提取是指利用適當(dāng)?shù)娜苊胶头椒ǎ瑥脑纤幉闹袑⒖扇苄杂行С煞纸龅倪^程。中藥材中所含成分很復(fù)雜,可分為:有效成分,指起主要藥效的物質(zhì),如生物堿、普、揮發(fā)油等;輔助成分,指本身沒有特殊的療效,但能增強(qiáng)或緩和有效成分作用的物質(zhì);無效成分,指本身無效或有害的成分。中藥提取過程就是一個將不銹鋼提取設(shè)備工藝原理、物料性能及操作方法有機(jī)結(jié)合的過程。
1、中藥材溶劑提取的工藝原理
中藥提取的工藝過程是溶媒進(jìn)入藥材的細(xì)胞組織、溶解或分散其有效成分,變?yōu)榻鲆旱倪^程。
在浸潤、滲透階段,溶媒首先附著于藥材表面,使之濕潤,然后通過毛細(xì)管和細(xì)胞間隙滲入細(xì)胞內(nèi),這種濕潤作用對于浸出有很大的影響,中藥材不能被浸出溶媒濕潤,浸出也就無法進(jìn)行。因此,在生產(chǎn)中用洗藥和提取前的浸泡來代替潤藥工序是不妥的。浸泡時間短不能達(dá)到潤透的效果,浸泡時間長植物細(xì)胞內(nèi)的水解酶會分解藥材中的有效成分。如果提取的有效成分在植物細(xì)胞內(nèi),還可在潤藥后用微波干燥滅菌機(jī)對中藥材進(jìn)行植物細(xì)胞“破壁”。細(xì)胞壁是植物細(xì)胞獨(dú)有的,它韌性較大。利用微波進(jìn)行植物細(xì)胞破壁的原理是:植物堅硬的細(xì)胞壁保護(hù)著原生質(zhì)體,并且維持著細(xì)胞的一定形狀,它的主要成分是纖維素。大多數(shù)植物細(xì)胞中都有一個或幾個液泡,液泡中充滿了液體。植物細(xì)胞內(nèi)的極性水分子是微波能作用的介質(zhì),細(xì)胞內(nèi)的水分子可以最大限度地吸收微波能,水分子在微波能的作用下迅速汽化使植物細(xì)胞壁破裂,這就為植物細(xì)胞內(nèi)的有效成分在提取過程中的浸出創(chuàng)造了條件。對植物細(xì)胞進(jìn)行破壁的目的,就是獲取植物細(xì)胞內(nèi)的有效成分。因中藥材成分復(fù)雜,是否需要進(jìn)行植物細(xì)胞破壁,要根據(jù)提取的目標(biāo)和工藝驗(yàn)證來確定。
中藥材在提取過程中要經(jīng)過浸潤、溶解、擴(kuò)散、置換等幾個階段,浸潤是溶解、擴(kuò)散、置換的前提。在提取過程中溶媒通過毛細(xì)管和細(xì)胞間隙進(jìn)入細(xì)胞組織后與經(jīng)解析的各種成分接觸,使其溶入溶媒中,這一過程稱為溶解階段。當(dāng)溶媒在細(xì)胞中溶解大量可溶性物質(zhì)后,細(xì)胞內(nèi)溶液濃度顯著提高,使細(xì)胞內(nèi)外出現(xiàn)濃度差和滲透壓差,細(xì)胞內(nèi)高濃度的溶液可不斷向低濃度方向擴(kuò)散。由于滲透壓的作用,溶媒又不斷進(jìn)入細(xì)胞內(nèi),以平衡其滲透壓,這一過程稱為擴(kuò)散階段。在中藥材提取過程中幾個階段往往是交叉進(jìn)行的,這就要求在不銹鋼多功能提取罐操作過程中要根據(jù)工藝要求,經(jīng)過工藝設(shè)備驗(yàn)證,來確定設(shè)備操作過程中的操作順序、溫度、壓力、時間等參數(shù)。以達(dá)到盡可能多地提取有效成分,以保證每批提取物的質(zhì)量均一性,降低生產(chǎn)成本的目的。
2、常用的提取溶媒
在提取過程中,溶媒的選擇對提取效果有顯著影響,使用不同的溶媒設(shè)備操作的方法也不相同。在中草藥提取中常用的溶媒有水和乙醇。
