韓 偉 夏玉婷 谷旭晗 劉傲霞 成 悅

（華東理工大學(xué)中藥現(xiàn)代化工程中心，上海200237）

0 引言

中藥所含的化學(xué)成分十分復(fù)雜，如何將所需要的有效成分提取出來(lái)是中藥研究的關(guān)鍵所在。傳統(tǒng)的提取方法如煎煮法、回流法、浸漬法等，盡管各有其優(yōu)越性，但往往存在分離時(shí)間長(zhǎng)、提取率低、操作繁瑣等缺點(diǎn)。近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的現(xiàn)代提取分離技術(shù)，如酶法提取、閃式提取、膜分離等，為實(shí)現(xiàn)快速、高效地提取分離中藥有效成分提供了新的途徑。同時(shí)，針對(duì)新技術(shù)的各種設(shè)備也在不斷地開(kāi)發(fā)完善中。這些新技術(shù)及其設(shè)備的應(yīng)用為實(shí)現(xiàn)中藥有效成分的高效提取分離創(chuàng)造了更好的條件。

本文就近年來(lái)中藥有效成分提取分離新技術(shù)及相應(yīng)設(shè)備的原理、特點(diǎn)和應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述。

1 超聲提取技術(shù)

超聲提取（Ultrasonic Extraction）技術(shù)是常用的現(xiàn)代中藥有效成分提取方法，該技術(shù)運(yùn)用超聲的微擾效應(yīng)，增大了溶劑進(jìn)入提取物細(xì)胞的滲透性，加強(qiáng)了傳質(zhì)過(guò)程。超聲空化產(chǎn)生的強(qiáng)大剪切力能使植物細(xì)胞壁破裂，使細(xì)胞容易釋放出內(nèi)含物[1]。相比傳統(tǒng)的提取技術(shù)，超聲法具有提取率高、提取時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)。低溫條件下，超聲提取還有利于維持原藥中有效成分的性質(zhì)[2]。

超聲提取設(shè)備主要由超聲波發(fā)生器（超聲頻電源）、換能器振子、處理容器組成。超聲波發(fā)生器是將220 V/50 Hz或380 V/50 Hz的電信號(hào)轉(zhuǎn)化為500～800 V/20～100 kHz的電信號(hào)，驅(qū)動(dòng)換能器振子發(fā)出超聲波。換能器振子分為2種：（1）夾心式壓電換能器：成本低、性能穩(wěn)定、作用面積大，但功率強(qiáng)度小。（2）聚能式換能器：能量高，但作用范圍小、自身產(chǎn)生熱量大、難以長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作、成本高，無(wú)法適合工業(yè)化應(yīng)用。處理容器一般為內(nèi)壁圓滑的圓形管或罐，作用是盛裝需要超聲加工處理的物質(zhì)[3]。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中常用的超聲設(shè)備有超聲波清洗儀和超聲波粉碎儀。羅登林[4]等根據(jù)超聲波的特點(diǎn)和提取理論，設(shè)計(jì)出了可用于工業(yè)化生產(chǎn)的雙頻超聲動(dòng)態(tài)逆流高效提取裝置。該設(shè)備根據(jù)不同頻率的超聲波作用特點(diǎn)的不同，結(jié)合管道傳輸?shù)睦碚摚M(jìn)行科學(xué)合理地配置和組合，能取代現(xiàn)有的提取裝置，促進(jìn)提取設(shè)備與工藝的現(xiàn)代化。

超聲提取因其快速、高效的特點(diǎn)已被廣泛應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室小量樣品制備及分析樣品的處理，但是由于缺乏有效的工程放大手段和方法，超聲場(chǎng)的范圍和強(qiáng)度限制了每次處理的物料量，從而阻礙了其在大規(guī)模生產(chǎn)中的應(yīng)用。

為了解決傳統(tǒng)超聲提取中存在的工程放大難題，循環(huán)超聲技術(shù)及設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生。該提取裝置的提取時(shí)間、提取溫度、超聲功率、循環(huán)速度等主要參數(shù)均可設(shè)定和自動(dòng)控制，提取效率是常規(guī)提取的幾倍到幾十倍，提取溫度可降低到室溫。設(shè)備性能達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平，同傳統(tǒng)方法比較可節(jié)省能耗50%以上，提取成本可降低25%以上。循環(huán)超聲技術(shù)及其設(shè)備在工業(yè)化生產(chǎn)中的成功應(yīng)用，有效地解決了超聲提取工程放大的難題，為超聲提取在中藥大規(guī)模生產(chǎn)中的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。同現(xiàn)有的其他相關(guān)技術(shù)相比，它具有顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，因此具有廣泛的應(yīng)用前景[5]。

