第五章　提取、分离与精制

第五章　提取、分离与精制

第一节概述 一、药效物质与杂质二、提取的含义与目的三、精制的含义与目的第二节中药浸提一、浸提过程二、影响浸提的因素三、常用的浸提溶剂四、浸提辅助剂五、常用浸提方法及设备第三节中药提取液的分离与纯化

第一节概述一、药效物质与杂质 （一）有效成分有效成分是起主要药效的物质，一般指化学上的单体化合物，能用分子式和结构式表示，并具有一定的理化性质。一种中药往往含多种有效成分，而一种有效成分又有多方面的药理作用，其作用机制十分复杂。

（一）有效成分 一、药效物质与杂质有效部位中药提取时往往得到的是有效部位，即经过纯度检查不是单体化合物，而是混合物。应用有效部位在药理和临床上能够代表或部分代表原中药或方剂的疗效，有利于发挥其综合效能，符合中医用药的特点。

（二）辅助成分 辅助成分系指本身无特殊疗效，但能增强或缓和有效成分作用的物质，或指有利于有效成分的浸出或增强制剂稳定性的物质。一、药效物质与杂质

一、药效物质与杂质 （三）无效成分无效成分系指无生物活性，不起药效的物质。有的甚至会影响浸出效能、制剂的稳定性及外观和药效等。例如蛋白质、鞣质、脂肪、树脂、淀粉、黏液质、果胶等。随着自然科学的发展，“有效”和“无效”的旧有界限正逐渐被打破。

一、药效物质与杂质 （四）组织物质组织物质系指一些构成中药细胞或其他的不溶性物质。如：纤维素、栓皮、石细胞。

二、提取的含义与目的 • 含义：系指用适宜的溶剂和方法从药材中提取有效成分的操作过程。 • 目的：尽量浸提有效成分或有效部位，最低限度地浸出无效甚至有害的物质；减少服用量；方便服用；提高疗效。

三、精制的含义与目的 • 含义：将中药提取液中所含的无效成分及杂质除去的操作。 • 目的：提高疗效，便于制剂，减少服用剂量，增加制剂稳定性，达到纯化。

第二节中药的浸提 • 药材中成分溶出的方式： 1、无细胞结构药材：矿物药和树脂类药材，其成分可直接溶解或分散悬浮于溶剂中。 2、细胞结构药材：破碎细胞：其所含成分可被溶出、胶溶或洗脱下来。完好细胞：需经过浸提过程：可分为浸润渗透、解吸溶解、扩散、置换等四阶段。一、浸提过程

一、浸提过程（浸出原理）（一）浸润与渗透阶段一、浸提过程（浸出原理）（一）浸润与渗透阶段 • 浸润—溶剂使药材润湿、进入细胞间隙，细胞膜膨胀恢复通透性； • 渗透—浸提溶剂的静压力及药材毛细管作用使溶剂通过细胞膜及细胞组织渗透到细胞内部； • 条件：药材与溶剂间的亲和力 > 溶剂分子间的内聚力

影响润湿与渗透的因素： 1、溶剂性质和药材性质： • 一般药材：多含极性基团的物质(如蛋白质、果胶、糖类、纤维素等），与常用的极性浸提溶剂(如水、醇等)之间有较好的亲和性，能较快浸润。 • 特殊成分：如含脂肪油较多的中药材中如需浸出水溶性成分，应先进行脱脂处理。 • 非极性溶剂：用乙醚、石油醚、氯仿等浸提脂溶性成分时，药材须先干燥。

2、药材的质地、粒度及浸提压力 药材质地疏松、粒度小或加压提取时，溶剂可较快地渗入药材内部。 3、附加剂：表面活性剂。能加速溶剂对某些药材的浸润与渗透。

（二）解吸、溶解阶段 溶剂进入细胞后，可溶性成分逐渐溶解，胶性物质由于胶溶作用，转入溶液中或膨胀生成凝胶。解吸阶段：药材成分相互之间或与细胞壁之间，存在一定的亲和性，有相互吸附的作用。当溶剂渗入药材时，溶剂必须首先解除这种吸附作用---解吸。溶解阶段：解吸后成分经溶解或胶溶，以分子、离子或胶体粒子等形式或状态分散于溶剂中，成分能否被溶解，取决于成分的结构和溶剂的性质，遵循“相似相溶”的规律。

（三）扩散阶段 当浸出溶剂溶解大量药物成分后，细胞内液体浓度显著增高，使细胞内外出现浓度差和渗透压差。所以，细胞外侧纯溶剂或稀溶液向细胞内渗透，细胞内高浓度的液体可不断地向周围低浓度方向扩散，至内外浓度相等，渗透压平衡时，扩散终止。因此，浓度差是渗透或扩散的推动力。球形索式提取器

（三）扩散阶段 细胞内（浓度高、渗透压高）浓度差、渗透压差（Fick’s方程）溶剂（动态平衡）传质过程：溶质药材固相溶剂液相蛇形索式提取器

（三）扩散阶段 物质的扩散速率可借用Fick‘s第一扩散公式来说明： dt——扩散时间 ds——在dt时间内物质(溶质)扩散量 F——扩散面，代表中药的粒度及表面状态 dt ／dx——浓度梯度 D——扩散系数负号——表示扩散趋向平衡时浓度降低。

