全 文 ：·专论·
用于中药提取的新技术进展
刘明言 3 ,王帮臣
(天津大学化工学院 ,天津 　300072)
摘 　要 :提取是中药制药的关键环节 ,影响着最终药物制剂的质量和成本 ,以及中药制药业的现代化水平。在简述
传统中药提取技术优缺点的基础上 ,着重分析了近 5 年来中药提取新技术的基本原理、特点、研究和应用进展以及
存在的问题等。这些提取技术包括 :超临界萃取 (SFE) 、连续逆流提取 (CCE) 、微波萃取 (MA E) 、超声提取 (UA E) 、
酶提取 ( ETE) 、半仿生提取 (SBE) 、液泛提取 ( FE) 、压榨提取 ( PE) 、组织破碎提取 ( STE) 、免加热提取 ( HFE) 、空气
爆破提取 (A EE) 、常温超高压提取 (U HPE)等 ,并展望了中药提取技术发展的新方向。
关键词 :中药 ;天然药物 ;提取技术
中图分类号 :R28412 　　　文献标识码 :A 　　　文章编号 :0253 2670 (2010) 02 0169 07
Advances in ne w technologies applying to Chinese materia medica extraction
L IU Ming2yan , WAN G Bang2chen
(School of Chemical Engineering & Technology , Tianjin University , Tianjin 300072 , China)
Abstract : The ext raction is t he key operation step in t he production of Chinese materia medica or t he
natural p roduct s1 On t he basis of brief description of t raditional ext racting technologies , ext racting tech2
niques appeared in recent five years are particularly reviewed in t he principles , feat ures , latest research and
application result s , and existing problems as well1 These new techniques include supercritical fluid ext rac2
tion (SFE) , continuous countercurrent ext raction (CCE) , microwave2assisted ext raction (MA E) , ult ra2
sound2assisted ext raction (UA E) , enzymatic t reat ment ext raction ( ETE) , semi2bionic ext raction ( SB E) ,
flooding ext raction ( FE) , p ress ext raction ( PE) , smashing tissue ext raction ( STE) , heating2f ree ext rac2
tion ( H FE) , air explo sion ext raction ( A EE) , ult ra2high pressure ext raction ( U H PE) , etc1 Furt her re2
search topics and application prospect s of these ext racting techniques are also suggested1
Key words : Chinese materia medica ; natural medicine ; ext racting technique