圖1 超臨界流體萃取工藝流程示意圖

2 超臨界流體萃取技術(shù)

超臨界流體萃?。⊿upercritical Fluid Extraction，SFE）技術(shù)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新型分離技術(shù)。SFE利用超臨界流體所具有的與液體溶劑相當(dāng)?shù)娜芙饽芰蛢?yōu)良的傳質(zhì)性能，在高于臨界溫度和臨界壓力條件下與待分離的固體或液體混合物接觸，萃取出所需要的物質(zhì)。隨后通過(guò)降壓或升溫或兩者兼用的方法，降低超臨界流體的密度，從而降低其對(duì)被萃取物的溶解度，或用吸附的方法，使兩者得到分離[6]。

超臨界流體萃取工藝主要由萃取階段和分離階段2部分組成，流程示意圖如圖1所示。其工藝設(shè)備主要有萃取釜、分離釜、壓縮機(jī)、冷凝器和換熱器等。此外，因控制和測(cè)量的需要，還需有數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、處理系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。在超臨界流體萃取技術(shù)中，萃取裝置是關(guān)鍵。中小型萃取設(shè)備裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小，便于操作與使用，適合一般科研機(jī)構(gòu)。而大型工業(yè)化裝置要求能連續(xù)裝填物料，具有連續(xù)萃取的功能，在溶劑的使用方面還要求能回收CO2氣體，其研發(fā)和應(yīng)用顯得更為重要和困難。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)已解決了許多有關(guān)超臨界方面的技術(shù)難題，如超臨界流體萃取裝置的工藝流程問(wèn)題、超臨界流體萃取釜、分離釜結(jié)構(gòu)及壽命問(wèn)題、快開(kāi)結(jié)構(gòu)與密封件的材料耐用度問(wèn)題等。超臨界技術(shù)的應(yīng)用在我國(guó)得到了迅速發(fā)展[7]。

超臨界流體萃取技術(shù)具有條件溫和、選擇性好、收率高、快速高效及成本低等特點(diǎn)，在中藥有效成分提取和研究方面具有巨大的優(yōu)越性。目前，國(guó)內(nèi)外研究者多采用CO2超臨界流體萃取技術(shù)提取中草藥中不同種類(lèi)的藥用成分，如揮發(fā)油、生物堿、萜類(lèi)、丙素酚類(lèi)、醌類(lèi)及蒽衍生物及其他成分等[8]，其中提取揮發(fā)油和精油的研究最為廣泛[9-10]。

吳懷恩等[11]考察超臨界CO2流體萃取法與水蒸氣蒸餾法提取五月艾揮發(fā)油化學(xué)成分的區(qū)別，發(fā)現(xiàn)2種提取方法得到的五月艾揮發(fā)油組分與含量相差較大，超臨界法可提取出極性較低的組分，大分子量的成分相對(duì)較多，收率更高并且不存在有機(jī)溶劑殘留所帶來(lái)的相關(guān)問(wèn)題。

3 動(dòng)態(tài)逆流提取技術(shù)

動(dòng)態(tài)逆流提?。―ynamic Countercurrent Extraction）技術(shù)是在動(dòng)態(tài)提取的基礎(chǔ)上，根據(jù)現(xiàn)代提取技術(shù)和工藝設(shè)備的要求發(fā)展起來(lái)的一種中藥提取新技術(shù)。它通過(guò)多個(gè)（或多段）提取單元之間物料和溶劑的合理的濃度梯度排列和相應(yīng)的流程配置，結(jié)合物料的粒度、提取單元組數(shù)、提取溫度和提取溶媒用量，循環(huán)組合，對(duì)物料進(jìn)行提取[12]。要達(dá)到快速完全地提取物料中的有效成分，必須保證物料周?chē)冀K存在最大的濃度差，故需經(jīng)常更新固液兩相界面層，使?jié)舛炔畋３衷谳^高的水平[13]。動(dòng)態(tài)逆流提取即是根據(jù)這一原理進(jìn)行工作的：在提取過(guò)程中，物料與溶劑分別從提取器的兩端加入，這樣物料在機(jī)械力的推動(dòng)下，溶劑在重力的作用下，兩者作逆向運(yùn)動(dòng)并且接觸界面始終處于高濃度差狀態(tài)下。經(jīng)過(guò)多級(jí)滲溶提取后，固體料渣被排出，而溶劑則由于物料的有效成分逐級(jí)滲入，變成高濃度的提取液，從相反的方向流出[14]。

