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近幾十年來，中草藥的生產(chǎn)實現(xiàn)了一定程度的機械化和半機械化。傳統(tǒng)中藥往往被認為有效成分含量低、雜質(zhì)多、質(zhì)量不穩(wěn)定，因此用藥多建立在經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，不能與現(xiàn)代醫(yī)學(xué)接軌。為解決這個問題，中藥必須走提取和純化的道路。

    中藥的提取包括浸出、澄清、過濾和蒸發(fā)等許多的單元操作。浸出是其中很重要的單元操作，是大多數(shù)中藥生產(chǎn)的起點。浸出工藝的好壞，直接關(guān)系到中藥材的利用率和后續(xù)加工的難易。浸出工藝可以視為中藥生產(chǎn)現(xiàn)代化的重要環(huán)節(jié)，因此，研究并優(yōu)化中藥浸出工藝十分必要。

    1、基本原理及影響因素
    中藥的浸取是溶劑進入藥材，將有效成分從固相轉(zhuǎn)移到液相的過程。一般認為，有效成分在藥材中的擴散是決定浸出速率的主要步驟。影響浸出的因素主要有溶劑、溫度、壓力、固體藥材粒度與液體的流動狀態(tài)等。

    溶劑的極性、粘度等物性影響到植物組織中不同物質(zhì)的浸出速度和溶出度。水和乙醇是zui常用的溶劑，兩者的不同配比混合溶液對中藥材的浸出影響很大。

    溫度和壓力升高，擴散速度加快，浸出速度也加快。但溫度過高可能會破壞熱敏成分。傳統(tǒng)中藥生產(chǎn)采用的煎煮是在常壓沸點下進行的。但也有報道認為，減壓操作有利于提高藥材吃水量，使組織疏松，有利于浸出。

    藥材粒度越小，比表面積越大，浸取速度越快。但粒度過小會使雜質(zhì)浸出量增加，分離提純困難。固液相對運動速率越高，溶液的湍動越強烈，會導(dǎo)致邊界層變薄，更新加快，提高浸出速度。

    2、研究現(xiàn)狀及成果
    2.1傳統(tǒng)工藝及設(shè)備的優(yōu)化革新
    針對中藥提取工藝中能耗、物耗大，雜質(zhì)多，效率低的狀況，近年來，許多學(xué)者從不同角度對中藥提取工藝進行了摸索與優(yōu)化，在保持“中藥特色”的前提下，逐步實現(xiàn)中成藥生產(chǎn)的科學(xué)化、規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化。

    傳統(tǒng)工藝是經(jīng)過大量生產(chǎn)與臨床實踐檢驗的，與中醫(yī)理論極為緊密。對傳統(tǒng)工藝的優(yōu)化可得到zui直接的效益，已有的工作多集中在這一方面。吳盛貴等以提取時PH值、提取時間、酸化時PH為變量，對*堿水提取工藝進行了優(yōu)化。發(fā)現(xiàn)提取時的pH值對提取效果的影響zui大，提取時間和酸化時PH值的影響則不明顯。謝陽等對甘草酸粗品的制備工藝條件進行優(yōu)選，給出了出汁量和酸化酸度均比老工藝高的新工藝，而浸漬時間僅為原工藝的1／12，收率也有顯著提高。

     林緞嫦等對水提、水提醇沉、稀醇提取和水提石灰乳沉淀的方法制備金銀花提取物進行了比較研究，發(fā)現(xiàn)稀醇提取較水提效率高近40％，兩者均耗18倍體積的溶劑，耗時4 h。醇沉法可回收綠原酸90％以上，遠遠優(yōu)于石灰乳沉淀法的收率，原因主要是由于堿性條件下綠原酸的水解，同時與沉淀不*、沉淀劑對產(chǎn)物有吸附作用也有關(guān)系。

     張永紅等研究了不同提取條件下大黃提取液中蒽醌的含量。將不同濃度的乙醇提取液中總蒽醌、游離蒽醌、結(jié)合蒽醌的百分含量對乙醇濃度進行了線性回歸。發(fā)現(xiàn)結(jié)合蒽醌的百分含量與乙醇濃度有一定相關(guān)性，隨乙醇濃度的提高有略微增加的趨勢，而游離蒽醌隨乙醇濃度的變化不大。醇提效果明顯優(yōu)于水提。由于長時間加熱有些蒽醌類物質(zhì)會被破壞，煎煮時間不能過長。

