该法的优点是以较少的溶剂一次加入便可将有效成分提取完全,效率较高。但该提取器 容量较小,故只适于少量原料的提取。大量提取可根据此原理设计类似装置。连续提取法提 取液受热时间长,因此对受热易分解的成分不易用此法。 五、升华法 某些固体物质具有相当高的蒸气压,如水杨酸、萃甲酸、樟脑等,当加热至一定温度 低于其熔点的温度)时,不经过熔化成液体就可直接转化为蒸气,蒸气遇冷后又直接凝结 成圊体,这个过程叫升华。天然产物中有一些成分(如樟脑、蒽醌类、山道年、咖啡碱等) 具有升华性,故可用升华法直接从原料中提取出来。 少量物质升华可在蒸发皿中进行。将粉碎过的原料放入蒸发皿中,上面用一玻璃漏斗覆 盖,漏斗颈用棉花塞住,以防蒸气逸出,蒸发皿与漏斗之间用一张剪有许多小孔的滤纸隔 开,以避免升华上来的物质再落到蒸发皿中,操作时可用沙浴(或其他热浴)加热,小心调 节火焰,控制温度(低于被升华物质的熔点),让其慢慢升华,蒸气通过滤纸小孔,冷却后 凝结在滤纸上或漏斗壁上。 为了加速升华速度,降低升华温度,还可在减压下进行升华,可用两个大小不同的抽气 试管制成。 从樟木中升华樟脑在《本草纲目》中已有详细记载,是世界上最早应用升华法制取药材 有效成分的记述。又如茶叶中的咖啡因具有升华性,可将茶叶放在大小适宜的烧杯中,上面 用圆底烧瓶盛水冷却,然后加热,到一定温度(178℃),咖啡因可凝结于烧瓶底部,呈白色 针状结晶。但天然产物成分可升华的很少 目前有一种果蔬脱水新技术实质上就是升华脱水法。升华脱水法是将预先冷冻的水果蔬 菜放进个真空室,里面气压低于100Pa(海平面气压为1.025×105Pa),在这样的环境中 95%以!的水分直接从固态变为气态,即升华。升华脱水法不改变水果蔬菜的结构组织和形 态,保留原有口味和香味,新技术使香味油保留下来,面且味道集中在表面,因此一颗升华 法脱水的草莓不仪保留了原有形态,而且果味比鲜草莓更浓郁 第二节影响提取效果的因素 天然有机化合物提取的效果除主要取决于选择合适的溶剂和提取方法外,原料的基原、 采集季节、地域差别、质量优劣、提取部位、提取温度、提取时间、溶剂对原料的溶胀等因 素也不同程度影响提取效果 、原料的采集及粉碎度 (一)原料基原及采集 1.原料基原的影响 原料品种的真伪、正确与否,关系到提取物有效成分的含量和制成成品的质量。中药商 品刂同名异物、同物异名现象比较突出,来源于同科同属不同种的动、植物作同一商品使用 的有:石斛来源于兰科的环草石斛 Dendrobinbinm loddigesii Rolfe.、马鞭石斛 D). fimbriatum Hoc,war, oculatus,、黄草石斛D. chrysanthum Wall.、铁皮石斛D
andidum wall. er lindl.、金钗石斛D. nobile I.ind.等5种植物的茎;钩藤来源于茜 草科钩藤 Uncaria rhynchophylla(Mig.) Jacks.、大叶钩藤U. macrophylla Wall、毛钩 藤U. hirsute havil.、华钩藤U. sinensiS(Oliv.) Havil..、无柄果钩藤U. sessilifructus Roxb.等5种植物的带钩茎、枝;海马来源于海龙科线纹海马 Hip pocampus kelloggi jor dan et Snyder.、刺海马H. histrix Kaup.、大海马H, kuda bleeker.、三斑海马H.tri maculatus leach.、小海马(海蛆)H. japonicus Kaup的干燥全体。