采用動(dòng)態(tài)逆流的提取工藝具有節(jié)約溶劑用量、降低能耗、提高提取率、最終溶劑的有效成分含量高等優(yōu)點(diǎn)，大大提高了生產(chǎn)效率[15]。王坤[16]分別用罐組式動(dòng)態(tài)逆流提取與傳統(tǒng)單罐提取工藝進(jìn)行益母草提取試驗(yàn)，測(cè)定產(chǎn)品有效成分含量、各項(xiàng)工藝參數(shù)及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。結(jié)果表明，罐組式動(dòng)態(tài)逆流提取工藝與傳統(tǒng)的單罐提取工藝相比較，有效成分提取率較高，并且節(jié)省能源、縮短生產(chǎn)周期。

動(dòng)態(tài)逆流提取設(shè)備主要由動(dòng)力裝置、進(jìn)料裝置、提取裝置、排渣裝置、溶媒回收裝置、溫控裝置等部分組成[17]。常見(jiàn)的有罐組式動(dòng)態(tài)逆流提取設(shè)備、螺旋式連續(xù)逆流提取設(shè)備、U型槽式逆流提取機(jī)3種類(lèi)型。其中，罐組式提取設(shè)備（圖2）將2種動(dòng)態(tài)提罐機(jī)組串聯(lián)，提取溶劑沿著罐組內(nèi)各罐藥料的溶質(zhì)濃度梯度逆向地由低向高順次輸送通過(guò)各罐，并與藥料保持一定提取時(shí)間多次套用，是目前在中藥提取中應(yīng)用最為廣泛的動(dòng)態(tài)逆流提取設(shè)備[18]。

圖2 罐組式逆流提取設(shè)備1—冷卻器 2—溶劑貯藏 3、5—輸送泵 4—提取液貯藏A1、A2、A3、A4、A5、A6—提取罐

4 大孔樹(shù)脂吸附技術(shù)

大孔吸附樹(shù)脂（Macro Absorption Resin）是一類(lèi)具有大孔結(jié)構(gòu)、吸附性能較好的有機(jī)高聚物吸附劑，是吸附樹(shù)脂的一種，由聚合單體和交聯(lián)劑、致孔劑、分散劑等添加劑經(jīng)聚合反應(yīng)制備而成，是吸附性和篩選性原理相結(jié)合的分離材料。大孔樹(shù)脂吸附技術(shù)是采用特殊的吸附劑，從中藥或復(fù)方煎液中有選擇地吸附其中的有效部分，除去無(wú)效部分的一種提取精制的新工藝。其吸附作用主要是通過(guò)表面吸附、表面電性或形成氫鍵等來(lái)實(shí)現(xiàn)[19]。該技術(shù)自20世紀(jì)70年代末開(kāi)始應(yīng)用于中草藥有效成分的分離，具有理化性質(zhì)穩(wěn)定、吸附容量大、分離度好、再生簡(jiǎn)單、抗污染能力強(qiáng)、熱穩(wěn)定性好、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，常應(yīng)用于中草藥化學(xué)成分如黃酮、生物堿、皂苷、苷類(lèi)及一些其他活性成分的提取分離，具有良好的應(yīng)用前景。