    分別提取各組分后配制藥物也是制藥的一種方法。韋嘉松等探討了田七莖葉總皂甙提取新工藝，將已有的乙醇回流、乙醚、汽油脫脂、正丁醇提取法及水煮醇沉、水飽和正丁醇提取法進行了比較，認為后者較好。主要原因是前法葉綠素溶出較多，當(dāng)葉綠素沉淀析出時，吸附一部分皂甙而使收率降低。這一研究對藥材綜合利用有一定意義。

    通過改變工藝流程可實現(xiàn)提高設(shè)備利用率或產(chǎn)物收率的目的。邵錫宸等以復(fù)方川貝精為例，分別進行單罐加壓二次錯流提取和五效加壓逆流提取試驗。結(jié)果表明在保持大致相等的出膏率的條件下，后者所得的提取液濃度大大高于前者，能耗物耗大大降低。
在優(yōu)化傳統(tǒng)工藝的同時，許多研究者提出了現(xiàn)有設(shè)備的結(jié)構(gòu)改造和綜合利用。以多能提取罐為例，對于其出渣門易阻塞、天熱源的問題，一些廠家將出渣口改為柱形，在出渣門增設(shè)了蒸汽加熱夾層，強化總體傳熱和料液傳質(zhì)，減輕了出渣受阻的程度。針對多能提取罐濾網(wǎng)易堵塞、過濾速度慢、藥渣中溶劑回收不*的情況，有研究者設(shè)計出雙濾網(wǎng)式中藥多能提取罐，在罐體上增設(shè)大面積的環(huán)型濾網(wǎng)及罐體排液口，濾網(wǎng)位置高、面積大，改善了過濾效果，排液快且*。

    在化工分離裝置中，常采用添加內(nèi)構(gòu)件的方法改變物料的流動和接觸狀況，以強化提取和分離過程。這同樣適用于中藥的提取分離。倪力軍等設(shè)計的浸取設(shè)備，即通過在普通提取釜內(nèi)加一個由安裝在旋轉(zhuǎn)軸上的攪拌裝與固定在釜內(nèi)壁上的外擋板組成的內(nèi)構(gòu)件來提高收率和效率。其原理在于內(nèi)構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)攪拌破壞了銀杏葉的纖維結(jié)構(gòu)，對葉片充分揉搓、剪切、擠壓，擴大了傳質(zhì)面積并使之不斷更新，強化了葉內(nèi)擴散。上海中藥裝備研究中心也已將往復(fù)篩板塔應(yīng)用于SMZ生產(chǎn)和抗生素、天然藥物及有機中間體提取等多個領(lǐng)域。

    與操作條件優(yōu)化相比，浸取設(shè)備的改進做得還是相當(dāng)少的，目前也僅有少數(shù)設(shè)備有機械攪拌和氣動攪拌裝置，是急需加強的一個方面。

    目前實際生產(chǎn)采用的仍主要是煎煮、回流提取工藝，有研究者對傳統(tǒng)方法進行了一些改進，提出了一些新的提取方法。王杰等對利用這些不同方法從黃連中提取小檗堿的效果進行了比較。固液熱提取法的實驗裝置。與回流提取法和連續(xù)回流提取法相比，固液熱提取法從黃連中提取小檗堿，溶媒用量少，提取時間短，得率高，主要是因為該法是在沸點溫度的三相傳遞過程，改變了加熱和傳質(zhì)形式，導(dǎo)致傳質(zhì)系數(shù)和溶出量的大幅提高。

    2.2新方法的采用
    近年來一些新分離技術(shù)已開始引入中藥提取的研究和開發(fā)，如超臨界流體萃取（SFE）、超聲場強化、微波輔助提取技術(shù)等。許多研究結(jié)果表明，與傳統(tǒng)方法相比，這些技術(shù)可能會有產(chǎn)率高、純度高、速度快、物耗能耗少等特點，有著廣闊的研究和應(yīng)用前景。

