姚新建，文金淼

（周口師范學(xué)院化學(xué)系，河南 周口466000）

來自于自然界的多數(shù)有機化合物是藥物、食品添加劑和化妝品活性成分的重要來源。而這些有機化合物結(jié)構(gòu)復(fù)雜，含量較低，并與許多其他化學(xué)成分共存，要很好利用這些天然有機物，則必須經(jīng)過提取分離和純化過程。天然有機化合物的提取和分離，過去主要使用溶劑法和蒸餾法等，耗時長需溶劑量大且對于微量成分結(jié)構(gòu)性質(zhì)相類似成分的提取和分離常常受到限制［1］。而新的提取分離技術(shù)的應(yīng)用與普及，促進了我國天然有機化合物研究工作的進展。隨著新的天然有機化合物的不斷發(fā)現(xiàn)，近代分離儀器飛躍發(fā)展，一些新的更為環(huán)保的提取技術(shù)得以開發(fā)應(yīng)用，這些新的分離技術(shù)已成為天然有機化合物研究的熱點。

1 超臨界流體萃取技術(shù)

超臨界流體萃取是一種新型的提取分離技術(shù)，它利用流體在臨界點附近某區(qū)域內(nèi)與待分離混合物中的溶質(zhì)具有異常相平衡行為和傳遞性能，這種流體可以是單一的，也可以是復(fù)合的。超臨界流體是一種介于液體與氣體之間的流體，其密度接近普通液體，其粘度接近普通氣體，具有低粘度、高擴散性、無污染和高選擇性等良好溶劑的特性，且可以利用溫度與壓力的變化來調(diào)整流體的性質(zhì)。在超臨界萃取技術(shù)中，通常用的萃取劑為CO2，因為它是一種無毒、不燃和化學(xué)惰性的物質(zhì)，價格便宜，純度高，容易獲得，且對環(huán)境無污染，其密度對溫度和壓力變化十分敏感，且與溶解能力在一定壓力范圍成正比例，可以通過控制溫度和壓力改變物質(zhì)溶解度。因此，CO2特別適合天然產(chǎn)物有效成分的提取。

超臨界流體萃取特點：（1）萃取和分離合二為一；（2）萃取效率高，過程易控制；（3）萃取溫度低，可較完好保存中藥有效成分不被破壞，不發(fā)生衍生化，特別適宜于對熱敏感、易氧化分解成分的提??；（4）萃取流體可循環(huán)使用。其缺點是：樣品量受限，回收率受樣品中基體的影響。要萃取極性物質(zhì)需加入極性溶劑以繼續(xù)在高壓下操作，設(shè)備投資較高等。

超臨界流體萃取技術(shù)在中藥提取分離中的應(yīng)用前景廣闊，特別對于一些資源少、療效好、劑量小、附加值高的產(chǎn)品極為適用。近年來我國利用SEF技術(shù)對中草藥的研究和開發(fā)也取得了很大的進步［2］，研究開發(fā)出了成熟的CO2-SEF工藝技術(shù)的中草藥有銀杏葉、金銀花、紫草、生姜、大蒜等近30種。此技術(shù)在其他方面也有廣泛的應(yīng)用，例如在食品方面的應(yīng)用。目前已經(jīng)可以用FCCO2從葵花籽、紅花籽、花生、小麥胚芽、可可豆中提取油脂，這種方法比傳統(tǒng)的壓榨法回收率高，而且不存在溶劑分離問題。

2 超聲波提取技術(shù)

天然植物有效成分大多數(shù)為細胞內(nèi)物質(zhì)，在提取時往往需要將植物細胞破碎，現(xiàn)有的機械破碎法難以將細胞有效破碎。化學(xué)破碎法又容易造成被提取物的結(jié)構(gòu)性質(zhì)等變化而失去活性，因而難以取得理想的效果。超聲波提取是集物理學(xué)、化學(xué)和工程學(xué)于一體的一門綜合技術(shù)［3］。將超聲波應(yīng)用于提取植物的有效成分，操作簡便快捷，無需加熱，提取率高，速度快，效果好，且結(jié)構(gòu)未被破壞，顯出明顯的優(yōu)勢。

