非熱提取技術(shù)在中藥提取中的應(yīng)用進(jìn)展

       索氏法、熱回流法、煎煮法等傳統(tǒng)熱提取方法作為中藥有效成分提取的主流方法，但由于加熱溫度和時(shí)間的因素，常常導(dǎo)致中藥材不穩(wěn)定成分的熱降解或化學(xué)變化。因此，開發(fā)新的非熱力提取技術(shù)與方法，對最大 程度保留中藥功效物質(zhì)基礎(chǔ)與新功效物質(zhì)基礎(chǔ)的發(fā)現(xiàn)與分析具有重大意義。

       非熱提取技術(shù)發(fā)展迅猛，包括超臨界流體提取、機(jī)械化學(xué)輔助提取、超聲輔助提取、高壓脈沖電場提取、超高壓提取、真空提取以及不同技術(shù)的交叉結(jié)合等。非熱提取技術(shù)實(shí)現(xiàn)了中草藥中的活性成分免于熱降解損耗、能耗低、環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)由于非熱提取技術(shù)通常在室溫或稍高于室溫的環(huán)境下工作，導(dǎo)致其對具有揮發(fā)性的活性物質(zhì)提取有了更加明顯的優(yōu)勢。

       1.非熱提取技術(shù)的分類

       1.1超臨界流體提取

       超臨界流體（SFE）是處于臨界溫度和臨界壓力以上的流體，流體既具有與氣體類似的高擴(kuò)散系數(shù)和低黏度，又具有與液體相近的密度和對物質(zhì)良好的溶解能力。通過調(diào)節(jié)溫度和壓力可以改變超臨界流體的溶解能力，選擇性地把極性不同、沸點(diǎn)不同、相對分子質(zhì)量大小不一的物質(zhì)萃取出來。目前，CO2超臨界流體萃取技術(shù)應(yīng)用廣泛，萃取溫度低，適合于熱敏性物質(zhì)的提取，而且提取速度快、效率高、選擇性好，無溶劑殘留。影響SFE提取效率的主要因素?cái)?shù)有：提取壓力、提取溫度、夾帶劑種類及含量、CO2流量、提取時(shí)間。植物精油或揮發(fā)油是中藥熱敏性成分的主要來源，傳統(tǒng)采用水蒸氣蒸餾法提取獲得，但水蒸氣蒸餾法有著效率低、耗時(shí)長、活性成分易分解等缺點(diǎn)。揮發(fā)油化學(xué)成分的分子量小，在超臨界流體中的溶解度大，因此SFE在提取中藥揮發(fā)油方面已得到廣泛應(yīng)用。利用水蒸氣蒸餾法、SFE、有機(jī)溶劑熱回流提取三種方法提取中藥桂枝的揮發(fā)油成分，發(fā)現(xiàn)SCF得率（5.91%）均高于水蒸氣蒸餾法（0.38%）與熱回流提取法（1.23%）。

       1.2機(jī)械化學(xué)輔助提取

       機(jī)械化學(xué)輔助提?。∕AE）是在高性能研磨設(shè)備球磨罐內(nèi)將已初步粉碎的藥材與低磨耗、硬度高、表面拋光度好的研磨球（如氧化鋯）混合，借助高強(qiáng)度機(jī)械力作用對藥材進(jìn)行充分的碾磨、剪切與擠壓形成超微粉狀態(tài)，使藥材顆粒比表面積增加、促進(jìn)細(xì)胞破壁與理化性質(zhì)變化，從而提高活性成分的溶出度而提高提取率的提取技術(shù)。影響MAE提取效率的主要因素有：球料比、助磨劑種類及其含量、球磨時(shí)間、提取時(shí)間、液料比、酸化pH值。MAE主要在常溫下主要以水為提取溶劑，避免了活性成分的熱降解與傳統(tǒng)有機(jī)溶劑對環(huán)境的污染，反應(yīng)清潔、安全、效率高，可通過加入不同種類固相助磨劑選擇性分離目標(biāo)成分。目前的研究僅限于實(shí)驗(yàn)室小試研究，尚未進(jìn)入工業(yè)化應(yīng)用階段。

       MAE用于植物黃酮成分提取的報(bào)道最多。采用MAE從銀杏葉中提取銀杏黃酮并對比傳統(tǒng)熱回流提取效率。最 佳工藝條件下，MAE的提取時(shí)間為30min，提取溫度為室溫，提取溶劑為水，得率為6.85%；而傳統(tǒng)熱回流提取時(shí)間為240min，提取溫度為70℃，提取溶劑乙醇溶液，得率為6.43%，略低于MAE得率。因此，MAE提供了一種具有短提取時(shí)間、更低提取溫度和避免有機(jī)溶劑污染而替代傳統(tǒng)提取工藝的提取策略。

       1.3超聲輔助提取技術(shù)

       超聲波輔助提?。║AE）是指將藥材放置在超聲換能器的超聲場中，利用超聲波帶來的振動(dòng)加速被提取物擺脫固態(tài)基質(zhì)束縛，進(jìn)而擴(kuò)散到液態(tài)溶劑中，從而提高分離速率的一項(xiàng)提取技術(shù)。其原理主要是將超聲波振動(dòng)帶來的空化效應(yīng)，強(qiáng)大的壓力使得植物的細(xì)胞壁瞬間破裂，促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)活性成分溶出。影響UAE提取效率的主要因素有：超聲波頻率與強(qiáng)度、超聲時(shí)間、提取溫度、溶劑類型。UAE的儀器裝置相對簡單、經(jīng)濟(jì)，成為了中藥提取的一種常規(guī)制備方法。此外，UAE不受藥材中化合物極性、分子量大小的限制，廣泛適用于各類藥材，在中藥成分提取方面已得到工業(yè)級應(yīng)用。

