全 文 ：中草‘ ChineseTrsdiOonslandHerbalDru弘第勰卷第9期2007年’月·1431·
proteinacetyltransfereae(Pat)e眦ymethatacetyhtesa etyl-
CoAsynthetaseinSalmondla“mD]．JMolBiol。
2004。340I10 5-1012．
[51]gt且=reiVJ，GardnerJG-Escalante-SemerenaJcResidue
Leu一641of扯et，l—CoAsyathetaseiseritieaI[ortheaee}ty-
latinnofreaidueLys一609bytheproteinttCetyJtnLⅡ3fem日e
enzymeofs—m明讹啊如啦4D]．JB／o／ck卅，2005．280·
26200-26205．
[52]JonesKL，]KimSW，Keaeiing，nLow-copeplasmidecan
performa8well∞Olbetterthanhigh-copyplasmidsfor
metabolicengineeringofbacteriaD]-Mct=bEng,2000，2I
328-33＆
超临界CO：萃取工艺集成与中药提取分离现代化
雷华平1，葛发欢2，r晓英1
(1．吉首大学湖南省林产化工工程重点实验室，朝南张家界427000}2．中药提取分离过程
现代化国家工程研究中心。广东广州510240)、
摘要。分析了超临界CO：萃取技术应用千中药提取分离的优势和局限性。结合实例阐述了超临界COz萃取技术
与其他提取分离技术工艺集成用于中药提取分离的可行性和优越性。研究认为发展该工艺集成技术对宴现中药现
代化有重要意义。
关键词t超{I缶界CO。萃取；工艺集戚；中药
中圈分类号：R284．2 文赫标识码：A 文章编号：0253—2670(2007)09—1431—03
ProcessintegrationofsupereriticalC02extractionformodernizationofextraction
andseparationofChinesemateriamedica
LEIHua—pin91，GEFa-huan2，BUXiao—yin91
(1．KeyLaboratoryofHunanForestProductandChemicalIndustryEngineering，JishouUniversity，Zhangjiajie
427000．Chinal2．NationalE gineeringCenterforModernizationofExtractionandSeparation
ProcessingofTraditionalChineseMedicine，Guangzhou510240，China)
Keywords：supercritiealC02extr ction，processintegration；Chinesemateriamedica
十多年来，国内超临界co。萃取应用于中药提取分离
走过了一条较为漫长的路，从最初的疑虑，到逐渐成为研究
的热点，到现在其已成为中药现代化的关键技术之一。至今
大量研究表明超临界CO。萃取技术应用于中药开发是可行
的，并且显示了其独特的优越性。与传统的中药提取方法相
比，超临界CO。萃取具有很多优点，但超临界CO：萃取也有
某些局限性。本文结合中药提取分离过程现代化国家工程研
究中心建设与发展过程中应用超临界co：萃取技术的实
践．阐述如何将超临界COt萃取与其他提取分离技术集成·
发挥它们工艺集成的优势．实现中药提取分离的现代化。
1超临界CO：革职是一种优越的提取分离技术
超临界CO：萃取作为一种单元技术，兼有高产率和高
效率的特性。该技术萃取中药，提取率高，有效成分不被破
坏；并且最大限度地获取有用成分的同时，能选择性地萃取
与分离。通过优选萃取压力等条件可以将需要的某一类成分
选择性地萃取出来．也可以通过优化分离条件选择性地将目
标成分与杂质进行初步分离，从而富集目标成分。超临界
CO：萃取技术从整体上看是一种单元技术，某种程度上，它
又是一种集成技术，它集提取分离浓缩为一体．在萃取的同
时就进行革取物的分离与浓缩。对于添加央带剂的萃取．也