　　中药制药过程一般包括提取、分离、浓缩、干燥
和制剂等环节。其中 ,提取单元是中药制药现代化
的关键环节之一 ,影响着最终药物制剂的质量和成
本以及制药业的现代化水平[1 ,2 ] 。传统的中药提取
方法 ,如煎煮法、浸渍法、渗漉法、回流法、索氏提取
法、水蒸气蒸馏法等 ,操作工艺简单、设备价格合理、
符合中医药理论 ,在中药制药业发展过程中发挥了
重大作用。但是 ,传统提取方法不同程度地存在提
取周期长、有效成分损失多、提取收率低、提取物中
杂质的量高等问题 ,不利于中药制药业的现代化和
国际化。因此 ,在保持中医药特色的基础上 ,十分有
必要开发现代提取新工艺和新技术。
近 20 余年来 ,随着我国中药现代化进程的不断
推进 ,中药提取新技术的基础和应用研究十分活跃 ,
并取得了长足的进步[2～8 ] 。本文重点对近 5 年来中
药提取新工艺和新技术 ,包括超临界萃取、连续逆流
提取、微波萃取、超声提取、酶提取、半仿生提取、液
泛提取、组织破碎提取、压榨提取、免加热提取、空气
爆破提取、常温超高压提取等的进展进行分析 ,以期
为我国现代中药制药的研究和生产提供一定的借鉴
和指导。
1 　超临界流体萃取( supercritical fluid extraction ,
SFE)
超临界流体萃取是 20 世纪 60 年代初发展起来
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3 收稿日期 :2009209201　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
基金项目 :国家自然科学基金项目 ( 20576091) ;国家“十一五”重大新药创制科技重大专项综合性新药研究开发技术大平台项目
(2009ZX093012008)3 通讯作者　刘明言　天津大学 ,教授 ,博士生导师 ,主要研究方向为化工、中药制药及药品生产质量管理工程。
Tel : (022) 27404614 　E2mail :myliu @tju1edu1cn
的一种提取分离技术 ,也是最近 10 多年来被广泛关
注的技术[9～11 ] 。流体在超临界状态下具有密度大、
黏度低、表面张力小、溶解能力强、传质系数大等特
点。因此 ,以超临界流体作为中药材中有效成分的
高效溶解媒介或萃取剂 ,进行提取分离具有多方面
的优势。超临界流体萃取法一般以 CO2 为萃取剂 ;
在压力为 8～40 MPa 时 ,温度为 30～70 ℃时 ,对非
极性、中极性化合物具有很强的溶解能力 ;加入适当
夹带剂如乙醇等 ,也可以提高对极性化合物的溶解
能力及对萃取物质的选择性。
超临界萃取过程主要包括萃取阶段和分离阶
段。在萃取阶段 ,超临界流体将所需组分从原料中
萃取出来 ;在分离阶段 ,通过改变参数 ,使萃取组分
与超临界流体分离 ,得到所需组分 ,并可使萃取剂循
环使用。根据分离方法的不同 ,超临界萃取流程分
为等温变压流程、等压变温流程和等温等压吸附流
程。影响超临界流体萃取结果的因素较多。从化学
工程科学与技术角度考虑 ,可以把影响因素分为 3
类 : (1)原料的物性 ,包括药材粒度、含水量、超临界
流体和夹带剂的物性等 ; (2) 工艺操作条件 ,包括操
作压力、温度、流量、萃取时间等 ; (3)设备特性 ,如设
备几何尺寸等。为了取得较好的超临界流体萃取结
果 ,应控制这些变量使其在一个优化的范围内[ 12 ] 。
超临界萃取已用于近百种单味中药有效成分的
提取分离 ,如从紫苏籽、杏仁、葡萄籽、藁本、青木香、
野菊花、连翘、肉豆蔻、肉桂、榛果等中提取挥发油 ,
从薄荷中提取薄荷油醇、藏药雪灵芝中提取总皂苷
粗品及多糖、黄花蒿中提取青蒿素、甘草中提取抗氧
化组分、银杏中提取黄酮和萜内酯、草乌中提取总生
物碱、丹参中提取丹参酮、菝葜中提取总皂苷等。有
效成分包括萜类和挥发油、生物碱、黄酮类、醌及其
衍生物、糖及其苷类、苯丙素类 (香豆素、木脂素等)