常用商品原料郁金来 源于姜科植物温郁金 Curcuma wenyujin y.H. Chenet c.Ling.、姜黄C. longa l. 西莪术C. kwangsiensis S, G Lee et c.F. Liang、、蓬莪术C. phaeocaulis val,4种植 物的干燥块根。市售商品淫羊藿比较复杂,中国药典收载5种,即淫羊藿 Epimedium breT icornum Maxin.、箭叶淫羊藿E. sagittatum(steb. Et zucc.) Maxim.、柔毛淫羊藿E pubescens Maxim,、巫山淫羊藿E. wushanense T.S.Ying.、朝鲜淫羊藿E. koreana Nakai.的于燥地上部分。商品淫羊藿中还有长蕊淫羊藿E. dolichostemωn.、直距淫羊囊 E. mikinorii、粗毛淫羊霍E. acuminatum、川西淫羊薇E. elongatum、茂汶淫羊藿E. platypetala.、多花淫羊藿E. multiflorum.、川鄂淫羊藿E. fargesii.、万川淫羊藿E. nshanense,、黔岭淫羊藿E. le ptorrhizum Searn等,其成分含量差异较大,一般来说 同科同匾不同种,它们的内在成分也不可能完全相同。例如大黄,药典規定蓼科植物掌叶大 黄 Rheum palmatum l.、唐古特大黄R. tanguticum Marin, ex Balf.和药用大黄R.of ficinale baill I.干燥根及根茎都作大黄药用,这3个同科不同种的植物根茎有效成分含量 相差很大。掌叶大黄蒽醌衍生物总含量为2.8%~3.5%,其中游离蒽醌占0.52%~1.48% 结合型的约占2%;唐古特大黄蒽醌行生物总含量约占1.24%,其中游离蒽醌占0.3%,结 合型的约占0.95%;药用大黄中蒽醌总含量为4.6%,其中游离型的约占0.5%,结合型的 约占4.1%。由此看出,唐古特大黄按所含的有效成分在上述3种大黄质量最差 来源于不同科属的动、植物当作一种中药材人药的情况较普遍,小遍草来源于两个科的 植物,旌节花科植物喜马山旌节花 Stach yurus himalaicus Hook.∫. et Thoms.、中国旌节 花S. chinensis franch.和山茱萸科楦物青荚叶 Helwingia japonica( Thunb.) Dietr.、西 藏青夹叶H. himalaya Clarke.、中华青夹叶H. chinensis Batal.这5种植物的干燥茎髓 商品名都叫小通草。按油分别来源于桃金娘科的蓝按 Eucalyptus globules labill.和樟科的 樟 Cinnamomum camphora(L,)Sicb.两科同属的其他植物,经水蒸气蒸馏得到的挥发 油:青黛来源于爵床科的马蓝 Baphicacanthus cusia(Nes) Bremek.、寥科的薯蓝Poly gonum tinctorium Ait..、十字花科的菘蓝 Isatus indigotica fort.3个科的不同植物的茎叶 经加工制得。正品贯众来源于鳞毛蕨科植物粗茎鳞毛蕨 Dryo pteris crassirhizoma Nakai, 市售非正品贯众于蹄盖蕨科植物蛾眉蕨 Lunathyrium acrostichoides(Sw.) Ching.、乌毛 蕨科植物单芽狗脊 woodwardia unigemmata( Makino) Nakai.、狗脊蕨W. fa ponica(L ∫)Sm.