作為常用的浸出溶媒水,經(jīng)濟(jì)易得,極性大而溶解范圍廣。同時,水的選擇性差,在提取過程中會提出大量的無效成分。藥材中的生物堿類、普類,有機(jī)酸鹽、蹂質(zhì)、蛋白質(zhì)、糖、樹膠、色素、多糖類以及酶和少量揮發(fā)油都能被水浸出。水的質(zhì)量對提取液的質(zhì)量也有一定影響,最好用經(jīng)過凈化和軟化處理的純凈水做提取溶媒。
乙醇為半極性溶煤。用乙醇提取可減少藥材中粘液質(zhì)、淀粉、蛋白質(zhì)等雜質(zhì)的浸出。乙醇的溶解性能介于極性與非極性之間,既能溶解水溶性的某些成分,又能溶解非極性溶媒所溶解的一些成分。乙醇做溶媒也有一定的缺陷,乙醇具有藥理作用,價格貴,易燃易爆。
在中草藥提取工藝中,用乙醇作為提取溶媒時,乙醇的濃度要以能浸出有效成分、滿足工藝需要為度。不宜盲目地使用過高濃度的乙醇,一般用90%以上的乙醇提取揮發(fā)油、有機(jī)酸、樹脂、葉綠素等。用50%~70%的乙醇提取生物堿、普類等。用50%以下的乙醇提取苦味質(zhì)、蔥醒化合物等。因用乙醇做溶媒進(jìn)行提取時涉及設(shè)備操作方法及乙醇回收的問題,所以,在廠房設(shè)計、設(shè)備選型和操作上應(yīng)有不同的要求。醇提車間要按防爆要求設(shè)計施工,所有電器設(shè)備必須符合防爆要求,屋面要用軸流風(fēng)機(jī)來降低室內(nèi)乙醇?xì)怏w的濃度,同時要配備乙醇回收和儲存設(shè)備。
3、影響提取效果的因素
3.1、藥材粉碎度的影響
如以水做溶媒時,藥材易吸水膨脹,提取時藥材可粉碎得粗一些,或者切成薄片和小段。提取設(shè)備應(yīng)采用排渣口大的直桶式或倒錐型提取罐。用乙醇作溶媒時,因乙醇對藥材膨脹的小,中藥材可粉成粗粉以提高提取效果。
3.2、提取時間的影響
一般提取量與提取時間成正比,但經(jīng)一定時間后,擴(kuò)散達(dá)到平衡時,時間即不再起作用。多功能提取設(shè)備提取時間對提取液的質(zhì)量也有影響,時間過短,達(dá)不到浸出目的;時間過長,揮發(fā)性成分損失過大,提取液中雜質(zhì)也會增多。確定提取時間的長短,應(yīng)根據(jù)提取方式、投料量多少和藥材性質(zhì)。一般比較堅實(shí)及成分不易提出的藥材,可適當(dāng)?shù)匮娱L提取時間;含揮發(fā)性成分和質(zhì)地脆弱而有效成分易于提出的藥材,則可適當(dāng)減少提取時間。
3.3、提取溫度的影響
高溫能使植物纖維組織軟化、細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)凝固、酶被破壞。沸騰可增加物質(zhì)的溶解和擴(kuò)散速度,有利于浸出。但過高的溫度也會使某些有效成分受到破壞而失效,同時高溫提取時,無效成分、輔助成分的浸出量也會增多。這不僅會增加提取物中的雜質(zhì),而且會給后期的精制造成困難,特別是在口服液和注射劑生產(chǎn)中會影響產(chǎn)品的澄明度。所以,在提取工藝考核時要以有效成分轉(zhuǎn)移率作為主要指標(biāo),在設(shè)備操作時,一定要合理地使用罐內(nèi)明汽和夾層加熱,防止在提取罐的底部形成過熱的區(qū)域和藥材冷堆。在使用底部只有明汽加熱,沒有夾層加熱的多功能提取罐時,可采取強(qiáng)制循環(huán)的方式來消除提取罐底部的過熱區(qū)域和藥材冷堆。
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