    2.3超臨界流體萃?。⊿FE）
    超臨界流體兼具氣體的高度擴散性和低粘度液體的良好溶解性能，可以防止各種組分逸散和氧化，具有效率高，速度快等優(yōu)點。超臨界萃取過程通常在略高于萃取劑臨界溫度的條件下進行，減壓分離產(chǎn)品，十分簡便和安全，中藥中易揮發(fā)組分或生理活性物質(zhì)極少損失或破壞，沒有溶劑殘留，產(chǎn)品質(zhì)量高。超臨界流體已被廣泛地應(yīng)用于香料和油料的生產(chǎn)，在藥物提取中的應(yīng)用也開始為人們所重視。

    上海中藥工程中心已經(jīng)成功地將其應(yīng)用于生物堿、揮發(fā)油和內(nèi)酯的提取和分離。常用的超臨界萃取劑是二氧化碳，它的極性較弱，只適合揮發(fā)油、小分子萜類、部分生物堿的提取，對極性大的物質(zhì)，提取應(yīng)用受到一定限制。有研究者通過添加改性劑如甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、水等及增加壓力，改善流體溶解性質(zhì)，使超臨界流體萃取對生物堿、黃酮類、皂甙類等非揮發(fā)性有效成分的應(yīng)用也日趨普遍。

     超臨界流體萃取也可應(yīng)用于中藥有效成分的測定。茍奎斌等對超臨界流體萃取用于大黃素的定量測定進行了研究，發(fā)現(xiàn)萃取壓力對測量靈敏度影響顯著，改性劑量對靈敏度有一定影響，萃取溫度對測量靈敏度幾乎沒有影響。超臨界流體萃取不適于極性物質(zhì)的提取分離，也不適于中藥復(fù)方的提取，對生產(chǎn)設(shè)備的工藝要求較高，但高選擇性、高收率、低毒害仍是其它方法不能比擬的。

     2.4超聲波提取
     超聲波是一種高頻機械波。頻率范圍在15～60kHz的超聲，常被用于過程強化和引發(fā)化學(xué)反應(yīng)。超聲場主要通過超聲空化向體系提供能量，瞬間空化可實現(xiàn)5000℃的高溫和50MPa的局部高壓。超聲波在有機物降解和天然物的有效成分提取等方面已有了一定的應(yīng)用。超聲波提取速度快，收率有可能大大超過索氏提取法，已被許多中藥分析過程選為供試樣處理的手段。

     秦偉等從化學(xué)工程的角度分析，提出了超聲場的湍動效應(yīng)、微擾效應(yīng)、界面效應(yīng)和聚能效應(yīng)等4個附加效應(yīng)。他們以姜黃素-乙醇水溶液的浸取過程為研究對象，研究了超聲場介入對固液體系的浸取速率和提取率的影響，并與升溫、機械攪拌進行了比較，發(fā)現(xiàn)超聲波提取不僅加快了動力學(xué)過程，還提高了收率，即打破了原有的平衡。

     郭孝武等研究了不同頻率超聲對提取黃芩甙成分的影響，比較在同一提取時間，頻率分別為 20、 800、11 00kHz時，從中藥黃芩根中提取黃芩甙成分的得率，以20kHz下得率zui高，認為原因是該頻率下超聲空化效應(yīng)強，加之粉碎化學(xué)效應(yīng)，有利于有效成分轉(zhuǎn)移和黃羊式與水的混合。他們進一步研究了該頻率下不同提取時間對黃羊式提取率的影響，曲線存在極值，可能是由于超聲波對提取物有一定的破壞作用。

     趙越平等對從黃芩中提取黃芩甙的幾種不同方法：浸泡法、超聲法、回流法、索氏提流法進行了比較。他們認為回流法提取黃芩甙是快速、簡便、的，而浸泡法和超聲法提取率低，不能真實反映黃芩中黃芩甙的實際含量。這與其他文獻是有出入的，原因可能也是超聲場長時間作用下戚發(fā)生分解。超聲作用的時間和強度需要一系列實驗來確定，超聲波發(fā)生器工作噪音比較大，需注意防護，工業(yè)應(yīng)用有困難。

    2.5微波提取（MAE）
    微波是一種非電離的電磁輻射，被輻射物質(zhì)的極性分子在微波電磁場中快速轉(zhuǎn)向及定向排列，從而產(chǎn)生撕裂和相互摩擦引起發(fā)熱，同時可以保證能量的快速傳遞和充分利用。微波輔助提取的研究表明，微波輻射誘導(dǎo)萃取技術(shù)具有選擇性高、操作時間短、溶劑耗量少、有效成分得率高的特點，已被應(yīng)用于有機污染物的提取、天然化合物及生物活性成分的提取等方面。