大孔樹(shù)脂吸附技術(shù)的操作方式分為靜態(tài)吸附分離和動(dòng)態(tài)吸附分離2種類(lèi)型。靜態(tài)法一般用于實(shí)驗(yàn)室研究，是將一定數(shù)量的大孔吸附樹(shù)脂與被處理的藥液混合并攪拌，然后采用過(guò)濾、傾瀉、離心沉降等方法將含藥樹(shù)脂與溶液分離。動(dòng)態(tài)吸附法，即管柱法，與柱層析相似，它將待處理的藥液通過(guò)裝有大孔吸附樹(shù)脂的柱內(nèi)，藥液從柱的上部逐漸往下流動(dòng)時(shí)，柱內(nèi)樹(shù)脂從上往下依次達(dá)到吸附飽和狀態(tài)，達(dá)到一定飽和程度后，用合適容積將有效成分洗脫下來(lái)。管柱法有利于吸附完全。實(shí)驗(yàn)室的吸附柱多半是玻璃，柱長(zhǎng)度與柱直徑之比值（L/D）大約為10～30。工廠的吸附柱要求能耐化學(xué)制劑侵蝕，經(jīng)久耐用，加料分布均勻及壓降小[20]?，F(xiàn)常用于中草藥成分提取分離的大孔吸附樹(shù)脂包括南大D6、南大D7、南大DS8、南大DS5、南大DM2、AB-8（天津南開(kāi)）、X-5（天津南開(kāi)）、ADS-7（天津南開(kāi)）、ADS-15（天津南開(kāi)）、D-101（天津制膠廠）、D103（天津制膠廠）、GDX-102（天津試劑二廠）、MD（天津試劑二廠）、DA（天津試劑二廠）[21]。李安林等[22]通過(guò)比較D-101、AB-8、X-5、DA-201、HZ-806和HZ-801，6種不同性質(zhì)大孔吸附樹(shù)脂對(duì)夏枯草果穗總黃酮的靜態(tài)吸附和解吸附性能，篩選出了適合夏枯草果穗總黃酮分離純化的樹(shù)脂。影響大孔樹(shù)脂分離效果的因素有很多，所以需要從樹(shù)脂型號(hào)、規(guī)格和性能等方面綜合考慮，選擇合適的樹(shù)脂，并有針對(duì)性地按照操作說(shuō)明使用不同的樹(shù)脂，才能發(fā)揮樹(shù)脂的最佳分離效果[23]。

5 分子蒸餾技術(shù)

分子蒸餾（Molecular Distillation）又叫短程蒸餾（Short Path Distillation）是一種非平衡蒸餾，它依據(jù)不同物質(zhì)分子運(yùn)動(dòng)平均自由程的差別在高真空（壓強(qiáng)一般小于5 Pa）下實(shí)現(xiàn)物質(zhì)間的分離。它能大大降低高沸點(diǎn)物料的分離成本，極好地保護(hù)熱敏物料的品質(zhì)，特別適用于高沸點(diǎn)、熱敏性及易氧化物質(zhì)的分離純化。近年來(lái)分子蒸餾技術(shù)已逐漸成為中藥現(xiàn)代化生產(chǎn)的關(guān)鍵分離技術(shù)之一[24]。

一套完整的分子蒸餾設(shè)備主要包括分子蒸發(fā)器、進(jìn)料系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、真空系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。根據(jù)分子蒸餾裝置的大小可分為：實(shí)驗(yàn)型分子蒸餾、中試型分子蒸餾和工業(yè)化分子蒸餾裝置。

根據(jù)行程蒸發(fā)液膜的不同和分子蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)的差異，又可分為4類(lèi)：（1）間歇釜式分子蒸餾器：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但分離能力低、效果差、物料停留時(shí)間長(zhǎng)、物料容易分解，目前已經(jīng)不再使用。（2）降膜式分子蒸餾器：該裝置液膜厚度小，停留時(shí)間短，熱分解率降低，蒸餾過(guò)程可連續(xù)進(jìn)行，生產(chǎn)能力大，但容易使組分分解且分離效率較低。（3）刮膜式分子蒸餾器：在降膜分子蒸餾裝置內(nèi)設(shè)置一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的刮膜器，當(dāng)物料在重力作用下沿蒸發(fā)面向下流動(dòng)時(shí)，借助刮膜器將物料迅速刮成厚度均勻、連續(xù)更新的液膜，從而強(qiáng)化傳熱和傳質(zhì)過(guò)程，提高了蒸發(fā)速率和分離效率，在工業(yè)上應(yīng)用較廣。（4）離心式分子蒸餾器：該裝置較為理想，但與其他結(jié)構(gòu)相比，技術(shù)難度大，設(shè)備成本高，更適用于高附加值品種，在國(guó)內(nèi)較少采用[25]。綜合上述4種設(shè)備的優(yōu)缺點(diǎn)，并通過(guò)多種中藥成分的分離比較，國(guó)內(nèi)常選用刮膜式分子蒸餾器。其主要技術(shù)特點(diǎn)是蒸餾溫度低、系統(tǒng)壓強(qiáng)低、受熱時(shí)間短、分離程度高、產(chǎn)品耗能小、生產(chǎn)能力大，蒸餾過(guò)程可以連續(xù)進(jìn)行，其已用于多個(gè)品種的研究及驗(yàn)證，并進(jìn)行了裝備的推廣應(yīng)用。

