第7章 提取技术 (2)

第三节提 取 技 术 (2)

1冷浸渍法该法是在室温下进行的操作，故又称常温浸渍法。其操作是取物料，置于有盖容器中，加入定量的溶剂，密闭，在室温下浸渍3～5日或至规定时间，经常振摇或搅拌，滤过，压榨残渣，将压榨液与滤液合并，静置24h后，滤过，即得浸渍液。此法可直接制得药酒和酊剂。若将浸渍液浓缩，可进一步制备流浸膏、浸膏、片剂、颗粒剂等。

2热浸渍法该法是将物料置于特制的罐中，加定量的溶剂（如稀醇），水浴或蒸气加热，使在40～60℃进行浸渍，以缩短浸渍时间，其余同冷浸渍法操作。制备药酒时常用此法。由于浸渍温度高于室温，因此浸出液冷却后有沉淀析出，应分离除去。

3重浸渍法即多次浸渍法，此法可减少药渣吸附浸出液所引起的有效成分的损失量。其操作是：将全部浸提溶剂分为几份，先用其第一份浸渍后，残渣再用第二份溶剂浸渍，如此重复2～3次，最后将各份浸渍液合并处理，即得。多次浸渍法能大大地降低浸出成分的损失量。一般浸渍2～3次即可，浸渍次数过多并无实际意义。

（三）渗漉法

渗漉法根据操作方法的不同，可分为单渗漉法、重渗漉法。

1单渗漉法其操作一般包括物料粉碎、润湿、装筒、排气、浸渍、渗漉等6个步骤。

（1）粉碎：物料的粒度应适宜。过细易堵塞，吸附性增强，浸出效果差；过粗不易压紧，溶剂与药材的接触面小，不利于浸出。一般以《中国药典》中等粉或粗粉规格为宜。

（2）润湿：粉末在装渗漉筒前应先用浸提溶剂润湿，避免在渗漉筒中膨胀造成堵塞，影响渗漉操作的进行。一般加粉末一倍量的溶剂，拌匀后视物料质地，密闭放置025～6h，以粉末充分地均匀润湿和膨胀为度。

（3）装筒：粉末装入渗漉筒时应均匀，松紧一致。装得过松，溶剂很快流过粉末，浸出不完全；反之，又会使出液口堵塞，无法进行渗漉。

（4）排气：粉末填装完毕，加入溶剂时应最大限度地排除粉末间隙中的空气，溶剂始终浸没粉末表面，否则粉末干涸开裂，再加溶剂从裂隙间流过而影响浸出。

（5）浸渍：一般浸渍放置24～48h，使溶剂充分渗透扩散，特别是制备高浓度制剂时更显得重要。

（6）渗漉：渗漉速度应符合各项制剂项下的规定。若太快，则有效成分来不及渗出和扩散，浸出液浓度低，太慢则影响设备利用率和产量。一般1 000g物料每分钟流出1～3ml，大量生产时，每小时流出液应相当于渗漉容器被利用容积的1/48～1/24。虽然可由渗漉液的色、味、嗅等辨别有效成分是否渗漉完全，如有条件时还应作已知成分的定性反应加以判定。若用渗漉法制备流浸膏时，先收集物料量85%的初漉液另器保存，续漉液用低温浓缩后与初漉液合并，调整至规定标准；若用渗漉法制备酊剂等浓度较低的浸出制剂时，不需要另器保存初漉液，可直接收集相当于欲制备量的3／4的漉液，即停止渗漉，压榨残渣，压榨液与渗漉液合并，添加乙醇至规定浓度与容量后，静置，滤过即得。

2重渗漉法是将渗漉液重复用作新粉末的溶剂，进行多次渗漉以提高渗漉液浓度的方法。重渗漉法的特点：①溶剂用量少，利用率高；②渗漉液中有效成分浓度高，不经浓缩可直接得到1∶1（1g物料∶1ml溶液）的浓液，成品质量好，避免了有效成分受热分解或挥发损失；③该法所占容器太多，操作较麻烦。

