『壹』 萃取在生活中有什麼實際應用
1、魚油中的高級脂肪酸(DHA等)的提取。
2、植物或菌體中高級脂肪酸的提取。
3、葯效成分(生物鹼等)的提取。
4、香料成分的提取。
5、化妝品原料(美膚效果劑等)的提取。
6、煙草脫除尼古丁。
7、超聲波萃取技術以及應用於金銀花、茶多酚、枸杞等中葯的萃取生產。
8、微波萃取已經被應用於一些中草葯的浸取生產之中,如葛根、苷類、銀杏等。
(1)生物萃取技術在中葯中有什麼作用擴展閱讀:
萃取技術在環境監測中的應用:
萃取技術是水環境中污染物監測的一種樣品前處理技術,是水質監測分析過程的關叢散鍵。它能從液體混合物中提滲碰氏取和提純出所需要的化合物,並根據溶質在不同溶劑中溶解度不同,在不同溫度和狀態下選擇合適的溶劑和萃取方法,高效、快速地萃取樣品中的待測物。
質監測常用的方法主要有液-液萃取、液-固萃取及固相微萃取等三種方法;對揮發性有機物的預處理方法主要有吹脫捕集法、項空法及液-液萃取法等。如從水中萃取有機物時,通常使用正己烷、苯、醚、乙酸乙酯、氯甲吵運烷等揮發性溶劑。
『貳』 什麼是萃取劑它有什麼作用
萃取
萃取是利用系統中組分在溶劑中有不同的溶解度來分離混合物的單元操作,萃取有兩種方式:
液-液萃取,用選定的溶劑分離液體混合物中某種組分,溶劑必須與被萃取的混合物液體不相溶,具有選擇性的溶解能力,而且必須有好的熱穩定性和化學穩定性,並有小的毒性和腐蝕性。如用苯分離煤焦油中的酚;用有機溶劑分離石油餾分中的烯烴等。
固-液萃取,也叫浸取,用溶劑分離固體混合告滾物中的組分,如用水浸取甜菜中的糖類;用酒精浸取黃豆中的豆油以提高油產量;用水從中葯中浸取有效成分以製取流浸膏叫「滲瀝」或「浸瀝」。
雖然萃取經常被用在化學試驗中,但它的操作過程並不造成被萃取物質化學成分的改變(或說化學反應),所以萃取操作是一個物理過程。
萃取是有機化學實驗室中用來提純和純化化合物的手段之一。通過萃取,能從固體或液體混合物中提取出所需要的化合物。這里介紹常用的液-液萃取。
基本原理:
利用化合物在兩種互不相溶(或微溶)的溶劑中溶解度或分配系數的不同,使化合物從一種溶劑內轉移到另外一種溶劑中。經過反復多次萃取,將絕大部分的化合物提取出來。
分配定律是萃取方法理論的主要依據,物質對不同的溶劑有著不同的溶解度。同時,在兩種互不相溶的溶劑中,加入某種可溶性的物質時,它能分別溶解於兩種溶劑中,實驗證明,在一敬含定溫度下,該化合物與此兩種溶劑不發生分解、電解、締合和溶劑化等作用時,襪稿余此化合物在兩液層中之比是一個定值。不論所加物質的量是多少,都是如此。用公式表示。
CA/CB=K
CA.CB分別表示一種化合物在兩種互不相溶地溶劑中的摩爾濃度。K是一個常數,稱為「分配系數」。
有機化合物在有機溶劑中一般比在水中溶解度大。用有機溶劑提取溶解於水的化合物是萃取的典型實例。在萃取時,若在水溶液中加入一定量的電解質(如氯化鈉),利用「鹽析效應」以降低有機物和萃取溶劑在水溶液中的溶解度,常可提高萃取效果。
要把所需要的化合物從溶液中完全萃取出來,通常萃取一次是不夠的,必須重復萃取數次。利用分配定律的關系,可以算出經過萃取後化合物的剩餘量。
設:V為原溶液的體積
w0為萃取前化合物的總量
w1為萃取一次後化合物的剩餘量
w2為萃取二次後化合物的剩餘量
w3為萃取n次後化合物的剩餘量
S為萃取溶液的體積
經一次萃取,原溶液中該化合物的濃度為w1/V;而萃取溶劑中該化合物的濃度為(w0-w1)/S;兩者之比等於K,即:
w1/V =K w1=w0 KV
(w0-w1)/S KV+S
同理,經二次萃取後,則有
w2/V =K 即
(w1-w2)/S
w2=w1 KV =w0 KV
KV+S KV+S
因此,經n次提取後:
wn=w0 ( KV )
KV+S
當用一定量溶劑時,希望在水中的剩餘量越少越好。而上式KV/(KV+S)總是小於1,所以n越大,wn就越小。也就是說把溶劑分成數次作多次萃取比用全部量的溶劑作一次萃取為好。但應該注意,上面的公式適用於幾乎和水不相溶地溶劑,例如苯,四氯化碳等。而與水有少量互溶地溶劑乙醚等,上面公式只是近似的。但還是可以定性地指出預期的結果。