化合物等。继续开展单味药并进行中药复方的超临
界提取分离研究是重要方向之一。
与传统的提取方法如水蒸气蒸馏法相比 ,超临
界萃取对于提取分离挥发性成分、脂溶性成分、高热
敏性成分以及贵重药材的有效成分显示出独特的优
势 ,表现在[ 9 ] : (1)可在室温下对药材进行提取 ,从而
防止热敏性药物成分的氧化和分解 ; (2)属于环境友
好的提取工艺 ,无溶剂残留 ; (3) 提取速度快、效率
高 ,萃取物杂质少、有效成分高度富集 ; (4)具有抗氧
化灭菌作用 ,有利于保证和提高提取物的质量 ; (5)
提取步骤少、流程短、操作参数易于控制 ; (6)系统密
闭 ,可减少易挥发组分的损失 ,收率高。2003 年 ,超
临界二氧化碳萃取中药有效成分技术在浙江康缘物
药业有限公司开始产业化应用 ,并获得了 2006 年度
国家技术发明二等奖。
虽然超临界萃取与其他提取方法相比具备诸多
优势 ,但收率和化学成分均差异很大 ;工艺变更及引
起的药效等效性与毒性是应重点研究的问题 ;超临
界萃取装置属高压设备 ,存在设备费用较高和安全
性等问题 ,在推广应用时也应给予注意[12 ] 。
由于 CO2 是非极性分子 ,超临界 CO2 对低相对
分子质量、低极性或亲脂性的成分如油脂、萜、醚和
环氧化合物等表现出优异的溶解性 ,但对极性较大、
相对分子质量高的化合物 ,如皂苷类、黄酮类和多糖
类等的提取较为困难。因此 ,单一的超临界萃取技
术在应用范围上受到限制 ,开展超临界萃取技术与
其他提取分离技术 ,诸如大孔树脂吸附分离及喷雾
干燥等技术的集成是未来的重要研究方向
之一[10 ,11 ] 。
2 　连续逆流萃 ( 提) 取 ( continuous countercurrent
extraction ,CCE)
针对单级萃取和错流萃取过程存在的溶剂消耗
大、传质推动力小、萃取液中有效成分浓度低、生产
效率低等问题 ,产生了逆流萃取工艺。逆流萃取工
艺使萃取剂与药材在设备内接触并呈逆向流动 ,任
意一个截面上的传质推动力 (即药材中有效成分浓
度与萃取剂中有效成分的浓度差) 都是最大的。萃
取剂与药材间的接触方式有逐级式和微分式 ,分别
称为多级逆流提取和微分逆流提取 ,相应的设备称
为罐式逆流提取设备和连续逆流提取设备[ 13～16 ] 。
罐式逆流提取是将多个提取设备单元按流程组
合起来 ,固液接触传质分别在多个提取单元内同时
实现[13 ] 。罐式逆流提取虽然只是溶剂在不同罐中
流动 ,药材固定在不同罐中 ,但总体效果仍是逆流接
触 ;各个罐单元可以根据需要采取诸如搅拌、温浸、
渗漉等工艺。连续逆流提取是从罐式设备首端连续
输入新药材 ,从末端连续排出药渣 ;新鲜溶剂则从排
渣中不断流入 ,高浓度提取液则从新药材加入口连
续排出 ,药材与溶剂在萃取器中完全呈逆向流动。
因此 ,设备结构紧凑 ,操作简单 ,提取速度快 ,收率
高 ,无反混现象 ,连续运行 ,传质浓度梯度相对稳定
等。但是 ,该工艺对药材的物性及形状粒度等要求
较高 ,清洗问题也没有彻底解决。
连续逆流提取技术在 20 世纪 90 年代开始应用
植物提取后 ,逐步形成了适应不同提取物、不同溶媒
提取的通用设备。通过选择不同提取管直径与长度
·071· 中草药　Chinese Traditional and Herbal Drugs 　第 41 卷第 2 期 2010 年 2 月
可以满足不同提取产量的要求。从只能用于水提
取 ,到能用乙醇、醋酸乙酯、三氯甲烷、石油醚等所有
有机溶剂。全程实现连续化、自动化。目前 ,该技术
已经成熟。还可以和其他诸如离心、超声等技术组
合 ,效果更好。
3 　微波萃取( microwave2assisted extraction ,MAE)
微波是一种携带能量的电磁波 ,波长在01001～
1 m ,频率在 3 ×108～3 ×1011 Hz。微波传播过程中
遇到物体会发生反射、透射和吸收现象。物体内的
极性分子吸收微波辐射能量后 ,通过分子偶极以每