     王家強等報道了微波用于重樓中皂甙的提取，并與水浴加熱回流法從時間、次數(shù)、含量進行對比。薄層色譜表明，常規(guī)和微波提取兩種方法所得皂甙顯示斑點*一致，表明微波并未破壞藥物的結(jié)構(gòu)。微波輻照5min的效果基本與2h常規(guī)加熱相同，而且雜質(zhì)含量少。微波加熱提取10min即可認為皂甙已提取完畢。銀又新等利用MAE提取丹參中的丹參酮，對比了不同溶劑配比、微波劑量、原料粒度下的提取率，結(jié)果證實使用MAE在速度上有較大優(yōu)勢；但產(chǎn)品純度不如超臨界流體萃?。⊿FE），得率低于SFE和索氏提取。

     微波提取要求藥物有一定的含水量，提取介質(zhì)的極性對提取效果影響很大。韓偉等用微波輔助提取三七中的有效成分Rgl，以正丁醇-水為萃取劑，考查了不同含水量下的提取效果，發(fā)現(xiàn)在較低含水量下提取效果隨含水量增加而增加，在20％處存在極值。由于吸收等原因，在同樣表觀微波強度下，相對微波透明的弱極性的提取劑提取效果可能好于強極性提取劑。Pare等申請了微波輔助提取材料中有機物質(zhì)的，利用微波透明介質(zhì)作為冷卻劑，使提出的有機物迅速冷卻并轉(zhuǎn)入主體相，達到了提高提取率、減少熱破壞的目的。他們利用這一工藝對薄荷、洋蔥中的揮發(fā)油進行了提取。

     微波對某些化合物有一定降解作用，但也有學(xué)者認為由于微波提取時間很短，其破壞作用甚至可能比一般方法小，劉鐘棟利用MAE提取桔皮果膠，顯微觀察發(fā)現(xiàn)微波使桔皮中的細胞膨爆，加速了內(nèi)部組織的崩解，崩解速度可由傳統(tǒng)酸解-提取所需的1h縮短為5min，兩種方法提取果膠的存在形式也有明顯不同，他們認為這是因為傳統(tǒng)方法對果膠破壞作用較大的緣故。微波具有熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)，尤以熱效應(yīng)特別明顯，水、乙醇等中藥提取常用溶劑在微波作用下均升溫明顯，同時微波泄露對操作者影響很大，這些對MAE的研究與應(yīng)用帶來了一定的困難，實驗用微波裝置設(shè)計的好壞對能否得到有價值的結(jié)果影響甚大。

    3、結(jié)論與展望
    綜上所述，中藥提取分離工藝發(fā)展的滯后成為傳統(tǒng)中醫(yī)藥發(fā)展和生存的瓶頸，必須對原有工藝進行優(yōu)化、革新和強化。化工分離和傳質(zhì)的強化技術(shù)將為此提供有力的保證，實現(xiàn)中醫(yī)藥學(xué)科與化學(xué)工程的交叉，將有利于實現(xiàn)中藥生產(chǎn)裝備的現(xiàn)代化。

    將化學(xué)工程的概念、理論引入中藥提取分離過程。利用已有的研究成果，結(jié)合中藥生產(chǎn)的具體情況，從基本影響因素的研究入手，對工藝流程、生產(chǎn)設(shè)備、操作條件作全面改造和細致摸索，給出可行的設(shè)計。

    通過施加外場。采用新型提取工藝等方式進行提取過程強化，研究新工藝對不同藥物及其不同組分提取的影響，在進行深入藥理研究的基礎(chǔ)上，尋找*操作條件和可能的作用機理，進而進行小型工業(yè)設(shè)備的設(shè)計。

    現(xiàn)有工作主要是對特定工藝的簡單改進，有很大的局限性，缺乏理論指導(dǎo)。而以上所述任何一種方式的研究，都有大量的工作要開展，這必將得到相關(guān)專業(yè)學(xué)者的日益廣泛重視。

（清華大學(xué)化學(xué)工程系， 呂陽成，駱廠生，戴猷元） 
（載自： 健康網(wǎng) ）