剂为水溶性的胶状物质，安全无毒，不引入杂质，并可随沉淀后的不溶性杂质一同除去，通常配成5％的水溶液使用。有研究证明，101澄清剂应用于黄芪、茯苓提取液的澄清，能保证药液中氨基酸与总有机酸等有效成分的含量．应用于麻黄、莲子心、黄连等提取液的澄清，能保证药液中生物碱的含量。4．2甲壳素甲壳素是一种含氨基多糖的天然高分子物质，带正电荷，可沉降药液中带负电荷的悬浮物。有人将其用于生脉饮的澄清，效果优于醇沉工艺．用于白芍水提液的澄清。不影响芍药苷的含量。有人将壳聚糖(脱乙酰甲壳素)用于黄芪口服液的澄清，既能除去杂质，又不影响黄芪甲苷及多糖的含量．将壳聚糖用于陈皮、红花等中药浸提液的澄清，证明能起到一定的澄清作用，且能保留葛根、补骨脂、槐米、降香等药物中的有效成分。但大青叶中的靛玉红、紫苑石油醚提取物中的有效成分，在絮凝液中含量偏低，提示若有效成分水溶性较小时，用壳聚糖作为澄清剂应慎重．4．3Z7C天然澄清剂Z／C天然澄清剂可除去鞣质、蛋白质、胶体等不稳定成分．不影响中药中黄酮、生物碱、苷类、氨基酸、多肽、多糖等。有人将其用于荆防口服液的澄清，效果满意．应用于八珍口服液的澄清，药液中芍药苷、氨基酸、多糖、．总固体的含量高于水醇法所得药液。药理实验也证明该法所得药液的作用优于八珍丸,主要有以下因素限制了澄清剂的使用;①澄清剂一般是溶于水的。澄清后溶液中残留较多。②到目前为止，国家没有批准任何一种澄清剂可以药用，均处于实验阶段。5膜分离技术膜分离技术是利用天然或人工合成的，具有选择性的薄膜，以外界能量或化学差为推动，对双组分进行分离、分级、提纯或富集的技术。自20世纪90年代以来，膜分离技术以其高效、节能、绿色等特点在中药制剂生产中的应用越来越多。根据被分离物粒或分子的大小及所采用膜的结构可以将压力差驱动的膜分离过程分为微滤、超滤、纳滤与反渗透，四者组成了一个可分离固态微粒到离子的四级分离过程。从中药生产工艺和中药配方分析，微滤、超滤、纳滤和反渗透4种膜过程都将在中药的分离浓缩中发挥各自的作用。全氏等对超滤法和水醇法制备的补骨脂素注射液进行比较，结果表明超滤法工艺流程短，有效成分损失少，产品色泽深且證明度好。薄层色谱表明，其中所含的主要有效成分补骨脂素及异补骨脂素均高于水醇法。超滤法用于口服液的制备已经有许多报道。如在人参精口服液、海龙蛤蚧精口服液、四逆汤口服液、心脑脉舒口服液等得到较好的应用。郭氏等L11’将大孔吸附树脂和超滤联用，精制六味地黄丸，得到的提取物重量只有原药材的4．0％，而70％~60％的有效成分被富集。结果表明：两者联用可发挥各自的优势．目前，超滤法在制药界得到了较为广泛的应用，用来滤除高分子杂质、微生物、热原等，具有较好的应用前景。6气流粉碎技术在中药精细加工中的应用气流粉碎技术是利用物料在高速气流作用下获得的巨大动能，在粉碎室中造成物料颗粒之间的高速碰撞、剧烈摩擦，同时，高速气流对物料产生剪切作用，从而达到粉碎物料的目的。它能将原料加工成极细的粉末(粒度fOrum)。因此，在许多特定的粉体领域占有特殊的地位。气流粉碎技术具有如下特点：①粉碎温度低。可粉碎热敏性、低融点的物料。根据高速喷射气流的焦耳一汤姆逊效应，当物体有喷嘴喷射而绝热膨胀时，气体会自身泠却，从而抵消了物料碰撞和摩擦产生的热量。