秒数十亿次的调整旋转而产生热效应 ;物体内的弱
极性或非极性分子对微波的吸收能力则很小。微波
对物质的加热是内加热 ,其传热及传质机制不同于
外加热。
微波提取最早于 1986 年由 Ganzler 等用微波
炉从土壤中萃取分离有机化合物 ,之后迅速扩展到
包括植物药提取[17～20 ] 等众多领域。微波提取的特
点是萃取时间短、提取率高、萃取溶剂用量少、能耗
低、工艺控制参数少等。微波提取系统依据发射方
式为发散式 (封闭式) 和聚焦式 (开放式) [18 ] 。开放
式萃取器在常压下操作 ,封闭式萃取器的萃取温度
可达到或超过溶剂的沸点。
影响微波协助萃取效率的因素有[18 ] :药材含水
量、粒度、有效成分特性、溶剂极性/ 介电常数、溶剂
用量、操作温度、压力、微波功率、微波频率、微波密
度、萃取时间、萃取器尺寸等。微波提取时萃取剂的
选择十分重要。萃取剂对药材内的有效成分要有较
强的溶解能力且一般是非极性或弱极性的 ,如己醇、
己烷等 ,这样微波可以透过溶剂 ,降低微波消耗 ,且
溶剂温度低 ,可防止有效成分受热分解。药材含水
量较高 ,能吸收微波很快升温。药材发热能力取决
于耗散因子 ,即介电损失与介电常数的比值。介电
常数表示吸收微波的能力 ,介电损失或者损失因子
表示耗散吸收微波的能力。
一些研究已表明 ,微波提取较水蒸气蒸馏、索氏
提取等传统的中药提取方法 ,以及超临界提取、超声
提取、加速溶剂提取等手段具有一定优势[21～25 ] ,表
现在提取率高 ,显示出广阔的应用前景。采用微波
提取的中药有效成分包括多糖类、黄酮类、挥发油、
生物碱、苷类等[19 ,20 ,26 ] 。
目前 ,微波提取已在中药提取生产中有设计应
用[27 ] 。工业设备上如何保证微波辐射的能量密度
和辐射安全、微波提取的传热、传质机制、微波提取
如何与其他提取技术结合 ,以及如何用于中药炮制
和干燥等领域是今后应关注的重点。
4 　超声提取( ultrasound2assisted extraction , UAE)
超声波频率范围为 210 ×104 ～310 ×108 Hz ,介
于声波和微波之间 ,20 世纪 60 年代开始用于提取研
究[28 ,29 ] 。超声萃取是利用超声波的空化作用、热效应
和机械作用等对药材有效成分进行提取的。由于高
能超声波作用于液体时会被撕裂成很多小的空穴 ,这
些空穴瞬间闭合时产生瞬间高压 ,即为空化效应。超
声空化在微环境内还会产生各种次级效应 ,如湍动效
应、微扰效应、界面效应和聚能效应等 ,强化传质。超
声热效应是由于药材吸收超声波引起分子剧烈振动 ,
使超声波机械能转化为介质的内能 ,引起介质温度升
高所致。超声波可以在瞬间使内部温度升高 ,加速有
效成分的溶解。超声波的机械作用主要是辐射压强
和超声压强引起的 ,超声波机械振动能量的传播 ,可
在液体中形成有效的搅动与流动 ,能达到普通低频机
械搅动达不到的效果。超声作用可使坚硬的固体药
材细胞壁破碎 ,加速胞内物质的释放、扩散及溶解 ,而
有效成分在被破碎瞬间活性保持不变。超声提取装
置通常有两种类型 ,超声浴式系统和超声探针式系
统 ,或者说集中式与发散式系统 ,且超声浴式系统应
用较多。但是 ,超声浴式系统超声能量分布不均一 ,
只有直接在超声源附近的一小部分体积液体可能产
生空化作用 ;动力随时间而降低 ,为超声浴提供的能
量消耗较大。这两点不足导致数据重复性不好。而
超声探针式系统则将超声能量集中在样品区域附近 ,
使液体空化效率更高[28 ] 。
目前 ,超声提取方法主要用于单味中药材有效
成分的提取和少量复方药材成分提取。涉及的化学
成分包括 :生物碱、多糖、苷类、黄酮类、醌类、挥发油
类、萜类、氨基酸类等[29～31 ] 。影响超声提取效果的
因素包括 :提取溶剂的种类与用量、药材种类、粒度、
含水量、提取时间、次数、温度、超声频率、声强、空占
比等。其中 ,声学参数 (超声频率、声强、持续时间、