可通过多级分离将大部分夹带剂从萃取掖中分离出来。
超临界COz萃取中药，与传统方法相比，具有提取率
高，操作温度低、中药有效成分不被破坏、无有机溶剂残留和
工艺简单等优点“。】。该技术对中药挥发油、脂肪油、香豆素、
萜类、生物碱和醌类等有效成分的提取分离。基本可以独立
完成，具有其他技术无可比拟的优越性。如利用超临界∞：
技术从黄花蒿中萃取青蒿衰．青蒿紊是一种倍半藉，由于其
分子中古有一个过氧基圃，对湿热不稳定，用有机藩剂提取
易被破坏分解；而用超f临界COz提取，提取率可达92％以
上。收率提高了1．9倍m“。笔者用超临界C02萃取技术制
备鸦胆于油，发现该技术具有萃取收率高、产品品质好、工艺
简单和生产周期短等优点．可利用脂肪酸、油中聚合物与甘
油酯沸点的不同，完成脱脏过程，并可起到脱酸、脱臭、脱色
教果，大大简化后续工艺⋯。
收藕B期；2006·11—17
荐喜蔷异：誓辜草嚣蓦荽考焉只茹南6F郴J30州0人9)，讲师，硪士，主要从事超驻界c0：葶取技术与中草药提取分离现代化研究．
Tel：(0744)B231386E—mail：audenlei@163．tom
万方数据
·1432· 十草鸯Chine蚰TraditionalandHerbalDrup第38卷第9期2007年9月
中药有相当一部分品种完成可以单独采用超临界COt
萃取技术，应太力推广应用这种新型的单元提取分离技术。
关键是如何选择好品种或使用好夹带剂的问题。事实上。对
中药传统工艺而言，并非任何一种工艺技术都适台所有的中
药有效成分的提取分离。
2超临界CO，革取与其他技术工艺纂成的必要性
与其他任何一种提取分离技术一样，超樯界COz萃取
有自己的适用范围和局限性。由于COt是非极性分子，因此
超临界C0。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秀的溶解性，但对极性
较大，相对分子质量高的化台物，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。
中药种类繁多，各种成分的化学性质差异壤大，即使单
味药材也存在化学性质差别较大的多种有效成分。在很多中
药的单方和复方中，往往既有脂溶性成分又有水溶性成分。
为确保全面提取这些成分，就必须有针对性地将超临界COz
萃取与醇提或水提等工艺技术集成使用。
此外，虽然超临界CO：萃取具有一定的分离功能，但其
得到的提取物均为多组分的混合物，单一的超临界COz革
取无法提取出高纯度的产品，因此产品的价值和价格受到限
制。为了得到高纯度的提取物，使中药提取物达到更好的疗
效，还需采用相应的分离纯化技术进一步提高有效成分的
量。如对超临界CO。萃取得到的提取物可采用分子蒸馏或
膜分离等技术对不同的组分进行分离。只有这样和其他分离
拄术相互取长补短构成工艺技术集成，才能使超惦界COz
荤取得到更广泛、更深人的应用。
3超临界CO，萃取与其他技术的工艺集成
目前，超临界CO：萃取、分子蒸馏、膜分离、大孔吸附树
脂等提取分离技术已被国家有关部门确定为中药理代化过
程中重点推广的关键技术。如何将超临界C0。萃取与其他
提取分离技术及传统提取分离技术集成，实现中药提取分离
的现代化，是一十重要命题。
如图l所示，超临界COz萃取技术适合于替代传统的
水蒸气蒸馏法和有机溶剂提取法来萃取脂溶性和低极性成
分(如挥发油、油脂类、萜类等)，而对一些原来采用浓醇提取
的较强极性成分(如生物碱、内酯、黄酮等)．可加入一定比例
的夹带剂来进行萃取。超临界CO。萃取后的药渣还可进行
水提，以提取其中的水溶性有效成分。而强极性成分的提取
可用稀醇提取，水溶性成分的提取则仍采用传统的水提醇
沉。超临界CO：萃取的提取物还可通过分子蒸馏、膜分离、
大也吸附树脂分离和重结晶等技术进行分离纯化。
4超临界c仉萃取工艺集成中的设备囊成与自动控棚
中药的提取分离过程包括了提取、分离纯化、浓缩和干燥
等工艺过程，涉及弼许多设备。超临界COz萃取与其他工艺
技术的集成应用于中药提取分离同样涉及许多设备。在工艺
过程中通过管道连接和阀门控制将不同设备组合起来，实现
设备集成。并在设备控制点上安装传感器、控制装置和执行机
雹1超临界COt革取与其他技术工艺集成示意重