、苏铁蕨 Brainea insignis(Hok.)J.Sm.、乌毛蕨B. orientale l.、鳞毛蕨科 植物贯众 Cyrtomium fortunei了.Sm.、布朗耳蕨 Polysticum braunii 对马耳蕨 Polysticum tsus-simense(HoQ.)J.Sm.、紫萁科植物紫萁 Osmunda japonica Thunb 华南紫真O. vachelli hook.、球子蕨科植物荚果蕨 Matteuccia struthiopteris(L.)Toda ro等11种不同植物的根茎 由于上千年历史造成的动、植物药材品种混乱现象,至今还未能完全规范,仍在市场上 流通应用或相互替代。例如,江苏的苏败酱来源于植物十字花科的菥冥;现在的正品败酱来 17
源于植物败酱科的黄花败酱;广东金钱草来源于豆科植物大叶金钱草,四川金钱草是报春花 科的过路黄,江酉金钱草是伞形科的天胡萎,江苏金钱草是唇形科植物长管活血丹;五加 皮,过去有南五加皮与北五加皮之分,现药典改为五加皮和香加皮,南五加皮来源于五加科 的细柱五加的根皮,北五加皮来源于萝摩科植物杠柳的根皮等。络石藤是将夹竹桃科植物白 花藤和桑科植物薛荔的茎、枝都作为正品药材,可它们的内在成分完全不同,白花藤的茎含 牛旁扦、络石糖苷、罗汉松树脂酚苷、降络石糖苷、橡胶肌醇、β谷甾醇葡萄糖苷、加拿大 麻糖等,丽蘚荔茎所含成分为内消旋肌醇、芳香苷、β谷甾醇、蒲公英赛醇乙酸脂和β香树 脂醇乙酸隋等 2.产地的影响 植物产地对提取物的质量和使用效果有着直接关系。产地不同,同一种动、植物所含的 有效成分不完全相同,从而使制剂质量不稳定。例如葛根从40个不同产地29个野葛和11 个粉葛样品进行葛根黄酮的测定试验,其结果表明野葛所含总黄酮均高于粉葛根,平均含量 为7.8%,而粉葛根平均为1.93%,不冋植物各器官都有一定生长期和成熟期,其采收季节 要以药材所含有效成分含量最高时为宜 我国自古以来的南北医药学家历来非常重视传统的“道地药材”的临床疗效,宋朝寇宗 灾曾云“凡用药必择土地所宜者,则药力具,用之有据”。由于药材品种分布、生产数量 产品质量等各个方面均有一定的地域性,更何况我国幅员辽阔,各地方水土、气候、日照等 生态系统不同,栽培方法、生长发育周期、采收时令等各方面均有差异,所以质量规格、标 准亦截然不同,因此,药材内部结构(理化成分)会改变,甚至性、形、味、归经均会随之 不同,因而不能把地域性较强的“道地药材”和分布较广的同源药材混为一谈,而冠以“道 地药材”之名,夸大鼓吹,抬高价格,误导消费者。 3.材料采收季节的影响 现代药学科学研究表明,药材在生长发育的各个时期,所含的有效成分均存在较大的差 别。如茵陈在四月采集为最佳期,其主要成分6,7-二甲氧基香豆素具有降压、镇痛等作用 采收季节不当,有效成分含量低,制剂投料时工作人员不加以辨认,势必影响制剂质量。违 反常规采收季节釆收,从而形成“夏药春收,秋药夏采”的不良现象,如此反复,导致药材 “早产”上市,价格上扬,质量暴跌,使用效果无保障 综上所述,在我国动、植物药材的品种来源和临床使用上,确实存在着较多的历史原 因。面对“我国中药的质量标准体系还不够完善,质量检测方法及控制技术比较落后;中药 生产工艺及制剂技术水平较低;中药研究开发技术平台不完善,创新能力较弱;中药企业管 理水平普遍较低,市场竞争力不强,缺乏国际竞争力”的局而,国家科技部、国家计委、国 家经贸委特制定《中药现代化发展纲要》,于2002年颁布实施。