由于分離溫度低、分離能力強(qiáng)、分離過(guò)程中無(wú)需加入任何化學(xué)物質(zhì)、無(wú)污染且操作成本低、利于脫溶劑和脫色等優(yōu)點(diǎn)，分子蒸餾技術(shù)在中藥現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用[26]。但分子蒸餾技術(shù)也有一定的局限性，只適用于液體或適當(dāng)加溫即具流動(dòng)性的半固體物質(zhì)的分離純化，并且由于設(shè)備價(jià)格較高，更適于高附加值產(chǎn)品的應(yīng)用[27]。

6 高速逆流色譜技術(shù)

高速逆流色譜技術(shù)（High-speed Countercurrent Chromatography，HSC-CC）是一種不用任何固體載體或支撐體的液-液色譜技術(shù)。高速逆流分離基于流體動(dòng)力學(xué)中的單向流動(dòng)力學(xué)平衡現(xiàn)象，利用螺旋管的方向性與高速行星式運(yùn)動(dòng)相結(jié)合，使兩相互不混溶的溶劑在螺旋管中實(shí)現(xiàn)高效接觸、混合、分配和傳遞，從而將具有不同分配比的樣品組分分離出來(lái)[28-29]。

一臺(tái)高速逆流色譜儀由輸液泵、分離柱、檢測(cè)器、工作站、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及餾分收集器等組成。在儀器運(yùn)行的時(shí)候，可調(diào)節(jié)溶劑、固定相、流動(dòng)相、樣品濃度、柱溫、洗脫方式、進(jìn)樣方式、流動(dòng)相的流速及轉(zhuǎn)速等，使分離效果達(dá)到最好。還需根據(jù)所檢測(cè)樣品的特點(diǎn)，選擇不同的檢測(cè)器：UV-VIS（紫外-可見(jiàn)光檢測(cè)器）、ELSD（蒸發(fā)光散射檢測(cè)器）或者質(zhì)譜檢測(cè)器等。HSC-CC的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了提取、分離、結(jié)構(gòu)分析的自動(dòng)化[30-31]。

HSC-CC分離效率高、產(chǎn)品純度高、不存在載體對(duì)樣品的吸附和污染、制備量大并且溶劑消耗少。同時(shí)，高速逆流色譜分離儀器價(jià)格低廉，性能可靠，分析成本低，易于操作，盡管與高效液相色譜分離相比有時(shí)柱效不太高，但可避免其對(duì)樣品的吸附及不可回收的弊端。

目前，已成功開(kāi)發(fā)出分析型、生產(chǎn)型2大類(lèi)高速逆流色譜儀，可分別用于中藥有效成分的分離制備和定量分析。進(jìn)樣量可從毫克級(jí)到克級(jí)，進(jìn)樣體積可從幾毫升到幾百毫升，不僅適用于非極性化合物的分離，也適用于極性化合物的分離；既可用于中藥粗提取物中各組分的分離，也可用于進(jìn)一步精制[32]。應(yīng)用HSC-CC可以分離純化生物堿、黃酮、皂苷、蒽醌等中藥有效成分[30]。HSC-CC還可與其他新型分離技術(shù)相耦合分離中藥有效成分。

張敏等[33]應(yīng)用高速逆流色譜技術(shù)分離人參中的人參皂苷，以溶劑配比為醋酸乙酯-正丁醇-水-醋酸（4:1:3:0.02，V:V:V:V）作為制備型逆流色譜分離的溶劑系統(tǒng)，分離得到3個(gè)單體皂苷和1個(gè)混合物組分，單體皂苷的純度均高于95%。與常規(guī)色譜方法比較，該法具有簡(jiǎn)便、快速、節(jié)省溶劑的特點(diǎn)，具有較好的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

7 酶法提取技術(shù)

酶法提?。‥nzymatic Extraction）技術(shù)是利用相關(guān)酶破壞植物細(xì)胞的細(xì)胞壁，從而使有效成分流出的一種提取方法。植物的細(xì)胞壁是由纖維素、半纖維素、果膠質(zhì)構(gòu)成的，在合適的酶作用下，可發(fā)生物質(zhì)降解，這時(shí)細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)會(huì)遭到破壞，細(xì)胞壁、細(xì)胞間質(zhì)等傳質(zhì)屏障對(duì)有效成分從胞內(nèi)向提取介質(zhì)擴(kuò)散的傳質(zhì)阻力會(huì)減少，從而使有效成分提取率提高。此外，植物中多含有脂溶性、難溶于水或不溶于水的成分，通過(guò)加入合適的酶如葡萄糖苷酶或轉(zhuǎn)糖苷酶，可使這些有效成分轉(zhuǎn)移到水溶性苷糖中，從而使有效成分提取率提高[34]。