藥用植物的化學(xué)成分較為復(fù)雜，常規(guī)法提取效果常不理想，近年來用超聲波提取收到了良好的效果，尤其是生物堿、苷類、揮發(fā)油等成分的提取。用超聲波從曼陀羅、蘿芙木、吐根、天麻、馬錢、益母草等植物中提取生物堿均可得到同樣的效果，用超聲波提取苷類，取樣量小，所用溶劑少，檢驗周期短。在絞股藍、黨參、人參根中應(yīng)用超聲波提取皂苷，與傳統(tǒng)方法相比，也具有省時、節(jié)能、雜質(zhì)少、提出率高等優(yōu)點。于淑娟等［4］對超聲波協(xié)同纖維素酶和菠蘿蛋白酶法提取靈芝多糖進行了研究，超聲波高頻振蕩及其產(chǎn)生的“空化效應(yīng)”可破壞細胞壁的維持力，提高酶解纖維素的效率，盡快地釋放出細胞多糖物質(zhì)。

3 微波提取技術(shù)

微波輔助萃取是利用微波能來提高萃取率的一種新技術(shù)，在提取過程中，微波輻射導(dǎo)致植物細胞內(nèi)極性物質(zhì)吸收微波能，產(chǎn)生熱量，由于細胞內(nèi)溫度迅速上升，水汽化產(chǎn)生的壓力會將細胞膜沖破，形成微小孔洞；若進一步加熱，則導(dǎo)致細胞內(nèi)部和細胞壁水分減少，細胞收縮，表面出現(xiàn)裂紋。空洞和裂紋的存在使胞外溶劑容易進入細胞內(nèi)，溶解并釋放出胞內(nèi)產(chǎn)物。在微波的作用下，某些待測組分選擇性地加熱，使之與基體分離，進入微波吸收能力較差的萃取劑中，這是由于物質(zhì)結(jié)構(gòu)不同，吸收微波能的能力各異。

近年來，國內(nèi)外將微波技術(shù)應(yīng)用于天然藥物活性成分的浸提過程，有效提高了回收率，取得了可喜的進展，且迅速朝著工業(yè)化方向發(fā)展。目前，微波技術(shù)用于提取生物活性成分的報道不斷出現(xiàn)，已涉及到幾大類天然有機化合物如揮發(fā)油、苷類、多糖、生物堿及有機酸等。韓偉偉等［5］用微波輔助提取法提取青蒿素，與傳統(tǒng)提取法相比，提取率明顯提高。郝守祝等用此法提取大黃游離蒽醌并與傳統(tǒng)法相比較，此法的提取效率明顯高于蒸煮法，且操作簡單。MAE的特點為投資少、設(shè)備簡單、適用范圍廣，選擇性高，操作時間短，溶劑好量少，與傳統(tǒng)煎煮法相比，克服了藥材細粉易凝聚、易焦化的弊端。缺點是：（1）使用極性溶劑；（2）提取后要過濾，這就不利于與氣相色譜等儀器聯(lián)機而實現(xiàn)自動化。

4 酶法提取技術(shù)

酶提取技術(shù)是近幾年來用于中藥工業(yè)的一項生物工程技術(shù)。中草藥成分復(fù)雜，既有有效成分，也有非需成分。傳統(tǒng)的提取方法提取溫度高，提取率低，成本高且不安全。而用適當?shù)拿?，可通過酶反應(yīng)較溫和地將植物組織分解，加速有效成分的釋放和提取。酶技術(shù)在食品工業(yè)、飼料工業(yè)、精細化工等行業(yè)應(yīng)用越來越多，在天然產(chǎn)物提取中的應(yīng)用近年來也有所發(fā)展。如單一材料補骨脂、香菇、銀杏葉、決明子等的有效成分提取和除去雜質(zhì)。