重渗漉法属于动态浸出，溶剂的利用率高，有效成分浸出完全。故适用于贵重物料及高浓度制剂，也可用于有效成分含量较低的物料的提取。但对新鲜的极易膨胀的物料，无组织结构的物料不宜选用。渗漉法不经滤过处理可直接收集渗漉液。因渗漉过程所需时间较长，不宜用水作溶剂，通常用不同浓度的乙醇，因此应防止溶剂的挥发损失。

（四）回流法

回流法系指用乙醇等易挥发的有机溶剂提取有效成分，将浸出液加热蒸馏，其中挥发性溶剂馏出后又被冷凝，重复流回浸出器中浸提物料，这样周而复始，直至有效成分回流提取完全的方法。其可分为回流热浸法和循环回流冷浸法。

1回流热浸法将物料或粗粉装入圆底烧瓶内，加溶剂浸没物料表面，浸泡一定时间后，于瓶口上安装冷凝管，并接通冷凝水，再将烧瓶用水浴加热，回流浸提至规定时间，将回流液滤出后，再添加新溶剂回流，合并各次回流液，用蒸馏法回收溶剂，即得浓缩液。

2循环回流冷浸法小量粉末可用索氏提取器提取。大量生产时采用循环回流冷凝装置，其原理同索氏提取器。

回流法的应用特点为由于溶剂能循环使用，该法比渗漉法的溶剂耗用量少，但回流热浸法溶剂只能循环使用，不能不断更新，而循环回流冷浸法溶剂既可循环使用，又能不断更新，因此溶剂用量最少，浸出较完全。但应注意，回流法由于连续加热，浸出液在蒸发锅中受热时间较长，故不适用于受热易破坏的有效成分浸出，若在其装置上连接薄膜蒸发装置，则可克服此缺点。

（五）水蒸气蒸馏法

水蒸气蒸馏法系指将含有挥发性成分的物料与水共蒸馏，使挥发性成分随水蒸气一并馏出的一种浸提方法。其基本原理是根据道尔顿定律，相互不溶也不起化学作用的液体混合物的蒸气总压，等于该温度下各级分饱和蒸气压（分压）之和。因此，尽管各组分本身的沸点高于混合液的沸点，但当分压总和等于大气压时，液体混合物即开始沸腾并被蒸馏出来。因为混合液的总压大于任一组分的蒸气分压，因此混合液的沸点要比任一组分液体单独存在时为低。例如，苯在常压下沸点为801℃，与水相混蒸馏时，到达6925℃沸腾，此时苯的蒸气分压为712kPa，水的分压为301kPa，苯的分子量为78，水的分子量为18，故在6925℃时，苯以911%，水以89%的重量比例蒸馏出来。

水蒸气蒸馏法多用于挥发油的提取。生产中可采用水中蒸馏、水上蒸馏与通水蒸气蒸馏三种方法。其操作方法分别是将物料或粗粉用水浸润湿后，加适量水，直火加热蒸馏或通入水蒸气蒸馏，或者将润湿的物料置有孔隔板上，下面加热使水沸腾产生蒸气或直接通入蒸气，使物料中挥发性成分随水蒸气馏出，由附有冷凝器的油水分离器接收，含量较高者可直接分离出挥发油，含量较低者可能仅获得芳香水，视制剂要求再行蒸馏。

（六）超临界萃取技术

近年来超临界流体技术被广泛应用于医药化工领域，以其独特的优势，发挥着不可替代的作用。与常温常压下的气体和液体比较，超临界流体具有两个特性：①密度接近于液体，具有类似液体的高密度；②黏度又接近于气体，具有类似气体的低黏度，因此扩散系数约比普通液体大100倍。由于同时具有类似液体的高密度和类似气体的低黏度，故超临界流体既具有液体对溶质溶解度较大的特点，又具有气体易于扩散和运动的特性，其传质速率大大高于液相过程。利用此特点，可以用超临界液体替代传统的有机溶剂对许多天然产物的有效成分进行萃取。

