摘要:微波提取作為一種新技術(shù),在中藥制劑研發(fā)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。本文主要闡述了微波提取技術(shù)的基本原理、特點(diǎn)和影響因素,并微波提取技術(shù)進(jìn)行了展望。
關(guān)鍵詞:微波提?。恢兴幹苿?/p>
中藥制劑源于實(shí)踐,未經(jīng)人為化學(xué)修飾,是天然化學(xué)組合庫(kù),是在樸素的醫(yī)藥理論指導(dǎo)下用藥,具有顯著地綜合療效特色。中藥中某些成分的特殊療效與較大的毒副反應(yīng)已成為利用新型給藥系統(tǒng)的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)。中藥提取改變了傳統(tǒng)中藥制劑面貌,促使有效部位與藥材組織分離,可溶物與不溶物分離,減少劑量、提高療效,為劑型選擇、制劑成型創(chuàng)造良好條件,同時(shí)體現(xiàn)有效方劑療效的橋梁與保證。
1 微波提取技術(shù)的基本原理
微波(Microwave)是一種波長(zhǎng)在1mm~1m、頻率在300MHz~300GHz的高頻電磁波,介于短波與遠(yuǎn)紅外之間,故稱(chēng)微波。微波具有使分子極化和離子導(dǎo)電兩種效應(yīng),可使處于微波電磁場(chǎng)中物質(zhì)的極性分子或離子快速轉(zhuǎn)動(dòng)及定向排列,因磨擦和高速旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生熱量;可使細(xì)胞內(nèi)極性物質(zhì)尤其是水分子受微波能作用產(chǎn)生熱,致水氣化產(chǎn)生的壓力使細(xì)胞膜破裂,或致細(xì)胞收縮,出現(xiàn)孔洞和裂紋,使提取溶劑容易進(jìn)入細(xì)胞內(nèi),從而溶解細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì),達(dá)到提取目的。微波具有能量集中、穿透力強(qiáng)、選擇性高、加熱效率高、時(shí)間短等特點(diǎn)。
2 微波提取技術(shù)特點(diǎn)
2.1選擇性高 微波提取技術(shù)具有較高的選擇性。在微波場(chǎng)下,極性分子可吸收微波能產(chǎn)生熱量,故對(duì)具有不同極性的植物細(xì)胞或組織所含成分有不同的作用,故對(duì)細(xì)胞內(nèi)成分的作用具有一定的選擇性。提取高山紅景天根莖中的紅景天苷與傳統(tǒng)乙醇回流法相比,微波提取技術(shù)提取率高,提取時(shí)間短,雜蛋白含量明顯降低。有報(bào)道認(rèn)為微波提取的選擇性與植物細(xì)胞或組織中的含水量多少有關(guān);微波提取對(duì)含不同極性成分中藥的提取選擇性不顯著,但對(duì)不同形態(tài)結(jié)構(gòu)中藥的提取有較高的選擇性。
2.2提取時(shí)間短,能耗低,提取率高 微波穿透力強(qiáng),可克服一般加熱過(guò)程的熱傳導(dǎo)、熱輻射造成的熱量損失,加熱效率高,使得提取能耗有效降低。如在提取荊芥揮發(fā)油時(shí),與回流法比提取時(shí)間縮短15倍;提取山楂多糖時(shí),與回流法比提取時(shí)間縮短7倍;提取甘草甘草酸時(shí),微波法8min相當(dāng)于索氏提取3h;提取秦艽龍膽苦苷時(shí),微波法3min明顯優(yōu)于水煎法30min。同時(shí)提取過(guò)程中的溫度低,時(shí)間短,有效成分的破壞損失少,因此提取率高。
3 微波提取的影響因素
3.1物料粒度 物料粒度對(duì)微波提取是有影響的,如粒度對(duì)龍膽苦苷的提取率的影響40目高于20目稍粗,提取液粘度低,利于后續(xù)過(guò)濾。
3.2溶劑 溶劑會(huì)影響微波的傳送及對(duì)微波能量的吸收利用。一般選擇適當(dāng)濃度的乙醇溶液,并可根據(jù)需要添加適當(dāng)?shù)奶崛≥o助劑。如優(yōu)化微波提取甘草酸工藝,提取率:含10%乙醇的0.5%氨水>氨水>水,溶劑用量適當(dāng),與傳統(tǒng)提取方法比可減少30%~60%,過(guò)多會(huì)造成微波嚴(yán)重衰減,影響微波能量的有效利用。
3.3溫度 溫度直接影響目標(biāo)成分在提取介質(zhì)中的溶解度及擴(kuò)散速度,從而影響提取效率。微波提取溫度可略低,降低目標(biāo)成分的受熱破壞,減少雜質(zhì)成分的提出。微波提取甘草中甘草酸的工藝,結(jié)果60℃條件下提取效果優(yōu)于40℃。
3.4濃度梯度 濃度梯度影響目標(biāo)成分的溶出和擴(kuò)散速度。微波可使目標(biāo)成分在藥材內(nèi)迅速遷移,提高傳質(zhì)速度縮短擴(kuò)散平衡時(shí)間,故要采取適當(dāng)方法(如攪拌、換新溶劑)提高濃度梯度。
4 微波提取技術(shù)展望
微波提取中藥成分,具有選擇性高、提取時(shí)間短、能耗低、收率高等優(yōu)點(diǎn),具有廣泛的發(fā)展前景,但適用范圍有一定的局限性。目前的研究以提取工藝優(yōu)化,提高提取率為主。針對(duì)微波作用原理,用化學(xué)、藥效學(xué)、毒理學(xué)方法評(píng)價(jià)、比較該技術(shù)的特點(diǎn),適用范圍,仍缺乏相應(yīng)研究。提取原理及影響因素研究還有待進(jìn)一步深入完善,微波非熱效應(yīng)對(duì)成分穩(wěn)定性的影響值得探討,利于指導(dǎo)合理進(jìn)行中藥材的提取操作。 完善生產(chǎn)用微波設(shè)備,由于微波易泄露,對(duì)人體有一定的損傷,設(shè)備的安全性以及操作保護(hù)措施需進(jìn)一步完善。注意成本核算,微波提取需要使用專(zhuān)用的提取設(shè)備,設(shè)備投資費(fèi)用及安全維護(hù)費(fèi)用高,如何完善設(shè)備,保證使用的安全性,降低費(fèi)用,直接關(guān)系到此技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。
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