酶技術(shù)用于藥材提取，反應(yīng)溫和，提取效果較好，收率好，節(jié)約能耗，所以應(yīng)用前景廣闊。高大維等人［6］研究了冷凍預(yù)處理協(xié)同酶浸漬提取靈芝、木耳、螺旋藻多糖，取得了滿意的結(jié)果。上海中藥一廠首先應(yīng)用酶法成功地制備了生脈飲口服液。在動物藥材的提取中，酶法應(yīng)用得更廣泛。

5 仿生提取技術(shù)

仿生提取法綜合運用醫(yī)學(xué)仿生與化學(xué)仿生的原理，同時又將整體藥物研究與分子藥物研究法相結(jié)合，是將生物技術(shù)手段應(yīng)用到中藥研究中的一種嘗試。仿生提取法主要是針對口服給藥的提取。將原料藥經(jīng)模擬人體胃腸道環(huán)境，根據(jù)人體消化道的生理特點，消化管和血管之間的生物膜是類脂質(zhì)膜，允許脂溶性物質(zhì)通過，分子性藥物更容易吸收。仿生提取法是中藥口服藥制備中的一項重大革新，具有較高的學(xué)術(shù)價值和推廣應(yīng)用前景。

6 固相微萃取技術(shù)

固相微萃取［7～10］是近年來出現(xiàn)的一種集萃取、濃縮、解吸于一體的樣品前處理新方法。它主要與氣相色譜和高效液相色譜聯(lián)用，能快速有效地分析樣品中的痕量有機物。SPME主要針對有機物進行分析，根據(jù)有機物與溶劑之間相似相溶的原則，利用石英纖維表面的色譜固定相對分析組分的吸附作用，將組分從試樣基質(zhì)中萃取出來。1990年P(guān)awliszyn等首次發(fā)表了關(guān)于SPME的論文并開始了深入研究.隨著技術(shù)的發(fā)展，SPME已成功地運用于氣體、液體甚至固體樣品中有機化合物的前處理及痕量分析，在環(huán)境監(jiān)測、食品檢驗、醫(yī)藥衛(wèi)生、生物化學(xué)、天然產(chǎn)物等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。此技術(shù)在對中草藥揮發(fā)性成分的分析中開始應(yīng)用，如中藥石菖蒲、新鮮紫蘇、肉桂、冷杉葉以及蛇麻草中各種揮發(fā)性成分的鑒定等。

7 大孔樹脂吸附色譜技術(shù)

大孔樹脂吸附法是利用大孔吸附樹脂對欲分離物質(zhì)的吸附作用和篩選作用達到分離的目的。大孔樹脂柱色譜是以大孔吸附樹脂為固定相，使天然物提取液通過裝有大孔樹脂的柱子，其中的有效成分有選擇性地吸附在樹脂上，而雜質(zhì)成分不被吸附，在經(jīng)適當?shù)娜軇┫疵?，收集含有效成分的流出液，合并濃縮，回收溶劑，便可除掉天然提取液中的雜質(zhì)成分，達到有效成分與提取液中糖類、色素等雜質(zhì)分離的目的。這是一種純化精制天然有機化合物的新工藝，具有快速、高效、方便、靈敏、重現(xiàn)性好等優(yōu)點。