下面以超临界CO2流体萃取技术为例，简单介绍一下此项技术的应用。

20世纪50年代，美国的Todd和Elain从理论上提出应用超临界流体来进行工业化分离，如用超临界乙烯流体进行丁酮的脱水等。20世纪60年代初，原联邦德国的佐尔塞利用超临界流体提取羊毛脂，实现了工业化生产。中国对该技术的应用始于20世纪70年代末至80年代初，与国外相比，虽起步较晚，但发展很快，到目前为止，已有多个项目进行了工业化生产。在某些天然产物活性成分萃取技术方面已达到产业化规模，如青蒿素浸膏、蛇床子浸膏、姜黄浸膏、胡椒精油、广藿香精油、肉豆蔻精油、深海鱼油等的精制。

1超临界CO2流体的溶解性能在超临界流体的化合物中，CO2由于性质稳定、无毒、不易燃易爆、价廉，以及具有较低的临界压力（737MPa）和临界温度（3105℃），在医药行业已经得到广泛的应用。超临界CO2流体对不同物质的溶解能力差别很大，与物质的极性、沸点和相对分子质量有密切的关系，超临界CO2流体的溶解性能随化合物的极性增大而减小。一般来说有如下规律。

（1）对低分子、低极性、亲脂性、低沸点的碳氢化合物和类脂有机化合物（如挥发油、烃、酯、醚、内酯、环氧化合物等）表现出优异的溶解性能。这类成分可在7～10MPa的较低压力范围内被萃取出来，目前在这类化合物的提取中应用较广。

（2）当化合物或有效成分含有极性基团（如－OH、－COOH）时，在超临界CO2流体中溶解度变小，造成萃取困难，可以通过添加夹带剂以增加溶解度。

（3）强极性物质（如糖类、氨基酸类等）。由于其强极性，即使在40MPa压力下也很难被萃取出。

（4）化合物分子量越高，越难被萃取。如萜类化合物是挥发油中的主要成分，其分子量大小在一定程度上对溶解度有影响，随着分子量的增大，溶解度逐渐减小，但极性对溶解度影响更大。

虽然超临界CO2流体有较好的溶解特性，但在实际应用中并不是万能的。在实际工艺研究中，必须先考察影响溶解度的因素和不同溶质在CO2流体中溶解性能的变化规律，然后进行筛选，才能确定提取条件。

2超临界CO2流体萃取技术的优点超临界流体萃取应用于物料提取只是近年才有所发展。从应用的情况看，仍以超临界CO2流体萃取应用最广，与常规的提取方法相比，具有以下一系列优点。

（1）超临界CO2流体的萃取能力取决于流体的密度，可以通过轻易地改变操作条件（压力和温度）而改变它的溶解度，并实现选择性提取，提取时间大大低于使用普通有机溶剂。

（2）传统提取方法常常要用大量的有机溶剂，不但回收困难而且回收过程中有损失，造成成本增加和有机溶剂残留问题。运用超临界CO2流体萃取，因其无色、无味、无毒，而且呈化学惰性，所以不易燃易爆，避免了有机溶剂提取的危险，使用较安全，并且通常条件下为气体，萃取过程结束后无溶剂残留问题。

（3）常规提取方法如水煎煮法的提取温度较高，提取时间也较长，物料中一些具有热不稳定性的有效成分在受热时易被破坏。超临界CO2流体萃取温度接近室温，特别适合那些对湿、热、光敏感的物质和芳香烃物质的提取，可避免常规提取过程可能产生的分解、形成复合物沉淀等反应，能有效保持各组分的原有特性。

（4）常规提取法在提取出有效成分的同时，往往也将物料中的一些大分子杂质，如树胶、淀粉、蛋白质、鞣质等提取出来，给后续的除杂精制工艺带来困难。超临界CO2流体萃取可以根据被提取有效组分的性质，通过改变温度和压力以及加入夹带剂进行高选择性提取，并且流程简单，耗时短，省去了一些分离精制步骤，大大缩短了生产周期。

（5）超临界CO2流体萃取操作提取完全，能充分利用资源。由于超临界流体的溶解能力和渗透能力强，扩散速度快，并且是在连续动态条件下进行的，使萃取出的产物不断地被带走，因而提取较完全，这一优势在挥发油提取中表现得非常明显。

（6）超临界CO2流体萃取技术同其他色谱技术及分析技术联用，能够实现中药有效成分的高效、快速、准确地分析。与其他超临界流体相比，CO2临界压力适中，在实际操作中，其使用压力范围有利于工业化生产。