超声作用方式、空占比等)是影响超声提取效率的特
有因素。与传统提取方法相比 ,超声提取速度快、溶
剂用量少、提取率高、不影响有效成分活性、不改变
提取有效成分的化学结构等。
超声提取一般与其他提取技术结合应用 ,已有
生产装置。超声提取与超临界萃取等其他提取技术
集成的研究 ,以及为解决超声波放大而提出的循环
超声提取技术的应用研究也取得了较好的结
果[32 ,33 ] 。但是还有一些问题没有真正解决 ,距离规
模化工业应用还有距离。如 :超声作用机制问题 ;针
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对不同中药品种的适应性问题和优化操作参数问
题 ;工业超声提取装置中超声场的能量如何实现均
匀分布及经济性问题 ,即该技术的放大问题 ;高超声
提取率下获得的中药单方或复方提取物与法定提取
方法得到的提取物的药效等效性与毒性问题 ,即技
术先进性的评价问题 ;超声辐射设备的安全标准问
题等。
5 　酶法提取( enzymatic treatment extraction , ETE)
酶法提取是在提取过程中加入合适的酶 ,利用
酶催化时的高选择性和高活性特点 ,较温和地分解
植物组织 ,并选择性分解提取物中无效成分 ,保留有
效成分 ,提高收率、纯度和提取速度等[34 ] 。
中药材植物的细胞由细胞壁及原生质体组成。
细胞壁多由纤维素、半纤维素、果胶质、木质素等物
质构成的致密结构。药材的有效成分往往包裹在细
胞壁内。中药提取过程中 ,有效成分向提取溶媒扩
散时 ,必须克服细胞壁及细胞间质的传质阻力。选
用适当的酶作用于药材 ,如水解纤维素的纤维素酶、
水解果胶质的果胶酶等 ,可以破坏细胞壁的致密构
造 ,减少细胞壁和细胞间质等屏障形成的传质阻力 ,
从而有利于有效成分的溶出。适当的酶还可以使药
材的目标有效成分溶出 ,而控制非目标有效成分的
溶出。因此 ,酶法提取过程的实质是通过酶解反应 ,
强化提取传质过程[34 ] 。酶法提取的特点 :提取条件
温和 ,无需外加能量 ,减少热敏性组分分解 ;提取率
高 (提高 50 %的量级) ,提取速度较快 ;可提取出无
效成分 ,提高提取物质量 ;节约提取溶剂。
酶法提取于 20 世纪 90 年代用于中药有效成分
的提取。目前多是针对单味药某一成分的提取 ,还
处于研究阶段 ,基本印证了酶法提取的优点 ,但是 ,
尚缺少大规模工业化应用示例。酶法提取的中药化
学成分包括 :多糖、苷类、黄酮类、生物碱等[34 ,35 ] ;所
应用的酶类包括 :纤维素酶、果胶酶、木瓜蛋白酶、复
合酶等[35 ,36 ] 。影响酶法提取效果的因素主要有 :药
材种类及粒度 ,有效成分性质 ,底物浓度 ,溶剂特性 ,
p H 值 ,温度 ,酶解时间 ,酶的种类、比例及浓度 ,酶
抑制剂和激活剂特性及浓度等[34 ,36 ] 。
目前 ,酶法提取需要进一步研究的问题是 :酶反
应的最佳温度及最佳 p H 值往往只能在一个很小的
范围内波动 ,为使酶的活性提高到最大值 ,必须严格
控制酶反应时的温度及 p H 值波动 ,因此 ,对设备及
操作条件控制有较严格的要求 ,前处理也非常重要 ;
酶解过程增加了细胞的破壁 ,有可能改变原中药中的
某些成分 ,产生新的化学物质或杂质 ,从而影响目标
产物的纯度、提取率 ,甚至药效等效性与毒性等 ,怎样
有效去除酶解产物也是一个很重要的问题 ;酶法提取
与其他技术的集成研究也是今后关注的方向[37 ] 。
6 　半仿生提取法( semi2bionic extraction ,SBE)
半仿生提取法于 20 世纪 90 年代提出[38 ,39 ] ,目
的之一在于试图纠正当时中药质量控制研究存在的
突出问题 :多以某种单体成分或指标成分优选提取
工艺和控制制剂质量 ,忽视了方剂的整体作用 ,不能
保持原方剂特有的疗效。半仿生提取法根据中药药
效物质大部分未知的现实 ,利用“灰思维方式”,将整
体药物研究法与分子药物研究法相结合 ,从生物药