《纲要》明确提出“加强中 药提取、分离、纯化等关键生产技术的研究和先进适用技术的推广应用,提高企业的核心竞 争力,加速现代中药产品产业化进程,促进中药大品种、大市场、大企业的发展。加强中药 材规范化种植和中药饮片炮制规范妍究,建立中药材和中药饮片的质量标准及有售物质限量 标准,全面提高中药材和中药饮片的质量。加强常用中药化学对照品研究,建立国家中药标 准物质库。解决品种源头混乱的问题”。 4、原材料的贮藏 夭然动、植物原材料贮藏不当易霉烂变质、走油、虫蛀等。提取投料时若用此贮藏不当 的药材会直接影响提取物质量。故需要加强仓库管理,并注意特殊药材的保管,如贵重药
材、芳香性及胶类药材等要定期检查,防治虫害;含挥发油的药材〈如樟脑、冰片、麝香) 贮藏不当,就会逐渐氧化、分解或自然挥发而使药效降低;天然色素原材料贮藏不当会因 光、热作用而失色。这些都是影响提取物质量的基础。 例如,对丹参酮光稳定性的考察:将隐丹参酮(纯品)配制成2mg/mL的95%乙醇液, 分别于避光(暗处)和不避光(室内散射光处)条件下放置18天后,用上述条件作薄层展 开试验,结果避光样品只有一个斑点,与隐丹参酮标准品比移值相同;不避光样品则有四个 斑点,说明发生了光化反应。王海棠等把提取的丹参总酮加到饮料中在阳光下照射72h,瓶 中的铁料已变为无色。杨雁宾等人报道,隐丹参酮与丹参酮ⅡA属菲醌类衍生物,在溶液 中对光极緻感,会发生光化反应,生成多种产物。 (二)原料的粉碎粒度 天然有机化合物的有效成分通常存在于动、植物细胞内,而细胞膜产生的扩散阻力使得 其浸提速率比较小。为了提高提取效率,需要对细胞进行预处理如干燥、粉碎等,这样有助 于细胞膜的破裂。溶剂也容易进入细胞内部直接溶解有效成分,而不同的预处理方式会影响 提取物的得率和含量。 原料的提取主要由待提取化学成分在所选溶剂中溶解度大小以及向溶剂扩散的难易程度 两方面因素控制。其溶解度大小决定于待提取化学成分的结构;而化学成分在溶剂中的扩散 速度与温度、溶剂黏度、扩散面积以及两相界而之间的浓度差等有密切关系。增加温度、降 低溶液黏度、增加扩散而积以及保持两相界而的最大浓度差等都有利于提高扩散速度和增加 提取效率。这些又与原料的状态有关。因此,在提取之前要对原料进行预处理 在原料预处理时,常将原料粉碎,原料经粉碎后粒度变小,表面能增加,浸出速度加 快,粒度越小,比表而积越大,浸提速度越快。但粉碎度过细,样品粉粒表而积过大,吸附 作用增强,反而影响扩散速度,并不利于有效成分的溶出。同时许多不溶性高分子物质如蛋 白质、鞣质、糖类等浸出量也相应增加,导致分离提纯困难,运行成本增加。在渗漉法浸提 时,样品过细,在渗滤过程中易堵塞,溶剂流经原料层的空隙过小,扩散速度变慢,影响传 质过程。故粉碎的粒度需适中,一般面言,视原料质地粉碎粒度以20~60目为宜。此外, 浸提时若能增加面液相对运动速率,溶液湍动越强烈,导致边界层变薄,从而提高浸出 速度 二、提取温度的影响 在选定适宜溶剂后,提高温度是增大目标成分的溶解度、加快溶出速率的有效途径。但 是,温度过高可能会导致活性成分的湿热降解或异构化,使提取物有效成分含量降低或降解 成分的活性作用,改变临床疗效或出现毒副作用等。由于植物基源的差别、地域的不同、质 量的优劣等因素,即使被提取原料所含的活性成分(单一或群体)相同,但活性成分的含量 和共存杂质不可能完全相同,随着温度的改变,相同的提取工艺,提取物的质量不一定 相问。 植物中有许多有效成分是热敏性、挥发性的物质。因此,无论是原材料还是提取液在提 取和浓缩干燥过程中应尽量避免高温处理。如多孔菌科植物雷丸主要成分为蛋白酶,也称雷 丸素·其活性成分在于酶解作用,破坏虫体,临床应用主张研末吞服杀虫作用最好,因高热 会使有效成分遭到破坏而失效;神曲、麦芽、谷芽均含有丰富曲淀粉酶、蔗糖酶、脂肪酸 蛋白酶,在高温情况下,酶蛋白容易失去活性;鸡内金含有丰富的酶,遇高热易于破坏,所