Fig．1ProcessintegrationofsupereritlcalCOt
extractionandthertechnologies
构，实现自动控制。这样可根据质量控制或优化确定的工艺操
作轨线进行连续调节，如温度、压力、pH值等工艺参敷。自动
控制技术除了能稳定和提高产品质量，提高生产效率，改善生
产环境等以外，还能在一定程度上减小中药提取过程中人为
干扰因素过多引起的质量不稳定等同题，更符合GMP的要
求，同时．它还是实现集成优化及在线检测的基础。
为了实现中药产业现代化，在中药提取分离过程中，应
大力推广应用自动化控制技术。目前．在传统的中药提取分
离过程中，主流工艺的水提醇沉一浓缩一千燥等过程，在生产
上已开始应用自动化控制技术。中药提取分离过程现代化国
家工程中心建立的一条罐组动态逆流提取一大孔树脂吸附分
离一浓缩(薄膜、双效、单效)一喷雾干燥示范生产线，控制显示
点达到1400十。该中心建立的2×300L超临界萃取生产
线，自控水平巳相对较高，其控制显示点有130个左右。对于
中药的超临界CO：萃取过程自动控制，要考虑中药萃取多
为间歇式操作，系统选择上最好为PLc系统。另外．中药超
临界萃取物参为很黏的提膏t如果要对出料进行控制，要注
意出料阀门的选择。
5超临界C0，萆取工艺集成中的在线检谢与信息集成
在线检铡技术由于能宴时监控生产过程中产品的质量，
已广泛应用予石油化工、农业育种、烟草及国外化学药错造
等行业。在中药提取分离领域尚处于初步研究阶段。传统的
中药提取过程，很少进行质量控制，更谈不上在线实时监控t
是造成中成药质量和疗效不稳定的重要原因。在中药超临界
萃取过程中，萃取物或有效成分的收率或质量有时批问会有
较大差异，萃取过程中不同时间段萃取物成分也有一些差
别，如何使革取产品收率及质量更好地稳定可控，萃取过程
的在线检测是一个程好的解决途径。中药的超临界C0z革
取，目前绝大部分是靠离线检测分析萃取物t以调节生产过
程，不可避免地存在滞后，不能及时反映或控萃取过程中出
万方数据
中革焉ChineseTr_diflomdandHerbalDrugs第鲳卷第9期2007年9胃·1433·
理的同厦，以及调整或控制而造成浪费和损失。在线检测能
实时有效监控并反馈控制t保证产品质量。在线检测还能及
时了解评价提取工艺的合理性，为优化工艺条件提供实验数
据。而超临界COz萃取过程不像传坑的中药提取，已具有一
定的在线检测基础。目前，已有很多将超临界CO。葶取与超
临界流体色谱，气相色谱、高教液相色谱、质谱、核磁共振、近
红外光谱等检测技术联用的研究报道“]．如图2所示，超临
界苹取过程在线检滑是在萃取过程中，在线检测分析系统检
测温度、压力和有效组分及浓度等参敷，检测得到的相关参
数信号传输到控制计算机，通过自动化控制系统反馈调节相
关工艺参数以达到萃取目标的要求。
曝嬲．⋯罔翻
J药材、鸣igtlt／f I温度、压力)l
皤2中药超临界C仉萃取工艺集成中的在绒检测技术
Fig．2OnlinedetectionechnIqlieforpreccsstrite‘
gratlonofsupercriticalC02extraction
ofChlnesemateriamedlea
将中药提取分离过程中的在线检测信息、设备信息、物
流信息，能量信息等众多信息汇聚于控制计算机，建立集成
优化软件平台，实现信息集成。从而将生产过程中各种信息，
设备和技术置于计算机管理之下。运用信息集成、工艺技术
集成和设备集成，不新熟练和深化计算机集成制造系统，逐
步改造传统的中药提取分离生产方式。
6超驻界CO，苹职工艺集成应用实倒
根据研究开发实践，认为超临界CO。萃取工艺集成应
用于中药开发，具有较大的潜力和可观前景。超临界CO：萃
取工艺集成应用于中药现代化已有一些成功的例子，下面几
十典型的研究及应用的实例将带来很好的启示。
青蒿素是我国唯一得到国际承认的抗疟新药。青蒿素结
构中有一过氧基团，传统的溶剂提取法由于经过长时问的提
取和维缩，易使青蒿素破坏损失，且要旅缩大量的有机溶剂，
易燃易爆．提取周期长，成本高。中药提取分离过程现代化国
寡工程研究中心采用了超辖界CO：萃取、重结晶等技术的
工艺集成从黄花蒿中提取青蒿素，产品收率比传统法提高
