浸提、分离、精制、浓缩与干燥

第六章浸提、分离、精制、浓缩与干燥学习要求•掌握–中药浸提的过程及其影响因素–常用的浸提方法与选用–各种分离方法的特点与选用–常用精制、浓缩与干燥方法的原理与选用•熟悉–中药浸提、分离、精制、浓缩与干燥的目的–浸提常用设备的构造、性能与使用保养•了解–中药浸提常用溶剂和浸提辅助剂–药材成分与疗效的关系制剂新技术•技能–会进行上述单元操作操作–会使用相关仪器设备第一节概述一、药材成分与疗效的关系有效成分（起主要药效的物质）辅助成分（本身无特殊疗效，但能增强或缓和有效成分作用的物质。或指有利于有效成分的浸出或增强制剂稳定性的物质）无效成分（无生物活性，不起药效物质）组织物质（构成药材细胞或其他不溶性物质）浸提、分离、精制、浓缩与干燥目的缩小体积、减小剂量保证有效成分不损失提高疗效及稳定性前处理应注意根据中药复方多成分综合疗效的整体效应选择前处理方法符合生产实际，便于生产1有效成分有效成分指药材中起主要药效作用的化学成分如生物碱、黄酮、苷类、挥发油等黄连中小檗碱（黄连素）大黄中大黄素等蒽醌类化合物2辅助成分辅助成分指本身无药效，但能增加或缓和有效成分的作用，有利于有效成分的浸出，增加制剂的稳定性等作用。如大黄鞣质，葛根淀粉，甘草酸等。目前中药制剂的有效组分主要为：中药原药材提取物的全成分、中药生药的某一类提取物以及中药原药材提取物中的某一化合物。无效成分：无生物活性，不起药效的物质。如鞣质，油脂，树脂，淀粉等。组织物质：构成药材细胞或其他的不溶性物质。纤维素，栓皮，石细胞中药药剂制剂基本过程有效方药药效物质适宜剂型中药药效物质提取、分离、纯化的新技术、新工艺中药制剂成型技术、工艺中药提取浓缩工艺流程图第二节浸提浸出过程：浸润、渗透阶段解吸、溶解阶段扩散、置换阶段浸润与渗透浸润—溶剂使药材润湿、进入细胞间隙，细胞膜膨胀恢复通透性渗透—溶剂通过细胞膜及细胞组织渗透到细胞内部条件：药材与溶剂间的亲和力溶剂分子间的内聚力多数药材能被极性溶剂润湿•浸润：药材中的极性基团（蛋白质、果胶、糖类、纤维素）与水的亲和性脱脂处理：从脂肪油多的药材中提水溶性成分药材先行干燥：非极性溶剂提取脂溶性成分•表面活性剂的加入，易润湿。解吸与溶解阶段解吸：细胞中各种成分间的亲和力解除而转入浸提溶剂中。如叶绿素溶解：经解吸的各种成分溶解或胶溶于溶剂中，使细胞膜内外产生浓度差和渗透压差此过程快慢取决于溶剂与有效成分的亲和力大小中药浸提原理Fick’s第一扩散公式扩散(置换)阶段植物细胞膜内外溶剂中药物浓度的高低差别产生的渗透压差，使细胞内外溶液互相渗透直至内外浓度相等、渗透压平衡时，扩散终止dtdxdcDFdsDt—扩散时间Ds／dt—扩散速率F—扩散面积,代表药材的粉碎度D—扩散系数dc/dx—浓度差提高浸提效果最重要是保持最大的浓度梯度dc／dxrNRTD61D：扩散系数；R：摩尔气体常数T：绝对温度N：阿伏加德罗常数γ：溶质分子半径η：粘度π：常数液体粘度小,物质分子小,温度高时,D值大,有利于提高效率F值（粒度）需受到一定控制，D值、t值较为固定。影响浸提的主要因素药材的粉碎度（F）理论上F大，dc/dt大，但如果F太大导致其微粉学理化性质变化：巨大表面能对药液成分有较大吸附性，扩散速度受影响组织细胞破裂过分使浸出杂质多微粉的聚集性使流动阻力增加而难过滤药材成分分子小的D值较大,比大分子较易渗出,且有效成分常属于小分子物质,大分子物质常无效.溶出速度除与分子大小有关外,与溶解性有关.浸提温度TD增大,ds/dt增大，有利于扩散浸出不耐热成分破坏挥发性成分的破坏浸提杂质多浸提应控制适当温度.浸提时间tds与dt成正比，以扩散达到平衡的时间t即可，太长时间会导致有效成分酶解、大量杂质溶出等。