中藥化學(xué)成分提取分離方法的研究進展

尹永芹，沈志濱

（廣東藥學(xué)院中藥學(xué)院，廣東 廣州 510006）

中醫(yī)藥是中華民族的瑰寶，然而，中藥提取分離工藝發(fā)展較為滯后，成為了傳統(tǒng)中醫(yī)藥發(fā)展和生存的瓶頸。因此，必須對傳統(tǒng)的方法不斷進行優(yōu)化，對新方法不斷進行推廣和完善。在此對一些中藥化學(xué)成分提取分離新技術(shù)進行綜述。

1 提取方法

1.1 超高壓提取

超高壓提取也稱超高冷等靜壓提取，是指在常溫下用100～1 000MPa的流體靜壓力作用于提取溶劑和中藥的混合液上，并在預(yù)定壓力下保持一段時間，使植物細胞內(nèi)外壓力達到平衡后迅速卸壓。由于細胞內(nèi)外滲透壓力忽然增大，細胞膜的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，使得細胞內(nèi)的有效成分能夠穿過細胞的各種膜而轉(zhuǎn)移到細胞外的提取液中，從而達到提取中藥有效成分的目的[1]。此技術(shù)在國內(nèi)外主要應(yīng)用于食品業(yè)，以防止食物微生物污染、延長食品儲藏時間[2]。超高壓提取不僅收率高、時間短、耗能低，而且產(chǎn)物易分離、純化，同時可在低溫下進行，特別適宜于受熱不穩(wěn)定化合物的提取，如丹參素等。陳瑞戰(zhàn)等[3]將丹參用80％乙醇溶液（pH=13）浸泡16h后，在300MPa壓力下進行提取，結(jié)果丹參素提取率為0.465％，較熱回流提取法高33.7％。超高壓提取還適用于黃酮類、生物堿類等化合物[4]。樊振江等[5]利用超高壓提取柿葉中總黃酮，在乙醇體積分數(shù)65％、壓力450MPa、固液比1 g∶314mL的工藝條件下，總黃酮收率可達50.2％，與回流提取法相比，收率高、提取時間短。

1.2 酶解法

中藥酶法工藝是以中醫(yī)藥理論為指導(dǎo)，在傳統(tǒng)的溶劑提取方法基礎(chǔ)上，利用酶反應(yīng)高度專一的特點，選擇相應(yīng)酶，將細胞壁組分水解或降解，破壞其結(jié)構(gòu)，使壁內(nèi)有效成分充分暴露出來，溶解、混懸或膠溶于溶劑中，從而達到提取分離細胞內(nèi)有效成分的目的[6]。付宏媛等[7]利用纖維素酶水解甘薯多糖，結(jié)合熱水浸提甘薯多糖，提取率達到5.55％；通過正交試驗得到酶解最適作用條件為反應(yīng)90min、纖維素酶添加量為0.04％（酶活性不低于10 000μg/g）、反應(yīng)溫度30℃。趙鴻賓等[8]采用纖維素酶酶解法提取，大大提高了白藜蘆醇的提取率，提高了虎杖藥材的利用率。劉曉光等[9]報道，在pH為5.0、溫度為55℃、酶解時間為90 min、酶質(zhì)量濃度為0.15mg/mL、料液質(zhì)量比為1∶12的最佳條件下，從山楂中提取黃酮的收率可達到90％，且黃酮類化合物的活性依然存在。

1.3 微波萃取

微波萃取技術(shù)是利用不同組分吸收微波能力的差異，使基體物質(zhì)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(zhì)從基體或體系中分離，進入到介電常數(shù)較小、微波吸收能力相對較差的萃取劑中。微波具有極強的穿透力，能使細胞壁膜快速破碎，且對萃取物有較好的選擇性，有利于萃取不穩(wěn)定物質(zhì)。該法試劑用量少、節(jié)能省時、產(chǎn)量大[10]。近年來微波技術(shù)開始應(yīng)用于中藥有效成分的提取。如Ganzler[11]從棉籽中提取棉實糖，從豆類中提取豆堿。周謹?shù)萚12]利用微波萃取法，以水為溶劑提取銀杏黃酮苷，使平均提取率提高到60.5％，比常規(guī)水提法高出40％，而時間減少了一半。郝守祝等[13]用微波萃取大黃游離蒽醌，提取效率明顯優(yōu)于常規(guī)煎煮法，同95％乙醇回流提取法相當。