剂学的角度 ,模拟口服给药及药物经胃肠道转运的
原理 ,为经消化道给药中药制剂设计的一种新工艺。
半仿生提取法将药材先用一定 p H 的酸水提取 ,继
以一定 p H 的碱水提取 ,提取液分别滤过、浓缩 ,制
成制剂[ 38 ,39 ] 。因为半仿生提取的工艺条件要适合
工业化生产的实际 ,不可能完全与人体条件相同 ,因
此为“半”仿生。
该法的特点是 :在中药提取中将分析思维与系
统思维相统一 ,坚持“有成分论 ,不唯成分论 ,重在机
体的药效学反应”的观点 ;模拟口服给药及药物经胃
肠道转运的过程 ,体现中医治病多成分作用的特点 ,
药效物质的提取率高 ,不改变中药、方剂原有的功能
与主治 ;酸碱作用能促进药物有效成分的溶出 ,加快
提取速度 ,缩短生产周期 ,降低成本 ;尤其适用于复
方制剂的提取[38 ,39 ] 。影响半仿生提取的因素主要
有 :药材粒度、配伍比例、煎煮用水 p H 值、煎煮次
数、煎煮时间、煎者加水量、煎者温度等。
经过多年的探索 ,应用半仿生提取法已对 10 余
味中药或中药复方 ,采用各种实验设计法 ,对提取工
艺进行了优化 , 并与不同提取法进行比较研
究[40～43 ] 。结果表明 ,半仿生提取法有可能替代水提
法 ,半仿生提取醇沉法有可能替代水提醇沉法。目
前还没有见到该法的工业应用报道。
半仿生提取法需要进一步完善的方面主要有 :
半仿生提取法仍属于热提取方法 ,对热敏性活性成
分有影响 ;调整 p H 值会引入或生成其他物质 ;对众
多的中药及复方的适应性及临床疗效和毒理等还需
进一步验证 ;人体内的环境比较复杂 ,除 p H 值调节
外 ,还有多种酶在起着催化作用 ,仿生提取是一个比
较理想的目标[4 ] 。
7 　液泛法提取( flooding extraction , FE)
“液泛”原是化工精馏分离单元中的一个概念 ,
是指气液呈逆流稳定流动的精馏塔内 ,由于某种原
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因 ,导致液体充满塔板间的空间或填料内的空间 ,使
塔的正常操作被破坏的一种异常操作现象。液泛法
提取是利用液泛现象 ,用于提取操作。液泛法提取
是于 20 世纪 90 年代提出的[ 44 ,45 ] 。
液泛法提取原理是充分利用加热溶剂时所产生
的蒸气 ,与回流的冷凝液逆向接触 ,增加了液相的湍
动程度 ,提高药材中溶质的扩散速率。新鲜冷凝液
的不断回流加入使溶质与溶剂间保持较高的浓度梯
度 ,提高了相间的传质推动力 ,使提取率得到提高。
液泛提取整体温度较高 ,可加速植物细胞组织的破
坏程度 ,有效地提高扩散传质系数。
研究表明 ,液泛法提取与传统的回流提取和索
氏提取相比 ,提取速度、提取效率和提取率较高 ,提
取时间缩短 ,溶剂用量减少[ 44 ,45 ] 。但是 ,液泛法需
要较高温度 ,对于热敏性成分不利 ,近年来在中药提
取方面的研究较少。
8 　压榨提取( press extraction , PE)
压榨法是靠机械外力的作用直接挤压植物组
织 ,使细胞破裂 ,液体 (油脂或汁液)流出。压榨法一
般适用于多汁液或多油脂的植物。
压榨法按前处理和压榨时的温度的不同分为热
榨和冷榨[46 ,47 ] 。压榨提取前需热处理并且灶堂温
度很高的称为热榨 ,无需加热处理且灶堂温度很低
者称为冷榨。热榨一般出油率较冷榨高 ,但热榨对
油的质量会有影响。按照挤压方式的不同可分为垂
直压榨和螺旋压榨。垂直压榨是间歇式的生产 ,将
物料放入灶堂然后加压 ,压榨完毕取出废料再进行
下一次压榨 ;螺旋式压榨是一种连接生产 ,从进口不
停的喂料 ,从出口放出废料。螺旋式压榨一般一次
出油不全 ,可进行 2 次或 3 次重复压榨。
压榨提取在中药提取中的研究较少 ,主要是针
对油量高的中药材 ,如柑桔籽油、柑桔皮、沙棘籽油、
芹菜黄酮、山苍子油、温莪术挥发油等[48 ,49 ] 。与传
统溶剂萃取等方法相比 ,压榨提取不需溶剂 ,保持原