（三）扩散阶段 扩散系数D值随中药而变化，与浸出溶剂的性质亦有关。可按下式求得 R——摩尔气体常数 T——绝对温度 N——阿伏加德罗常数 γ——扩散物(溶质)分子半径 η——黏度

（四）置换阶段 • 成分溶解后，细胞内液体浓度增高，细胞内外出现浓度差和渗透压差。浓度差是渗透或扩散的推动力。 • 最后内外浓度相等，渗透压平衡，扩散终止低浓度浸出液或溶剂置换高浓度浸出液浓度梯度 ↑,浸出速度↑ • 置换阶段

二、影响浸提的因素 （一）药材的粉碎度 • 药材粉碎得愈细，与溶剂的接触面愈大，扩散速度愈快。 • 但粉碎过细不适于浸出，原因如下：

①过细吸附作用强，使扩散受到影响。 • 水为溶剂：药材易膨胀，宜粗一些，或切成薄片或小段； • 乙醇为溶剂：膨胀作用小，可碎成粗末(通过一号筛或二号筛)。 • 疏松药材如叶、花、草等，粗末，甚至可不粉碎； • 坚硬药材如根、茎、皮类等，宜用粗粉(20目) 。 • 动物药材：绞碎 • 粘性药材：使D减小

②过细以洗涤浸取为主。 细胞内大量不溶物及高分子物等进入浸出液中，杂质增加，粘度增大，混悬物增加，产品浑浊。 ③过细使浸提操作不便。浸提液滤过困难；渗漉法时细粉使粉间空隙小，溶剂流动阻力增大，容易堵塞，使渗漉完全或渗漉发生困难。

（二）浸提溶剂的用量及浸提次数 • 一般为两次：第一次用水量为药材量的8~10倍，第二次为药材量的5~8倍。

（三）药材浸润 • 浸提时应加适当溶剂润湿，使药材充分吸收、膨胀后再进行浸提，有利于有效成分的浸出。 • 一般先用冷溶剂浸泡0.5~1h后，再进行加热浸提，苦杏仁等易酶解的药物除外。

（四）浸提温度 • T升高利于：（1）提高浸出效果，高温使分子的运动加剧，组织软化，促进膨胀、渗透。（2）杀死微生物 • T高不利：（1）使热敏成分或挥发性成分分解、变质或散失。如丹参酮ⅡA。（2）无效杂质较多，放冷后出现沉淀或浑浊。因此浸提过程中，要适当控制温度。

（五）浸提时间 • 时间过短，药材成分浸出不完全。 • 但当扩散达到平衡后，时间即不起作用。 • 长时间浸提大量杂质溶出，某些有效成分分解。 • 水作为溶剂时，长期浸泡易霉变

（六）浓度差 • 浓度梯度是指药材组织内的浓溶液与其外部溶液的浓度差。 • 是扩散作用的主要动力。较大浓度梯度加速药材成分的浸出。 • 提高方法：（1）不断搅拌（2）经常更换新溶剂（3）强制浸出液循环流动（4）采用渗漉法等

（七）浸提压力 • 提高压力可加速浸润与渗透过程。 • 加压可能使部分细胞壁破裂，亦有利于浸出成分的扩散。 • 当药材组织内已充满溶剂之后，加大压力对扩散速度没有影响。 • 对组织松软的药材，容易浸润的药材，加压对浸出影响不显著。 • 难浸润渗透药材加压效果显著

（八）药材成分 • 分子小的成分比大分子成分易于浸出。 • 小分子成分（多为有效成分）主要在最初部分的浸出液内。 • 大分子的成分（多属无效成分）主要存在于后续浸出液内 • 易溶性物质的分子即使大，也能先浸出来。

（九）溶剂pH • 调节适当的pH值，有助于药材中弱酸、弱碱性有效成分的解吸和溶解 • 用酸性溶剂提取生物碱 • 用碱性溶剂提取皂苷等

（十）新技术的应用： 超声波提取法，加速溶剂分子和药材成分分子的运动或振动，缩短溶剂的渗透过程和增加溶质的扩散系数(D值)，从而提高浸提效果。超临界流体萃取、流化浸提、电磁场下浸提、电磁振动下浸提、脉冲浸提等强化浸提方法。

三、常用浸提溶剂 溶剂选择原则 • 最大限度地溶解和浸出有效成分 • 最低限度地浸出无效成分和有害物质 • 不与有效成分发生化学变化 • 不影响其稳定性与药效 • 比热小，安全无毒，价廉易得。

常用浸提溶剂 （一）水：经济易得、极性大、溶解范围广。 • 适用：生物碱盐类、苷、苦味质、有机酸、鞣质、蛋白质、糖、树胶、色素、多糖类(果胶、黏液质、菊糖、淀粉等)，以及酶和少量的挥发油都能被水浸出。 • 由于中药成分复杂，可能有些成分相互间有“助溶”作用，使本来在水中不溶或难溶的成分在用水浸提时亦能被浸出。