浓度梯度增大dc/dx、提高浸出效果增加浓度差的办法：搅拌、更换新溶剂、溶剂循环流动、流动溶剂溶剂pH根据浸出有效成分（部位）理化性质调整浸提溶剂的pH值有利于有效成分提取浸提压力使部分细胞壁破裂有利浸出，加速溶剂润湿、渗透扩散，缩短浸提时间三、浸出溶剂浸出溶剂应达到的要求常用的浸出溶剂极性浸出溶剂，如水半极性浸出溶剂，如乙醇、丙酮非极性浸出溶剂，如乙醚、氯仿、石油醚应能最大限度地溶解和浸出有效成分，而尽量避免浸出无效成分或有害物质；本身无药理作用不与药材中有效成分发生不应有的化学反应，不影响含量测定；经济、易得、使用安全等1.水•极性大、溶解范围广、经济易得。浸出成分：生物碱盐类、苷、苦味质、有机酸盐、鞣质、蛋白质、糖、树胶、色素、多糖类、酶、少量挥发油。缺点：浸出范围广，选择性差，易浸出大量无效成分造成制剂困难，引起有效成分水解或发生化学变化。2.乙醇半极性溶剂，既能溶解一些水溶性成分，又能溶解一些脂溶性成分。＞90%挥发油、有机酸、树脂、叶绿素等50%~70%生物碱、苷类等＜50%苦味质、蒽醌苷类等＞40%可延缓酯类、苷类等成分水解20%具防腐作用缺点：具药理作用，价昂易燃。3.其他有机溶剂乙醚、氯仿、石油醚某些有效成分的提取精制最终产品需做溶剂残留量的限度测定浸提辅助剂加入浸提辅助剂目的增加浸提成分的溶解度提高浸提效能增加稳定性(制剂,药液)去除或减少某些杂质酸:①促进生物碱浸出②使酸性成分游离,便于有机溶剂浸提③除去酸不溶性杂质;常用酸:硫酸、盐酸、醋酸、酒石酸等加酸操作注意：(1)用量以维持浸提所需pH值即可。以免造成不良反应和成份的水解；(2)一次性加于最初少量浸提液中，不可在全部浸提溶剂中加。碱:①使生物碱游离便于有机溶剂浸提②使酸性成分成盐便于水中浸出完全③防止某些甙类水解④加碱的碱水溶液能溶解树脂酸、蛋白质而使酸性杂质增加常用碱:氨水：挥发性弱碱,成分破坏性小,易控制用量碳酸钙、氢氧化钙:不溶性碱化剂注意：(1)不宜用NaOH(2)一次性加于最初少量浸提液中，不可在全部浸提溶剂中加。五、常用浸提方法与设备煎煮法浸渍法渗漉法回流法水蒸汽蒸馏法超临界流体萃取法药材饮片洗净浸泡润湿膨胀煮沸规定时间筛或沙布过滤药渣药液常压加压水浓缩工序水水煎煮法•煎煮常用设备:•1.不锈钢夹层锅可以倾泻药汁可以加搅拌器等为何需要夹层2.多功能提取罐①常压常温,加压高温,减压低温提取②无论水提、醇提、提油、蒸制、回收药渣中溶剂等均能使用③采用气压自动排渣,操作方便,安全可靠提取挥发油④提取时间短,生产效率高;设有集中控制台,控制各项操作,可大大减轻劳动强度,利于流水线生产多能提取罐•2.球形煮罐•多用于驴皮的煎煮。边煮边翻动（二）浸渍法：是用定量的溶剂，在一定的温度下,将中药浸泡一定的时间，以提取所含成分的一种方法。适用范围：黏性药物、无组织结构的中药、新鲜及易于膨胀的中药、有效成分遇热易挥发或易破坏的药材(如芳香性中药)。缺点：提取时间长，效率低，有效成分浸出不完全。水提液体积大易发霉，不适合浸提贵重药材、毒性药材及制备高浓度制剂。分类：按提取温度和浸渍次数可分为冷浸渍法、热浸渍法和重浸渍法三种。效率：重浸渍法＞热浸渍法＞冷浸渍法冷浸法室温密闭3-5天定时振摇滤过药渣定量溶剂药材颗粒药液压榨过滤浸渍药液酒剂酊剂其他制剂浓缩热浸法40－60℃浸渍定时振摇滤过药渣定量溶剂药材颗粒药液压榨过滤分离浸渍药液酒剂重浸渍法全量浸提溶剂第2份第1份药渣药液浸提液药材粗粒药渣第3份常用设备：浸渍法所用的主要设备为浸渍器和压榨器（1）浸渍器：工业生产中常用不锈钢罐、搪瓷罐，亦有采用陶瓷罐者。（2）压榨器：小量生产时可用螺旋压榨机,如下图1所示；大量生产时宜采用水压机,如下图2所示，榨出药渣中吸附的残留浸液。（三）渗漉法：是将中药粗粉置渗漉器内,溶剂连续地从渗漉器的上部加入,渗漉液不断地从其下部流出,从而浸出中药中所含成分的一种提取方法。适用范围：适用于贵重药材、毒性药材及高浓度制剂；也可用于有效成分含量较低的药材的提取。但对新鲜的及易膨胀的药材，无组织结构的药材（如乳香、松香）不宜选用。