酶法提取包括酶解處理和提取有效成分2個(gè)步驟。其影響因素主要有藥材顆粒度、提取溶劑、溫度及pH值、酶解時(shí)間等[35]。酶法提取對(duì)溫度的控制要求較高，主要用恒溫水浴鍋控制溫度?？沙捎训萚36]采用酶解法對(duì)五味子進(jìn)行提取，試驗(yàn)結(jié)果表明，最佳工藝路線為緩沖液pH值6.0，提取時(shí)間3 h，提取溫度55℃，加酶量1%。通過(guò)比較酶法提取與傳統(tǒng)水法提取的平均提取率，發(fā)現(xiàn)酶法的平均提取率比水法提高16.79%，說(shuō)明酶法提取效率更高。

酶法提取具有反應(yīng)條件溫和、保持有效成分藥效、優(yōu)化有效組分等特點(diǎn)。因其試劑設(shè)備簡(jiǎn)單，對(duì)中藥提取物進(jìn)行酶法處理可降低成本，并且環(huán)保節(jié)能，故酶法提取已廣泛應(yīng)用于中藥有效成分的提取過(guò)程。但酶法提取要綜合考慮反應(yīng)溫度、pH值、酶及底物濃度等影響，對(duì)實(shí)驗(yàn)條件要求較高。酶法提取常常與其他方法（如超聲波、微波、超臨界技術(shù)等）聯(lián)用，以提高中藥的提取效果[37]。

8 膜分離技術(shù)

膜分離（Membrane Separation）技術(shù)是用天然或人工合成的高分子薄膜，借助外界能量或化學(xué)位差的推動(dòng)，通過(guò)特定膜的滲透作用，實(shí)現(xiàn)對(duì)兩組分或多組分混合的液體或氣體進(jìn)行分離、分級(jí)、提純以及濃縮富集的方法。由20世紀(jì)60年代發(fā)展至今，膜分離技術(shù)因具有分離過(guò)程簡(jiǎn)單、可在常溫下操作、無(wú)相變、無(wú)二次污染、分離系數(shù)高、能耗低等優(yōu)點(diǎn)，已在醫(yī)藥領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。然而，由于中藥成分中黏性物質(zhì)的含量很高，膜污染現(xiàn)象阻礙了膜分離技術(shù)的發(fā)展。可以通過(guò)原料液的預(yù)處理、選擇與提取液性質(zhì)相匹配的膜、控制操作過(guò)程中的工藝參數(shù)以及進(jìn)一步改進(jìn)膜的性質(zhì)等方法來(lái)避免膜污染的發(fā)生。

目前在中藥分離工程中采用的膜分離技術(shù)主要以壓力差為驅(qū)動(dòng)，包含微濾（microfiltration，MF）、超濾（ultrafiltration，UF）、納濾（nanofiltration，NF）、反滲透（reverse osmosis，RO）。當(dāng)膜兩側(cè)存在一定壓力差時(shí)，可使一部分溶劑及小于膜孔徑的組分透過(guò)膜，而微粒、大分子、鹽等被膜截留下來(lái)，從而達(dá)到分離的目的。4種膜的透過(guò)機(jī)理基本相同，主要是被分離物顆?；蚍肿拥拇笮『退捎媚さ慕Y(jié)構(gòu)與性能有所差異[38]。

各種膜分離裝置主要包括：膜分離器、泵、過(guò)濾器、閥、儀表及管路等。膜分離器是將膜以某種形式組裝在一個(gè)基本單元設(shè)備內(nèi)，然后在外界驅(qū)動(dòng)力作用下能實(shí)現(xiàn)對(duì)混合物中各組分分離的器件，它又被稱(chēng)為膜組件或簡(jiǎn)稱(chēng)組件。在膜分離的工業(yè)裝置中，根據(jù)生產(chǎn)需要，一般可設(shè)置數(shù)個(gè)至數(shù)千個(gè)膜組件。工業(yè)上常用的膜組件形式有板框式、螺旋卷式、管式、中空纖維式等[39]。

膜分離技術(shù)不僅可以將各類(lèi)膜聯(lián)合利用，還可以與其他分離技術(shù)或化學(xué)反應(yīng)聯(lián)用以提高提取分離效率。李季文等[40]采用超濾與大孔樹(shù)脂吸附技術(shù)聯(lián)用提取分離胡蘆巴藥材中的胡蘆巴總苷，發(fā)現(xiàn)技術(shù)聯(lián)用后獲得的薯蕷皂苷元含量明顯提高，并且胡蘆巴提取液經(jīng)大孔樹(shù)脂吸附精制后，也使污染超濾膜的成分大大降低。