1.4 半仿生提取法

半仿生提取法模仿口服藥物在胃腸道的轉(zhuǎn)運過程，采用選定pH的酸性水和堿性水依次連續(xù)提取。這種提取法既體現(xiàn)了中醫(yī)臨床用藥的綜合作用特點，又符合口服藥物經(jīng)胃腸道轉(zhuǎn)運吸收的原理，同時不經(jīng)乙醇處理，可以提取和保留更多的有效成分，縮短生產(chǎn)周期，降低成本。但是長時間高溫煎煮會影響許多有效活性成分，從而降低藥效。惠建國等[14]以苦參堿、氧化苦參堿、苦參總堿、干浸膏為指標，對苦參半仿生提取法與水提取法進行比較，結(jié)果5種指標成分及綜合評價值順序皆為半仿生提取法大于水提取法。

1.5 真空冷凍干燥法

真空冷凍干燥是穩(wěn)定化的物質(zhì)干燥過程，將含有大量水分的物料預(yù)先進行降溫凍結(jié)成固態(tài)，在真空的條件下使其中的水分從固態(tài)直接升華變成氣態(tài)排出，以除去水分而保存物質(zhì)[15]。此方法能在分離提取中快速富集有效成分，由于操作溫度較低、不易破壞活性成分，適于生命活性組織中有效成分的提取分離。唐嵐等[16]對參附青注射液進行了凍干研究，結(jié)果參附青凍干粉針較注射液穩(wěn)定，且成型性、水溶性更好。冷凍干燥法除了應(yīng)用于凍干粉針，也是制備各種脂質(zhì)體、毫微粒、納米乳的常用方法。

1.6 超臨界流體萃取法

超臨界流體萃取技術(shù)工藝流程簡單、提取溫度低、萃取劑無毒無害、環(huán)保又高效。作為溶劑的超臨界流體與被萃取物料接觸，使物料中的某些組分（稱萃取物）被超臨界流體溶解并攜帶，從而與物料中其他組分（萃余物）分離，之后通過降低壓力或調(diào)節(jié)溫度，降低超臨界流體的密度，從而降低其溶解能力，使超臨界流體解析出其所攜帶的萃取物，達到萃取分離的目的[17]，CO2因其具有較適宜的臨界條件和溶解度參數(shù)而常被作為萃取劑[18－19]。

劉愛東等[20]在萃取溫度為60℃、萃取壓力為20 MPa、萃取時間為3h的最佳萃取條件下，提取前胡中白花前胡甲素，在加入夾帶劑乙醇后白花前胡甲素提取量增加，且超臨界流體萃取法明顯優(yōu)于水煎煮和加熱回流法。劉同舉等[21]研究黨參炔苷的超臨界CO2萃取工藝，在動態(tài)夾帶劑乙醇流速為1 mL/min，常壓CO2流速為2 L/min，30 MPa，60℃下萃取100 min，黨參炔苷收率為0.078 6mg/g，優(yōu)于傳統(tǒng)超聲萃取法。

2 分離方法

2.1 膜分離技術(shù)