汁原味 ,避免溶剂残留 ,产物更安全 ;压榨速度快 ,生
产效率高 ;压榨工序少 ,操作简单 ,减少后处理工
序[48 ] 。压榨提取与超临界萃到相比 :生产设备简
易 ,造价低 ;可进行连续生产 ,螺旋式压榨提高工作
效率 ;加工能力强 ,生产成本低。
但是 ,压榨提取只适用于含油量较多的物料。中
药材一般是“干组分”,含油量不是太多 ,在提取过程
中可考虑用水蒸气润湿 ,提高榨出率。在挤压的过程
中 ,会产生很多热量 ,可能会使热敏性成分失活和变
质。压榨法收率较溶剂萃取法低。一般压榨提取之
后 ,为了进一步回收有效成分 ,再进行溶剂萃取。压
榨提取法技术比较成熟 ,中药提取生产中也经常使
用 ,但应用不如在糖业、油脂业和纸业等普及。
9 　组织破碎提取法 ( smashing tissue extraction ,
STE)
组织破碎提取法在室温下进行。在适当溶剂
中 ,对药材施加外力 ,使其调整粉碎至适当粒度 ,同
时伴有高速搅拌、振动、负压渗滤等外力 ,增加细胞
破壁率 ,减少溶出阻力 ,加快有效成分溶出。该法集
破碎、提取与滤过于一体。根据溶质在固液两相间
的传质理论 ,有效成分的提取过程可分为 3 个子过
程 : (1)有效组分从细胞中溶出 ,到达药材与溶剂的
界面 ; (2)溶出组分穿过界面 ; (3)溶出组分在溶剂中
溶解。为了加快提取过程 ,可从这 3 方面入手。一
般第 1 个过程传质阻力最大 ,溶出组分要穿过十几
层甚至几十层细胞壁 ,才能到达溶剂界面 ;从第 2 过
程入手 ,可以进行搅拌 ,加快流体湍动 ,降低边界层
厚度 ,从而加快界面传质 ;从第 3 个过程入手 ,可以
选择合适的萃取溶剂 ,增加对有效组分的溶解能力。
组织破碎提取法是 20 世纪 90 年代基于第 1、第 2
个过程而提出的[50 ,51 ] 。
该法的特点 ;提取速度很快、室温提取无成分破
坏、药材成分和溶剂适应范围广、节能环保等。影响
提取效果的因素除了前面一般提取技术提到的参数
外 ,还需要考虑外力参数 ,如提取器内破碎刀具的内
刀片转速等。
已经进行了数 10 种中药有效成分组织破碎的
提取实验 ,包括 :鞣质类、诃子酸类、茶多酚类、黄酮
类、苷类、萜类等 ,都取得了较好效果。目前在这种
提取技术基础上 ,开发了闪式提取器 ,其实验和中试
装置市场已有售[51 ] 。但是 ,该技术的提取收率还有
上升的空间 ,对质地坚硬的药材需要先进行软化等
预处理。
10 　免加热提取( heating2free extraction , HFE)
免加热提取法于 20 世纪末 21 世纪初建立。该
法提取时对浸泡药材的溶媒施加交变压强 ,使其获
得能量 ,强制植物细胞几何形状改变 ,改善细胞壁两
侧的渗透压。细胞在挤压和扩张过程中 ,溶剂反复
渗入、渗出 ,将有效成分高效地置换到细胞外。整个
提取过程在常温或低温条件下进行。其特点是可以
避免加热提取法引起有效成分逸失、挥发和氧化 ,有
效保留其生物活性 ,提高收率。
免加热提取法已应用于龙血竭、大黄、水蛭、大
蒜、辣椒中的有效成分等的提取研究 ,并与传统提取
·371·中草药　Chinese Traditional and Herbal Drugs 　第 41 卷第 2 期 2010 年 2 月
方法进行了对比 ,印证了该法的优势[52～56 ] 。
目前 ,免加热提取装置虽然已有公司生产 ,但
是 ,对该提取过程的影响因素及机制的了解还不够 ,
对其他中药品种的适应性也有待进一步验证。免加
热提取法是运用压力交变法实现的 ,在工业应用上
如何避免由此而引起的操作复杂化和设备安全问
题 ,需要进一步研究。
11 　空气爆破提取( air explosion extraction ,AEE)
空气爆破法原理与蒸汽爆破法相似 ,是利用药材
组织中的空气先压缩而后突然减压时释放出的强大
力量冲破植物细胞壁 ,撕裂植物组织 ,使药材结构疏
松 ,加速溶剂渗入药材内部 ,大幅度增加药材和溶剂