特点：渗漉法属于动态浸出,即溶剂相对药粉流动提取,溶剂的利用率高,有效成分浸出完全。渗漉过程需要的时间较长,不宜用水作溶剂,通常用不同浓度的乙醇或白酒,故应防止溶剂的挥发损失。分类：操作方法的不同，可分为四类。单渗漉法重渗漉法分类加压渗漉法逆流渗漉法(三)、渗漉法1.单渗漉法药材溶剂浸出液低浓度浸出液图动态浸出过程药粉装入渗漉筒时注意事项：⑴应均匀，要分次装，并层层压平。⑵不能过松过紧。⑶渗漉筒中的药粉量装得不宜过多，一般装其容积的2/3,留一定的空间以存放溶剂,可连续渗漉和便于操作。操作注意事项中药粉碎的粒度以中等粉或粗粉为宜药粉装填之前先用溶剂润湿，使其充分膨胀装筒时要分次装，并层层压平装筒后要排除筒内剩余空气，关闭活塞、浸没药面数厘米，加盖放置24～48小时流速：1～3ml/min，收集85%初漉液另存，续漉液浓缩后与之合并。渗漉法的特点动态浸出浓度梯度大，浸出效果好溶剂用量少慢速浸出：1-3ml/min快速浸出：3-5ml/min2、重渗漉法：重渗漉法是将渗漉液重复用作新药粉的溶剂，进行多次渗漉以提高浸出液浓度的方法。由于多次渗漉,则溶剂通过的粉柱长度为各次渗漉粉柱高度的总和，故能提高浸出效率。（四）回流法：用乙醇等挥发性有机溶剂提取,提取液被加热,挥发性溶剂馏出后又被冷凝,重复流回浸出器中浸提中药,这样周而复始,直至有效成分回流提取完全的方法。分类：回流法可分为回流热浸法和回流冷浸法（连续回流提取法）。适用范围：对湿、热稳定，有效成分溶于乙醇等有机溶剂的药材。效率较高、溶剂耗用量少（较渗漉法）。特点:1.回流热浸法:溶剂用量多，加热时间长。不适用受热易破坏的药材成分的浸提。2.回流冷浸法:溶剂用量少实验室:少量药粉用索氏提取器生产:大量生产时循环回流冷浸装置2、回流热浸法2、回流冷浸法：少量药粉可用索氏提取器提取，大量生产时采用循环回流冷浸装置。溶剂既可循环使用，又能不断更新，故溶剂用量最少，且浸出较完全。将含有挥发性成分的中药与水共蒸馏，使挥发性成分随水蒸气一并馏出，并经冷凝分取挥发性成分的一种提取方法。水蒸汽蒸馏方法（六）超临界流体提取法：也称为超临界流体萃取（简称SFE）。超临界流体及其性质：超临界流体是指处于临界温度(Tc)与临界压力(Pc)以上的流体。其密度接近于液体，故分子间相互作用增大，对物质的溶解度大；黏度接近于气体，扩散系数比液体大100倍以上，故传质快。适用范围：一般采用CO2。因其临界温度低（Tc=31.4℃），临界压力适中（Pc=7.37Mpa）,易操作，价廉，性质惰性，无毒。对亲脂性、低沸点成分溶解能力强，如挥发油等。分子极性基团（如-OH、-COOH）越多，越难提取。汉方制药：“广药牌灵芝孢子油软胶囊”，注射用蛋黄卵磷脂，成功解决进口产品注射用蛋黄卵磷脂国产化问题。（八）超声波提取法：利用超声波，通过增大溶剂分子的运动速度及穿透力以提取中药有效成分的方法。超声波：人类耳朵听不到的频率为20千赫～50兆赫左右的机械波，需要载体或介质来进行传播。特点：与煎煮法、浸渍法、渗漉法等传统的提取方法比较，具有省时、节能、提取效率高等优点。但目前只在实验室应用，很难用于机械化大生产。适用范围：一般用于少量粉末药材的浸提。第三节分离与精制第三节分离与纯化分离—固液分离分离精制目的:达到较纯有效成分(部位)、杂质少、体积小的目的。分离精制的方法：（一）沉降（二）离心（三）滤过利用混合液中固体物质与液体介质密度差分离，沉降力是重力。例子：水飞朱砂沉降分离法原理原理：利用混合液中固液介质密度差、借助高速旋转具有不同离心力达到分离。离心力C比重力G大数千倍离心分离法三足式离心机自动卸料离心机超高速离心机:过筛截留深层滤过滤过分离法1、滤过后应保留有效成分：①有效成分为可溶性成分时取滤液；②有效成分为固体沉淀物或结晶时则取滤渣(或称滤饼)；③有时滤液和滤饼皆为有效成分，应分别收集。2、滤过机制：过筛作用、深层滤过、静电吸附V/t