②生产周期短，收率高。由于高速碰撞与密闭粉碎，物料间彼此碰撞的概率大，粉尘亦无泄漏。⑧可获得高纯度(污染少)、粒度分布均匀的产品(累记频率达D95以上)。④对一些不得用湿法粉碎的物料，也能用气流粉碎进行干法粉碎，可获得均匀细小的粉末。⑤可实现多种联合操作，粉碎同时可实现干燥操作．目前，利用气流粉碎技术开发的中药品种还很少，主要局限于一些作用独特的名贵细料中药，已见报道的有西洋参、人参、珍珠、三七、花粉等，尚末进入大规模的工业化生产阶段。7薄膜包衣技术在中药制剂中的应用目前，全国中成药片剂有1000余种，而糖衣片要占70％以上。糖衣片存在很多不足之处：①使用的辅料滑石粉、蔗糖约占片重的30％~50％，不仅使片重增加，也使患者的用药范围受到限制。②生产周期长，抗湿性能差，易变质、潮解、裂片。⑧由于工艺操作需要熟练操作人员掌握，而且由于人的技术素质和精力的变化，容易造成不同批次药物包衣质量的较大波动。改用薄膜包衣，可以弥补糖衣片的上述不足之处。薄膜包衣具有以下特点：①包衣后片重增加极少，基本上减少或不用滑石粉等辅料。如有的产品采用薄膜包衣后，不仅方便了患者服用，而且减少了服用剂量。②生产周期短，操作简便，干燥速度快，药物受湿热影响小，有利于提高产品质量。⑧薄膜包衣材料品种繁多，具有广泛的选择性，而且可以利用设计不同的包衣处方，使形成的剂型能在一定的pH值范围内溶解或崩解，也可通过控制膜的通透性，达到定时、定位释放药物，使药物更有效地发挥作用。④由于薄膜包衣形成的薄膜在20~40ram，因此，药品可保持原制作形状，原来在片剂表面的标记也可以不受影响。⑤薄膜包衣辅料不仅能用在片剂包衣方面，而且还能应用到颗粒剂、胶囊剂、丸剂的包衣上。⑥薄膜包衣比糖衣具有更大的抗湿、抗热性，从而使薄膜包衣的药物制剂具有更大的稳定性，延长了药物的保存期限。有人将首乌薄膜包衣片与糖衣片进行比较研究，考察了其崩解度、硬度、水分、外观、片重及操作时间等，结果从外观看，首乌薄膜衣片无粘连、变色、裂片，而且不易受湿热条件影响，崩解、硬度、水分变化小。首乌薄膜衣片重量轻，薄膜衣仅占片芯重量的60％左右，同时薄膜片操作时间短(约4h，糖衣片需16h)。在中药妇宁胶囊、灯盏细辛胶囊工艺研究中采用薄膜包衣技术解决了吸潮问题，稳定性大幅度提高。在金蟾定痛微丸、补脾益肠丸包衣材料选择及工艺改进研究中。以高分子材料作薄膜包衣材料，大大提高了产品的质量和生物利用度，。另外，酶工程技术、发酵技术、荷电提取技术、仿生提取技术、干压制粒技术、动态逆流分布提取技术、固体分散技术等高新技术均有良好的应用前景。中的应用一、中药产业化形势及应用新技术的意义中药为我国传统医药，用中药防病治病在我国具有悠久的历史。由于化学药品的毒副作用逐渐被人们所认识及合成一个新药又需巨大的投资，西医西药对威胁人类健康的常见病、疑难病的治疗药物还远远不能满足临床的需要，因此，全世界范围内掀起了中医中药热。面对科学技术，特别是医药工业的迅猛发展，国际间医药学术交流活动的日益频繁以及药品市场竞争越来越激烈，实现中药现代化，与国际接轨，已成为中医药工作者的共识。改革开放到党的十五大，我国明确了中药发展的战略方向和思路，提出科教兴业的战略主体目标，中药的发展迈进了一大步。中药生产中的大