的接触表面积 ,同时加快溶剂在药材内部传递[57 ] 。
目前 ,空气爆破法在中药提取中的研究很少。
空气爆破提取法适用于植物的根、茎、皮、叶等
多纤维药材 ,但不宜用于短纤维和含大量淀粉的药
材 ,否则爆破后的药渣尺寸过小 ,使后续分离复杂
化。空气爆破提取装置也存在压力交变问题。空气
爆破属于提取工艺的前处理过程 ,需与其他提取技
术相结合 ,才能完成提取。今后应加强在中药提取
方面的应用研究。
12 　常温超高压提取 ( ultra2high pressure extrac2
tion , UHPE)
常温超高压提取法已广泛应用于食品、材料及
生物等领域 ,在中药提取方面的应用研究起于 21 世
纪初[ 58 ] 。该法是在常温下用 100～1 000 MPa 的流
体静压力作用于事先预处理 (干燥、粉碎、脱脂、浸
泡)过的药材 (即升压阶段 ,一般几分钟) ,保压一段
时间 (即保压阶段 ,一般几分钟) ,使细胞内外压力达
到平衡 ,然后迅速卸压 (即卸压阶段 ,一般几秒钟)使
细胞内外渗透压力差突然增大 ,胞内有效成分穿过
细胞的各种膜 ,转移到细胞外的提取液中 ,达到提取
的目的[59 ] 。
该法具有提取效率高、提取时间短、提取温度
低、杂质量低等特点。影响因素主要有 :药材及溶剂
特性和配比 ,操作压力和温度 ,升压、保压和卸压时
间 ,循环提取次数等。压力是超高压提取的一个重
要因素 ,对提取过程的影响主要表现在 :对药材浸润
速率、溶质扩散速度和传质阻力的影响[60 ] 。
用该法提取人参皂苷 ,较乙醇回流提取 ,得率提
高 25 % ;提取时间仅相当于乙醇回流的 1 %[59 ] 。西
洋参、五味子、川乌及草乌、水飞蓟、甘草、大花紫薇、
刺五加、丹参、桑叶、黄芪、山楂、朝鲜淫羊霍、蜂胶、
灵芝孢子等[60～70 ]的提取也获得了良好效果。
常温超高压技术引入中药提取是一个新方向。
其对单味及复方中药的适用性、操作条件优化、提取
传质机制、中试及工业规模装置的研发等是进一步
研究的方向。另外 ,高压设备价格昂贵是工业化时
应考虑的问题。
此外 ,还有荷电提取法[8 ] 。它是通过外加能量
场来诱导药材中的有效成分分子的正负电中心偏
离 ,减弱植物细胞对有效成分的束缚力 ,从而提高提
取效率的一种荷电激活提取法。
13 　结语
以上介绍的 10 余项提取新技术中 ,从成熟度方
面考虑 ,连续逆流提取和压榨提取成熟度较高 ,已工
业应用 ,微波和超声提取也有设计和工业应用 ;超临
界萃取、组织破碎提取成熟度次之 ;半仿生提取、酶
法提取、免加热提取、常温超高压提取尚处于研究阶
段 ;液泛提取和空气爆破提取研究较少。从应用角
度考虑 ,常温物理提取技术前景较好。
研发理想的中药提取技术是生产“安全、高效、稳
定、可控”的现代中药产品的关键。超临界萃取、连续
逆流提取、微波萃取、超声提取、酶提取、半仿生提取、
液泛提取、组织破碎提取、压榨提取、免加热提取、空
气爆破提取、常温超高压提取等技术各有特点和适用
范围 ,可以在中药提取分离中发挥其应有作用。
目前应关注的问题是 ,提取新技术的研发多限
于单味药 ,应加强复方中药提取适应性和药效等研
究 ;提取机制认识方面 ,定性解释或推测较多 ,需要
充分必要的证据支持 ;多数技术的成熟度还不高 ,缺
乏足够的中试和工业数据支持 ,需要进一步加强这
方面的研发 ;各种提取方法都有其优缺点 ,尚缺乏一
种理想的中药提取方法 ;多是单个提取技术的研发 ,
不同提取技术的集成和比较研究不够 ,缺乏与其他
诸如分离技术等的集成研究 ,应引起重视。
另外 ,中药提取技术有很多种 ,选择时应从药
效、药理、工艺、工程、经济、环保、循环再利用等角度
综合考虑为好。理想的中药提取技术应具有提取效
率高、有效成分损失小、提取物临床疗效好且质量稳
定、工艺简便且操作连续自动和安全、提取时间短、
且经济、绿色和环保。
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