9 閃式提取技術(shù)

閃式提取（Flash-type Extraction）技術(shù)作為中藥化學(xué)及相關(guān)學(xué)科中的一種提取方法于1993年被首次提出，當(dāng)時(shí)是利用日本岡山大學(xué)奧田拓男教授所贈(zèng)送的日本三菱JM-E31型混合器完成的，該儀器只適用于對(duì)植物葉類(lèi)、部分鮮果、鮮根及非韌性全草進(jìn)行提取并且多不耐有機(jī)溶劑。為了擴(kuò)大該儀器的應(yīng)用范圍，我國(guó)自主研制出了首臺(tái)能用于硬組織破碎提取的樣機(jī)并用于實(shí)踐，后又相繼試制數(shù)臺(tái)陸續(xù)被國(guó)內(nèi)部分學(xué)校及研究機(jī)構(gòu)所采用的閃式提取器[41]。自此，閃式提取技術(shù)因其高效、快速、節(jié)能環(huán)保、可以有效地保護(hù)熱敏性成分不被破壞等特點(diǎn)為中藥現(xiàn)代化研究與生產(chǎn)帶來(lái)了重大變革[42]。

閃式提取技術(shù)是利用閃式提取器的巧妙設(shè)計(jì)，在室溫和適當(dāng)溶劑存在下，將藥材在數(shù)秒鐘內(nèi)破碎至細(xì)微顆粒，同時(shí)通過(guò)實(shí)現(xiàn)高速攪拌、振動(dòng)、負(fù)壓滲濾3種因素的最佳結(jié)合，使有效成分迅速達(dá)到藥材組織內(nèi)外平衡，經(jīng)過(guò)濾最終達(dá)到充分提高提取效率的目的[41-43]。

閃式提取器由破碎刀具、動(dòng)力部分、升降系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及物料容器組成，結(jié)合剪切、真空、滲透、流體動(dòng)力等原理，通過(guò)技術(shù)間的組合相承對(duì)被破碎的材料產(chǎn)生破碎作用，速度可達(dá)到傳統(tǒng)提取方法的百倍以上[44]。閃式提取器的破碎刀頭在設(shè)計(jì)方面考慮到在使藥材達(dá)到適當(dāng)顆粒度利于組織內(nèi)外的平衡的同時(shí)不至于因顆粒太細(xì)而影響下游的過(guò)濾，一般將破碎顆粒范圍控制在40～60目[41-42]。

閃式提取器問(wèn)世近20年來(lái)，使得對(duì)訶子、柳蘭、鬼燈檠、千屈菜、桃金娘等中草藥中單寧、多元酚類(lèi)化合物的研究變成可能，同時(shí)也使黃酮類(lèi)、皂苷類(lèi)等成分的提取和植物不同入藥部位及中藥復(fù)方的提取工藝等方面的研究取得了較大進(jìn)展。鄧引梅等[45]對(duì)比研究了閃式提取、索氏抽提、攪拌提取、超聲波提取4種方法對(duì)脹果甘草葉總黃酮的提取效果，將一定量的脹果甘草葉粉末與提取溶劑在閃式提取裝置中混合提取，通過(guò)機(jī)械及液力剪切作用使物料破碎和有效成分的提取同步進(jìn)行。結(jié)果表明，閃式提取與其他傳統(tǒng)提取方法相比，具有提取率高、提取時(shí)間短、提取溶劑用量少、成本低等優(yōu)點(diǎn)。

10 微波輔助萃取技術(shù)

微波輔助萃?。∕icrovave Assisted Extraction，MAE）又稱(chēng)微波萃取，是微波和傳統(tǒng)的溶劑提取法相結(jié)合而成的一種頗具發(fā)展?jié)摿Φ男滦洼腿〖夹g(shù)[46]。微波提取的原理是高頻電磁波到達(dá)物料的內(nèi)部維管束和腺胞系統(tǒng)，細(xì)胞吸收微波能后內(nèi)部溫度迅速上升，使其細(xì)胞內(nèi)部壓力增加導(dǎo)致細(xì)胞破裂，細(xì)胞內(nèi)有效成分自由流出溶解到萃取介質(zhì)中[47]。微波萃取具有設(shè)備簡(jiǎn)單、適用范圍廣、萃取效率高、重現(xiàn)性好、節(jié)省時(shí)間、節(jié)省溶媒、污染小、生產(chǎn)線整體造價(jià)和運(yùn)行成本低等特點(diǎn)[48]，是國(guó)內(nèi)中藥有效成分提取的常用方法之一。