以多以生用为佳;大黄泻下的有效成分番泻苷,在煎煮过程中可被水解、氧化而失效;牛旁 子种子含有泻下成分牵牛子苷,以散剂内服,在肠内遇胆汁及肠液分解出牵牛子素,刺激肠 道,增进蠕动,导致泻下,如改为煎剂则会失去作用;超氧化物歧化酶(SD)是一种金属 酶,分布很广,几乎从晡乳动物到细菌,以及植物中普遍存在,在正常情况下仅存在于细胞 溶质中,存在于高等动物的红细胞、肝、脑组织中,它的存在不仅与体内的解毒作用有关, 也发现与机体的衰老、肿瘤及免疫性疾病有关,如对中药加热、高温提取,这部分成分完全 被破坏而使药效降低:干扰素是一种糖蛋白,有人先后报道高等植物细胞内也存在干扰素系 统,这是植物细胞普遍存在的一个防御系统,对生物进化具有普遍意义,这些成分受高温均 叮遭到破坏。因此,提取工艺受高温直接影响动、植物药有效成分 现代大多数植物药是采用加热煮沸或回流提取,其温度一般在80~100℃左右,药材中 的一部分有效成分,甚至是主要成分或微量成分,往往易被忽略而煎煮破坏掉,直接影响提 取效果。例如,丹参酮为菲醌类化合物,对湿热稳定性较差,曾元儿等人报道,丹参酮ⅡA 损失的程度随温度的升高和时间的延长而增加,80℃和100℃烘干5h,其丹参酮ⅡA损失均 达50%以上:100℃烘干50h,其损失率达86.6%;而实际制剂中烘干温度为100℃时,时 间一般超过50h,因此制剂中也就根本检测不到丹参酮ⅡA。丹参酮ⅡA在许多方面显示其 活性作用,在某些制剂中不能保留丹参酮ⅡA,说明其提制工艺条件不甚合理 提取液的浓缩对有效成分也有影响。浓缩时间越长、温度越高,有效成分的损失越大。 有人对三黄泻心汤的浓缩用三种不同方法进行试验,有效成分损失从少到多的顺序为:反渗 透浓缩(35℃)<减压浓缩(60℃以下)<常压浓缩(100℃),特别是反渗透浓缩,可以使 主要成分几乎不受分解。常压浓缩从液体显黏稠起分解即开始加剧,所有的主要成分都有这 种倾向。因此,后期的浓缩方法必须引起特别重视,使有效成分不受破坏 三、提取时间的影响 天然有机化合物在提取过程中,正确掌握提取时间对有效成分的提取效果有很重要的影 响。一般来说,视被提取活性成分存在原料的部位和溶胀难易,例如丹参菲醌类化合物存在 丹参根的表皮,易被溶剂溶出,提取时间不宜过长;柴胡的活性成分为柴胡皂苷和挥发油, 其有效成分在根的韧皮部和木质部,溶剂受纤维结构的阻力溶出速率减慢,提取时间相应地 要长些。所以,随提取时间延长,原料中的成分提取率增加。有人对大黄的主要成分结合型 大黄酸的提取做过试验,用热浸法煮沸3min,其含量可达最高值,几乎接近原料生药中的 含量。由于大黄含结合型蒽醌及还原型慈醌易溶于热水,水能使大黄颗粒迅速溶胀,骨架结 构伸展,固液两相间的传质过程加快,故溶人溶剂的结合型蒽醌及还原型蒽醌增多。温度和 受热时间对大黄蒽醒类成分影响甚大,长时间受热会破坏有效成分。与此相反,提取黄连中 的小檗碱时,要加人大量的水,进行较长时间的提取,才能使有效成分溶出。这是由干黄连 素在自然界多以季铵碱的形式存在,其本身微溶于水的原因所致。由此可见,正确掌挥提取 时间是非常重要的,提取时间的长短需根据具体情况而定,一般而言,热水提2~3h,乙醇 加热回流提取1~2h为宜 四、溶剂用量和浓度差 1.溶剂用量 溶剂用量需根据被提取原材料的干燥程度、质地、成分在动、植物存在形式及体积而