膜分離技術(shù)的實質(zhì)是使用具有選擇透過性的膜為分離介質(zhì)，當膜兩側(cè)存在某種推動力（如壓力差、濃度差、電位差等）時，物料依據(jù)濾膜孔徑的大小而通過或被截留，選擇性地透過膜，達到分離、提純的目的。使用膜技術(shù)（包括超濾膜、微孔濾膜、半透膜、反滲透膜等），可以在原生物體系環(huán)境下實現(xiàn)物質(zhì)分離，可以高效濃縮富積產(chǎn)物，有效去除雜質(zhì)。但各種膜因分離性能的不同而有不同的適用范圍。超濾主要用于除病毒、熱原和蛋白質(zhì)，微濾膜主要用于澄清、除菌和除顆粒，反滲透主要用于去除無機鹽、金屬離子等。張佳等[22]利用陶瓷膜超濾對香菇多糖進行純化精制，結(jié)果經(jīng)過1％活性炭作預(yù)處理后，4.5 g/L的香菇多糖粗品溶液在超濾溫度為40℃、超濾壓力為0.2 MPa、膜面流速為4.5m/s時，多糖粗品脫色率達90.9％，蛋白質(zhì)的脫除率可達81％，精制得香菇多糖的純度為89.7％，回收率為77.6％。李淑莉等[23]通過測定小檗堿的回收率及殘渣去除率，比較超濾法和醇沉法對黃連解毒湯的水提液純化的優(yōu)劣，結(jié)果表明超濾法優(yōu)于醇沉法。

2.2 雙水相萃取技術(shù)

雙水相萃取技術(shù)是把兩種聚合物或一種聚合物與一種鹽的水溶液混合在一起，由于聚合物與聚合物之間或聚合物與鹽之間的不相溶性形成兩相。雙水相技術(shù)操作條件溫和，可連續(xù)操作[24]，目前已成功地應(yīng)用于蛋白質(zhì)、核酸和病毒等生物產(chǎn)品的分離和純化，以及生物轉(zhuǎn)化及生物分析中[25]。近年來雙水相技術(shù)又有了新的發(fā)展，出現(xiàn)了離子液體/鹽雙水相體系。離子液體是指由離子組成的在室溫時呈液態(tài)的液體，一般由有機陽離子和無機陰離子組成。離子液體有較好的化學(xué)穩(wěn)定性；通過陰陽離子的設(shè)計可調(diào)節(jié)其對無機物、水、有機物及聚合物的溶解性，并且其酸度可調(diào)至超酸；改變陰陽離子組成，可以合成不同性質(zhì)的離子液體。劉慶芬等[26]用[Bmim]BF4和 NaH2PO4·2H2O水溶液形成的雙水相體系在NaH2PO4·2H2O 36％～38％（質(zhì)量分數(shù)）、青霉素濃度50 000 U/mL、離子液體40％～45％（體積分數(shù)）的最佳萃取參數(shù)下對青霉素G進行萃取，萃取率可達93.7％。萃取過程不發(fā)生乳化現(xiàn)象，兩相分離完好。

2.3 泡沫分離技術(shù)（泡沫吸附分離技術(shù)）

泡沫分離技術(shù)是以氣泡作為分離介質(zhì)，利用被分離物質(zhì)在氣液兩相界面吸附性質(zhì)的差異濃縮分離溶液中的表面活性物質(zhì)[27]的一種工藝。泡沫分離的過程是通過在液相底部通入某種氣體或使用某種裝置產(chǎn)生泡沫，收集泡沫就得到了某種產(chǎn)物的濃縮液。泡沫分離體系的影響因素很多，包括系統(tǒng)的操作參數(shù)，如氣體流速、回流比、泡沫高度、溫度等；溶液的性質(zhì)，如pH、溶液表面活性劑初始濃度、離子強度、氣泡尺寸等[28]。近年來泡沫分離已應(yīng)用于污水處理、金屬離子回收以及生物大分子如蛋白質(zhì)、酶[29]等的富集與分離中。趙艷麗等[30]采用兩級泡沫分離法分離提取多黏菌素E，在最佳的操作條件下其總收率為68.06％，富集比為18.28，大幅度地提高了濃縮分離效果，二級泡沫分離后的殘液還可作為第一級泡沫分離的初液繼續(xù)進行濃縮分離，能夠更加有效地提取多黏菌素E。蘇艷桃等[31]以回收率、富集比和產(chǎn)品質(zhì)量分數(shù)為指標，單因素考察影響泡沫分離效果，間歇式泡沫分離甘草皂苷的最佳工藝條件為pH=4、進料液中甘草酸質(zhì)量濃度為0.23 mg/mL，進氣速度為600mL/min，進料體積為1 000mL，此時泡沫相中甘草酸的回收率為91.9％，富集比為6.4，甘草酸質(zhì)量分數(shù)為32.3％。