由于大孔吸附樹脂在水溶液中吸附力較強，具有良好的選擇性，而在有機溶劑中吸附力極小，因此大孔樹脂主要用于分離提純中藥皂苷類、生物堿、黃酮類、多肽類等水溶性成分或極性化合物。皂苷是廣泛存在于自然界的一類化合物，也是許多中草藥發(fā)揮療效的主要活性成分，已應(yīng)用于臨床。皂苷本身的特性和大孔吸附樹脂分離純化的優(yōu)勢決定了大孔吸附樹脂技術(shù)能夠在皂苷的分離純化中得以推廣和發(fā)展。蔡雄等［11］用D101大孔樹脂富集純化人參總皂苷，洗脫率達90%以上。制川烏、制草烏是中藥處方中常用的對藥，其主要成分是親水性烏頭原堿類的氨基醇類生物堿。楊樺等［12］用正交設(shè)計法優(yōu)選大孔吸附樹脂提取分離制川烏、制草烏飲片中烏頭類總堿的工藝條件，可分離出樣品液中85%以上的烏頭類生物堿。在黃酮類化合物的分離中，麻秀平等［13］比較了10種大孔吸附樹脂對銀杏葉黃酮的吸附性能及動力學(xué)過程，篩選實驗結(jié)果表明，弱極性樹脂AB-8是一種對銀杏葉黃酮吸附性能優(yōu)良的吸附劑，吸附容量大，吸附、解吸容易。在用此法分離其他中藥成分方面，蕭偉祥等［14］報道了用大孔吸附樹脂柱色譜法從茶中分離純化茶多酚，結(jié)果PA樹脂對茶多酚，XDA大孔樹脂對咖啡堿，具有較高的吸附量和選擇性，用85%乙醇洗脫，可分別用于茶多酚和咖啡堿的吸附分離。

8 高速逆流色譜技術(shù)

高速逆流色譜技術(shù)是一種不用任何固態(tài)載體的液相色譜技術(shù)，其原理是基于組分在旋轉(zhuǎn)螺旋管內(nèi)的相對移動而互不混溶的兩相溶劑間分布不同而獲得分離，其分離效率和速度可以與HPLL相媲美。HPLL分離效率高，產(chǎn)品純度高；不存在載體對樣品的吸附和污染；制備量大，溶劑消耗少；操作簡單，能從極復(fù)雜的混合物中分離出特定的組分。在中試規(guī)模和產(chǎn)業(yè)化中應(yīng)用時，還需對逆流色譜的分離機理進行更深入的探討，并需要解決現(xiàn)有儀器設(shè)備在放大過程中的一些關(guān)鍵技術(shù)問題。高速逆流色譜技術(shù)應(yīng)用于天然產(chǎn)物的分離可實現(xiàn)：（1）制備高純度的藥用成分對照品和必須控制的雜質(zhì)成分；（2）配合活性跟蹤與入藥部位的設(shè)計，主機分離制備活性部位或活性成分；（3）中藥材和中藥方劑指紋的建立，提供更豐富的信息和數(shù)據(jù)；（4）進行中試批量生產(chǎn)和工業(yè)生產(chǎn)。如中科院工程研究所探索了利用此技術(shù)制訂中藥指紋圖譜的方法，以丹參原藥材為模式植物，初步建立了丹參的高速逆流色譜指紋圖譜。該技術(shù)有望成為中藥有效成分質(zhì)量標準研究的一種新方法及中藥生產(chǎn)的一種新型分離技術(shù)。此外，高速逆流色譜技術(shù)還可與其它新型分離技術(shù)相結(jié)合分離中藥有效成分。巢志茂等［15］將高速逆流色譜與雙水相萃取技術(shù)相結(jié)合，以雙水相系統(tǒng)作為高速逆流色譜技術(shù)的固定相和流動相，對牛漆多糖成分進行分離純化，成功地分離出多糖部分和蛋白多糖部分。

綜合上述內(nèi)容可得到的結(jié)論是，由于天然有機物的品種比較多，因而天然有機物的分離與提取存在技術(shù)多樣化的趨勢。正是為了提高天然有機物中有效產(chǎn)品的提取率，國內(nèi)外研究和開發(fā)出這些新的提取工藝和方法。新技術(shù)的應(yīng)用將給食品加工業(yè)和中藥制藥業(yè)帶來新的飛躍。我國天然有機物的提取與分離技術(shù)與國外的技術(shù)相比還存在一定差距，但是新型的提取與分離技術(shù)對我國的食品加工和中藥制藥業(yè)的研究和新藥的開發(fā)有著重要的意義。

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