       1.4高壓脈沖電場提取

       高壓脈沖電場（HIPEF）是采用與容器絕緣的兩個(gè)電極通過高壓電流產(chǎn)生電脈沖使物料破壁的一種非熱加工或提取方法。目前，HIPEF的作用機(jī)理有著諸多假設(shè)，包括電崩解理論和電穿孔假說。使用HIPEF法處理原料時(shí)，原料受到相同大小且均勻分布的電場強(qiáng)度處理，適用于能溶于水、乙醇等溶劑的各種中藥有效成分的提取。HIPEF目前主流應(yīng)用于食品營養(yǎng)成分的提取與保存。因其具有處理時(shí)間短、處理過程產(chǎn)熱小、不破壞活性成分、污染小等優(yōu)點(diǎn)逐漸應(yīng)用于中藥有效成分的提取。將其應(yīng)用到半固體原材料橄欖油油渣中，發(fā)現(xiàn)HIPEF可以更高效地富集酚類化合物，富集時(shí)間從傳統(tǒng)方法的1h縮短至12min。從人參中提取人參皂苷，HIPEF僅需2min，而傳統(tǒng)熱回流提取需長達(dá)6h?？梢姡琀IPEF具有處理時(shí)間短、耗能低、提取率高的優(yōu)勢，并逐步應(yīng)用于中藥提取。

       1.5高靜壓提取

       高靜壓提取技術(shù)（HHPE）是將原料與溶劑混合液加壓至100MP以上，保持一定時(shí)間，使細(xì)胞內(nèi)外液壓力達(dá)到平衡，再瞬間釋放壓力，細(xì)胞內(nèi)外滲透壓力差忽然增大，細(xì)胞內(nèi)有效物質(zhì)流出。提取過程分為預(yù)處理、升壓、保壓、卸壓、分離純化等階段。HHPE最早用于食品的殺菌與貯存，在中藥中已有應(yīng)用于多糖類、黃酮類、皂苷類、生物堿、有機(jī)酸類等物質(zhì)的提取的研究。其特點(diǎn)是提取時(shí)間短、提取率高、在常溫下提取、操作簡便。HHPE儀器設(shè)備相對復(fù)雜，但操作時(shí)間極短，在密閉環(huán)境中沒有溶劑揮發(fā)。中藥活性成分延胡索乙素為一種熱不穩(wěn)定成分，實(shí)驗(yàn)溫度超過60℃時(shí)會(huì)加速延胡索乙素的氧化降解。運(yùn)用HHPE法提取中藥元胡中的延胡索乙素，僅用了30秒的提取時(shí)間，得率為0.596%，超出傳統(tǒng)回流提取率的25.2%。

       1.6真空提取

       減壓或真空提取（VE）是利用抽真空系統(tǒng)制造負(fù)壓條件，溶媒在負(fù)壓條件下沸點(diǎn)降低從而在較低溫度下使溶液處于沸騰狀態(tài)的提取方法。通過減壓處理，可以將水的沸點(diǎn)可以降低60℃以下或乙醇的沸點(diǎn)降低至50℃以下進(jìn)行藥材提取，從而提高熱敏性成分的提取率。真空度、溶劑類型是VE用于中藥材有效成分提取效率的主要影響因素。雖然單純采用VE法提取中藥材的適宜用于熱不穩(wěn)定成分的提取，而熱穩(wěn)定成分的溶出率與上述其他方法相比效果較為局限。因此將VE與其他技術(shù)交叉結(jié)合進(jìn)行優(yōu)勢互補(bǔ)，例如與超聲或微波提取技術(shù)相耦合，一方面克服了超聲提取無法加熱實(shí)現(xiàn)溶劑沸騰狀態(tài)的提取優(yōu)勢，另一方面降低溶劑沸點(diǎn)從而避免微波產(chǎn)生的高熱對熱敏性成分的破壞，從而進(jìn)一步提高提取效率。

       “中藥綠色制造”成為了中藥制藥行業(yè)的新趨勢，非熱提取技術(shù)與傳統(tǒng)熱提取方法相比較，其主要優(yōu)點(diǎn)有操作簡便、耗時(shí)較短、安全，同時(shí)可以在稍高或低于室溫的條件下，用于提取中藥中具有熱敏性的活性成分時(shí)，對溶劑的要求也更加寬泛，目前這些技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于諸多活性物質(zhì)如多酚、生物堿、皂苷、黃酮、揮發(fā)油、多糖等的提取過程。非熱提取技術(shù)的純凈、安全、保持有效成分活性、不易受熱分解、穩(wěn)定性強(qiáng)、提取率高，能夠提取生物活性更高以及質(zhì)量更佳的中藥提取物的特點(diǎn)，因而成為了中藥提取工業(yè)中一種具有相當(dāng)發(fā)展?jié)摿Φ母咝绿崛》蛛x方法。

       參考文獻(xiàn)：

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       作者簡介：沙羅，中藥研發(fā)工作者，現(xiàn)就職于國內(nèi)某大型藥物研發(fā)公司，致力于中藥新藥的研究開發(fā)。