微波提取設(shè)備主要分2類(lèi)：（1）微波提取罐：由罐體、微波作用腔、攪拌器、進(jìn)料口、出料口、微波源、功率調(diào)節(jié)裝置、溫控裝置、壓力控制裝置等組成[49]。該設(shè)備與常規(guī)動(dòng)態(tài)提取罐結(jié)構(gòu)相仿，不同之處是將蒸汽夾套加熱改為微波腔加熱，將平面加熱改為立體加熱，熱源由蒸汽夾套壁改為料液本身發(fā)熱。微波提取罐可以滿(mǎn)足不同中草藥提取的工藝參數(shù)要求。（2）連續(xù)微波提取線：由微波源、微波作用腔、輸送管道以及2個(gè)儲(chǔ)料罐組成[48]。在一個(gè)儲(chǔ)料罐內(nèi)將粉狀物料與溶媒混合用泵送入微波工程材料制造的管路中，微波工程材料對(duì)微波是透明的，物料與溶媒流過(guò)微波作用腔時(shí)被微波直接加熱、萃取，使得有效成分轉(zhuǎn)移，提取完成送至另一個(gè)儲(chǔ)料罐，其示意圖如圖3所示。兩者主要區(qū)別為：微波提取罐是分批處理物料，類(lèi)似常規(guī)的多功能提取罐；連續(xù)微波提取線是以連續(xù)方式工作的提取設(shè)備。設(shè)備的具體參數(shù)一般由設(shè)備生產(chǎn)廠根據(jù)使用廠家的要求設(shè)計(jì)[46］。

圖3 連續(xù)微波提取線示意圖

謝靜[50］等運(yùn)用微波輔助提取技術(shù)萃取連翹中的連翹苷。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，在加熱時(shí)間及溶劑量相同的條件下，微波輔助萃取所得的干浸膏中連翹苷含量比傳統(tǒng)方法提高了82%，轉(zhuǎn)移率比傳統(tǒng)方法提高約80%。與傳統(tǒng)回流提取方式相比，微波輔助萃取所得產(chǎn)品目標(biāo)組分得率高、提取效果好，充分體現(xiàn)了微波輔助萃取技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。

目前，工業(yè)化微波設(shè)備在我國(guó)已經(jīng)研制成功，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白[47］。連續(xù)微波提取線若與膜分離技術(shù)、微波干燥或噴霧干燥組成提取物生產(chǎn)線，肯定是一條節(jié)能、高效、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗和低成本的生產(chǎn)線。微波提取試驗(yàn)研究多為國(guó)內(nèi)單方研究，工業(yè)設(shè)備雖有出現(xiàn)，但推廣應(yīng)用緩慢，還處于觀望階段[51］。

11 結(jié)語(yǔ)

中藥有效成分的提取分離對(duì)提高中藥制劑的質(zhì)量及加快新藥開(kāi)發(fā)起著重要作用。相關(guān)技術(shù)及設(shè)備已有了很大進(jìn)展，其快速性和高效性是傳統(tǒng)的提取分離技術(shù)所無(wú)法比擬的。但不同的方法具有不同的優(yōu)缺點(diǎn)，在使用過(guò)程中應(yīng)根據(jù)提取中藥及目標(biāo)產(chǎn)物的特點(diǎn)，選取合適的技術(shù)及設(shè)備。近年來(lái)，多種分離技術(shù)聯(lián)用也是一個(gè)很好的選擇。隨著新技術(shù)、新設(shè)備的不斷開(kāi)發(fā)和廣泛應(yīng)用，中藥有效成分將被最大程度的獲取，在提高中藥利用率的同時(shí)還為新藥研發(fā)創(chuàng)造了有利條件。因此應(yīng)加強(qiáng)對(duì)中藥提取分離新技術(shù)、新設(shè)備用于工業(yè)化生產(chǎn)的研究，使得傳統(tǒng)中藥領(lǐng)域向現(xiàn)代化、科學(xué)化、產(chǎn)業(yè)化邁進(jìn)，以實(shí)現(xiàn)我國(guó)中藥產(chǎn)業(yè)跨越式發(fā)展。

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