1．9倍，生产周期比传统法缩短约100h，并且成本有较大降
低Is．q。此外，该工程中心在注射用蛋黄卵礴脂的产业化开发
中将超临界CO：萃取与结晶、冷冻干燥等技术工艺集成，结
果既解决了生产工艺上的难点，又降低了成本．
丹参中既含有脂溶性成分丹参酮iA．又古有水溶性成
分丹参索，丹参酚酸等。笔者采用超临界CO。莘取技术提取
丹参酮I^．再对萃取后余留下的丹参渣用水提醇沉、大孔树
脂吸附分离及喷雾干燥等方法得刊水溶性成分，这样可以全
面提取丹参有效成分，保证提取物药教．并能降低成本。
由8昧中药组成的复方。助孕3号”原提取工艺较落后，
女贞子、白术、续断3昧药直接打粉人药，其余5味药水提。
在改革该药提取工艺时将超临界COz革取与传统的水提工
艺集成，女贞子、白术、续断3昧药经超辐界CO。荦取后，药
渣再水提．另外黄芪等5味药材水提。新工艺兼顾了原工艺
的台理性，使有效成分大大增高．减少了服药体积，而且药效
实验证明新工艺提取物的药效优于原工艺的m．
大蒜注射液的生产工艺中集成了超临界CO。萃取、分
子蒸馏和膜分离技术。采用超临界CO：萃取大蒜有效成分·
用分子蒸馏进行分离纯化，用膜分离过滤除菌。该工艺简单，
有效成分不被破坏。生产的大蒜注射液各项指标符合药典注
射剂硬下的各项规定“3。充分显示了高新提取分离技术工艺
集成应用于中药开发的优势。
7结语 一 一
超临界CO。萃取应用于中药现代化巳显示了其独特的
优点。根据中药所古成分丑处方功效相芙性与各种提取分离
技术的优点将超临界CO：萃取与其他工艺技术进行工艺集
成，可以提高提取分离的效率，最大限度地提取有效成分，保
证中药“高效、安全．质量可控”。并在工艺集成的基础上·进
行设备、信息、能量等的集成，自动化控制技术的应用以及在
线检测技术的应用，实现中药提取分离过程的真正集成优
化，从而实现中药提取分离的现代化。
Refet．Iencesl
it3GeFH，HuiGJ．TheModernizationoftraditionelChinese
med／cinesandtheapplicationofIleWtechnology0fsuper-
criticalfluidextraction[刀．N耐ProdRes跏(天然产物研
究与开发)，2000，12(3)一88-93．
[2]GeFH．Re-dissertationof hemodernizationoftraditional
Chm∞e蒯iin∞andthepdicationofnewtechnologyof
supercrhicMfluidextraction[J]．JChinMedMater(中薛
材)，2003，2S(5)l373-376．
Is]GeFH．踟叫JC．Supcrcritica|-COzfluidextractionof
artemlsininfromArtemisiaⅢ∞L．D]．ChinJPharm(中
国医药工业杂恚)，Z000，31(6)t250-253．
[4]C,eFH．WangHBAnewtechnologyofextractingof
artemisininfromArcemi目a“㈣L[P]．CN93106143t
1994-11-23．
[5]GeFH，LeiHP．StudyOIthesupexcfiticMcarbondioxide
ex—LractionofBrucea血vanicaoil[J]．JChinMedMater(中
药材)·2006，29(4)}384-387·
[6]LeiHP，GeFHOn-linedetectioneehniquesinsuper-
cfiticalC02fluidextraction[J]．Chemlad西曙Proc(化工
进展)一2006，25(4)l367-370． 。，
[7]ZheogWx，LeiHP．StudyOilextractionolZhuyun34by
aupercrlticalC02[J]．JChinMedMater(中药材)，2005，
28(4)一334—337．
Is]ZhangzY．LeizJ-Preparationofgarlicj∞tionbySFE-
C02andMD[J]．ChinHospPharmJ(中国医院药学杂志)·