2.4 分子印跡技術(shù)

分子印跡技術(shù)是近年來發(fā)展起來的一門新技術(shù)，應(yīng)用領(lǐng)域很廣，可應(yīng)用于環(huán)境、食品及藥物等領(lǐng)域。其基本原理是：模板（即印跡分子）與功能單體通過共價或非共價作用在溶劑中形成復(fù)合物后，通過引發(fā)劑引發(fā)，將帶有特殊官能團的功能單體與交聯(lián)劑進行光或熱聚合，得到高度交聯(lián)的聚合物，然后通過物理或化學(xué)（如洗脫、水解等）方法除去模板，聚合物主體上就形成了與模板空間相匹配的具有多重作用位點的孔穴，這種孔穴對模板及與模板結(jié)構(gòu)相似的分子具有特異性結(jié)合能力[32]。分子印跡聚合物因?qū)δ繕宋镉休^高的選擇性而可進行手性分離，又因具有一定的機械強度和耐酸、耐堿及熱穩(wěn)定性而將其視為性能優(yōu)良的吸附劑。分子印跡聚合物作為固相萃取的吸附劑，即分子印跡－固相萃取法有著廣泛的應(yīng)用前景。Theodoridisg等[33]使用莨菪堿為替代模板合成了針對東莨菪堿的分子印跡聚合物進行固相萃取。李禮等[34]分別以中藥黃櫨的主要成分非瑟酮為印跡分子、丙烯酰胺為功能單體、乙二醇二甲基丙烯酸酯為交聯(lián)劑，通過封管聚合法合成了分子印跡聚合物，將其裝于自制的固相萃取柱中，通過優(yōu)化清洗及洗脫條件，使非瑟酮與它的結(jié)構(gòu)相似物槲皮素在柱上得到了很好的分離。謝建春等[35]用非共價法，在極性溶劑中，以丙烯酰胺作功能單體，以強極性化合物槲皮素為模板，制備了分子烙印聚合物（MIP），將此聚合物直接分離銀杏葉提取物水解液，得到主要含模板槲皮素及與槲皮素結(jié)構(gòu)相似化合物山奈酚兩種黃酮的組分。

2.5 分子蒸餾

分子蒸餾又稱短程蒸餾，是一種利用分子自由程原理對含有不同物質(zhì)的物料在液－液狀態(tài)下進行分離的技術(shù)。分離過程中，物料處于高真空、相對低溫的環(huán)境，停留的時間短，損耗極少，適用于高沸點，低熱敏性物料的分離，尤其是揮發(fā)油類，如玫瑰油、藿香油。崔剛[36]運用分子蒸餾法分離提取大蒜精油，當控制系統(tǒng)的壓力為105 Pa、進料速度為1.2 g/min、進料溫度為40～55℃，蒸餾溫度為45.1℃時具有最好的二次分子蒸餾效果，大蒜精油均總提取率可達0.476％，純度達99.85％。由文獻[37－38]可知，在220℃、1.5mL/min條件下，進行葡萄籽油脫酸，過氧化值可從5.16meq/kg降至0.5meq/kg，游離脂肪酸含量降低于0.1％，維生素E保持率高達94.5％；采用三級分子蒸餾分離大豆脫臭餾出物中的維生素E，可得到純度為65％的維生素E，回收率接近90％。

3 展望

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，中藥化學(xué)成分提取分離的方法在不斷地改進，更多技術(shù)含量高的方法被廣泛應(yīng)用，相信這些新技術(shù)的推廣應(yīng)用，將會使生產(chǎn)成本降低、產(chǎn)品質(zhì)量得到提高，從而推動中藥的現(xiàn)代化進程，為中藥走向國際市場奠定基礎(chǔ)。

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