缺点：浸出范围广，选择性差，容易浸出大量无效成分。缺点：浸出范围广，选择性差，容易浸出大量无效成分。 • 如难于滤过，制剂色泽不佳、易于霉变、不易贮存等。或引起有效成分水解，或促进某些化学变化。

（二）乙醇： 半极性溶剂，溶解水溶性与非极性物质。能与水以任意比例混溶。并可利用水醇法除杂。缺点：乙醇具挥发性、易燃性，应注意安全防护。具有药理作用，价较高。

适用： • 利用不同浓度乙醇选择性地浸提有效成分： • 浓度愈高．脂溶性成分溶解度愈大 • 90％以上：浸提挥发油、树脂、叶绿素等； • 75%：杀菌、精制浸提物 • 50％—70%：适于浸提生物碱、苷等；沉淀更多水溶性杂质，增强稳定性 • 50％以下：浸提苦味质、蒽醌苷， • 40％：能延缓酯类、苷类水解，可沉淀部分大分子水溶性杂质，增加制剂的稳定性； • 20％以上：具防腐作用。

（三）酒 • 选用饮用的黄酒和白酒； • 适用于祛风活血、止痛散淤、治疗风寒湿痹的药剂； • 注意事项：小儿、孕妇、心脏病及高血压患者不宜服用。

（四）甘油与丙二醇： 与乙醇或水相混溶，不能与氯仿、乙醚及脂肪油相混溶。 • 为一类良好溶剂。可溶解固体的碱、大多数的盐类、鞣质等成分。 • 甘油在高浓度时具有防腐作用，常作鞣质的浸出溶剂。

（五）其他溶剂：如乙醚、氯仿、石油醚等 在中药生产中少用于提取，一般用于某些有效成分的纯化精制。

四、浸提辅助剂 特加于浸提溶剂中的物质，为： • 提高浸提效能 • 增加浸提成分的溶解度 • 增加制剂的稳定性 • 去除或减少某些杂质。浸提辅助剂在生产中一般只用于单味药材的浸提，而较少用于复方制剂的提取。

（一）酸： （1）促进生物碱的浸出，提高部分生物碱的稳定性；（2）使有机酸游离，便于用有机溶剂浸提；（3）除去酸不溶性杂质等。常用的酸有硫酸、盐酸、醋酸、酒石酸、枸橼酸等。用量不宜过多，以能维持一定的pH值即可，以免引起不需要的水解。

（二）碱 不如酸普遍。 • 使生物碱游离，便于有机溶剂浸提 • 使酸性成分成盐，便于水中浸出完全例如，浸提甘草时，在水中加入少许氨水，能使甘草酸形成可溶性铵盐，可完全浸出。 • 溶解内酯，便于内酯成分浸出 • 防止某些甙类水解不足：加碱的碱水溶液能溶解树脂酸、蛋白质而使酸性杂质增加

常用碱：氢氧化铵(氨水)，挥发性弱碱，对成分的破坏作用小；易于控制其用量。常用碱：氢氧化铵(氨水)，挥发性弱碱，对成分的破坏作用小；易于控制其用量。 • 碳酸钙、氢氧化钙、碳酸钠等。 • 碳酸钙为不溶性的碱化剂，使用时较安全，且能除去很多杂质，如鞣质、有机酸、树脂、色素等，故在浸提生物碱或皂苷时常利用。 • 注意： • 不宜用NaOH； • 一次性加于最初少量浸提液中，不可在全部浸提溶剂中加。

（三）表面活性剂 • 降低药材‘与溶剂间的界面张力，使润湿角变小，促进药材表面的润湿性，利于某些药材成分的提取。（四）其他：甘油、酶制剂。

五、常用浸提方法及设备 （一）煎煮法（二）浸渍法（三）渗漉法（四）回流法（五）水蒸气蒸馏法（六）超临界流体提取法（七）半仿生提取法（八）超声波提取法

煎煮法是用水作溶剂，将中药加热煮沸一定的时间，以提取其所含成分的一种常用方法。又称煮提法或煎浸法。适用于有效成分能溶于水，且对湿、热较稳定的中药。 (一) 煎煮法一般提取器多能提取罐球形煎煮罐常用设备

常用设备 （1）一般提取器：敞口倾斜式夹层锅，搪玻璃罐或不锈钢罐等。提取器上加盖，增设搅拌器、泵、加热蛇管等。（2）多能提取罐：可调节压力、温度的密闭间歇式提取或蒸馏等多功能设备。可常压或加压高温提取．或减压低温提取（3）球形煎煮罐：多用于制阿胶时驴皮的煎煮。球罐不停地转动，起到翻动搅拌作用。

适当粉碎 加水浸泡微沸一定时间分离煎煮液 (一) 煎煮法药材药材煎煮2-3次过滤煎煮液浓缩至规定浓度药液

(一) 煎煮法 煎煮法适用范围有效成分能溶于水，且对湿、热较稳定的中药。缺点杂质多，易霉变。煎煮操作注意事项 1、器具 2、水 3、药材浸泡 4、火候 5、煎煮时间与次数 6、入药顺序中药熬药机

第五章 提取、分离与精制