2002．22(10)；581-582．
万方数据
超临界CO2萃取工艺集成与中药提取分离现代化
作者： 雷华平， 葛发欢， 卜晓英， LEI Hua-ping， GE Fa-huan， BU Xiao-ying
作者单位： 雷华平,卜晓英,LEI Hua-ping,BU Xiao-ying(吉首大学,湖南省林产化工工程重点实验室,湖
南,张家界,427000)， 葛发欢,GE Fa-huan(中药提取分离过程现代化国家工程研究中心,广
东,广州,510240)
刊名： 中草药
英文刊名： CHINESE TRADITIONAL AND HERBAL DRUGS
年，卷(期)： 2007,38(9)
被引用次数： 2次
参考文献(8条)
1.Ge F H;Hui G J The Modernization of traditional Chinese medicines and the application of new
technology of supercritical fluid extraction[期刊论文]-天然产物研究与开发 2000(03)
2.Ge F t Re-diss ertation of the modernization of traditional Chinese medicines and the application
of new technology of supercritical fluid extraction[期刊论文]-中药材 2003(05)
3.Ge F H;Zhang J C Supercritical-CO2 fluid extraction of artemisinin from Artemisia annua L[期刊论文
]-中国医药工业杂志 2000(06)
4.Ge F H;Wang H B A new technology of extracting of artemisinin from Artemisia annua L 1994
5.Ge F H;Lei H P Study on the supercritical carbon dioxide extraction of Brucea javanica oil[期刊论
文]-中药材 2006(04)
6.Lei H P;Ge F H On-line detection techniques in supercritical CO2 fluid extraction[期刊论文]-化工进
展 2006(04)
7.Zheng W X;Lei H P Study on extraction of Zhuyun 3# by supercritical CO2[期刊论文]-中药材 2005(04)
8.Zhang Z Y;Lei Z J Preparation of garlic injection by SFECO2 and MD[期刊论文]-中国医院药学杂志
2002(10)
本文读者也读过(6条)
1. 元四辉.葛发欢 论超临界CO2萃取技术在中药领域应用的发展策略[期刊论文]-中药材2007,30(8)
2. 吴理茂.WU Li-mao 超临界CO2萃取技术在中药研究中应用[期刊论文]-时珍国医国药2000,11(1)
3. 蒲源.Luu Thai Danh.Raffaella Mammucar.Neil R.Foster 超临界CO2萃取技术在中药中的应用[会议论文]-
2010
4. 葛发欢 论现代中药产业化中的超临界CO2萃取技术[会议论文]-2006
5. 陈华.张惠静 超临界CO2萃取技术及其在中药分离提取中的应用[期刊论文]-解放军药学学报2006,22(2)
6. 谢春英.袁雨婕.宁德山.葛发欢 超临界CO2萃取芝麻油及芝麻素的工艺研究[期刊论文]-中药材2007,30(9)
引证文献(2条)
1.刘明言.王帮臣 用于中药提取的新技术进展[期刊论文]-中草药 2010(2)
2.蔡延渠.朱盛山.李润萍 新型提取联用技术在中药提取中的应用进展[期刊论文]-中成药 2011(5)
本文链接：http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_zcy200709052.aspx