『叄』 萃取植物成分方法有哪些
1超聲強化萃取技術
超聲波是在彈性介質中傳播的、頻率大於20 kHz不為人耳所聽到的機械波。超聲波的應用主要表現在兩方面:一是能量超聲波即功率超聲波應用,一是信號超聲波的應用。在功率超聲波應用技術方面,近些年一個活躍的分支是超聲輔助萃取――強化溶劑萃取技術。在此方面,已開展的研究與應用包括:超聲波用於提取特色植物中的植物油、色素和香料、中草葯中的有效成分、啤酒花中的苦味素、動物組織中的油、毒素和殘留農葯等。
1.1超聲強化萃取原理超聲波具有波動與能量的雙重性,其振動產生並傳遞很大的能量,利用超聲振動能量可改變物質組織結構、狀態、功能或加速這些改變的過程。超聲波對介質的作用可分為熱作用和非熱作用〔1〕,熱作用是指機械能在振動中轉為介質的熱能,其熱能計算量與介質聲強吸收系數、超聲波聲強以及超聲波作用時間成正比。在一定的聲強下,其產生的熱量和升溫作用是很有限的,對萃取的意義不大。而對強化萃取起主導作用的是超聲波的非熱作用。非熱作用主要有兩種形式,即機械作用和空化作用。前者是指超聲波在介質傳播過程中引起的介質質點的交替壓縮和伸張。雖然質點的振動位移和速度的變化不大,但其加速度可能達到特別大的量級。這種大量級的加速度能顯著地增大溶劑進入提取物細胞的滲透性,加強傳質過程,從而強化了萃取過程。相比之下,超聲波的空化效應更是強化萃取的最主要原因。超聲空化是指液體中的微小泡核在聲波作用下被激活,表現為泡核的振盪、生長、收縮乃至崩潰等一系列動力學過程。根據不同的表現,空化可有穩態空化和瞬態空化兩種形式。穩態空化產生在較低的聲強作用下,空化泡以非線性的形式在介質中振盪若干個周期。在振盪過程中,空化泡周圍的微流對溶液中其它粒子產生較大的切向力,有利於溶劑滲透到細胞。此外,低強度超聲不僅可使細胞周圍形成微流,還可使動植物細胞產生胞內環流,從而提高了細胞膜和細胞壁的通透性,無需通過破壞膜或提高介質溫度而加大傳質過程。超聲波的瞬態空化發生在較強的聲強作用下,氣(汽)泡在一個聲波周期內迅速的生成、長大、壓縮、崩潰,在崩潰時形成高達5 000 K以上的局部熱點,壓力可達數百乃至上千個大氣壓,隨著高壓的釋放,將在液體中形成強大的沖擊波(均相)或高速射流(非均相)。在萃取中,這種強大的沖擊流能夠有效地減小、消除溶劑與水相之間的阻滯層,從而加大了傳質速率。同時,沖擊流對動植物細胞組織產生一種物理剪切力,使之變形、破裂,並釋放出內含物,這大大加速了萃取過程。
1.2超聲強化萃取的特點大量研究表明,利用超聲波產生的強烈振動和空化效應作用能夠提高萃取效率、改善萃取物的品質並提高得率、節約原料資源,並免除了高溫提取工藝帶來的對部分熱敏成分的不利影響。這對於中葯萃取具有十分重要的意義。
傳統的水煮法或醇提法在對不同成分的提取過程中,不同程度地存在著:浸出時間長、溫度高、有效成分受熱過程長、雜質浸出多、能源消耗大、原料利用率低等問題,利用超聲波強化萃取技術能夠克服上述缺陷,具有較高的經濟效益。
1.3超聲強化萃取的應用超聲對中草葯成分萃取的應用主要在以下方面〔1,2〕:①萃取植物中的生物鹼。從植物中用常規法提取生物鹼一般費時、費工、效率低,而藉助於超聲技術卻可收到顯著的效果。如對於從曼陀羅葉中提取曼陀羅鹼、從顛茄中提取生物鹼、從益母草中提取益母草總生物鹼、從罌粟中提取嗎啡等的實踐中證明,超聲方法比冷浸泡法和索氏法比較,其工藝簡便、提出率高、速度快、效果好。②萃取植物中的苷類。在中葯定量分析中要對中葯的有效成分進行測定而要測定試樣,按常規的煎煮或迴流方法來制備時耗時低效。應用超聲波方法,可以解決時間和效率問題。如從刺五加草葯中提取紫丁香苷試樣,從從槐米中提取芳香甙,從天麻中提取天麻素和天麻苷元等,無論與冷浸泡法、乙醇溶液迴流法(索氏提取法)還是水作溶劑的加熱蒸煮法、熱鹼提取-酸沉澱法相比,其提取率可大為提高,且工藝簡單,速度快。③其他葯用成分的提取。超聲對萃取的影響與組織細胞的破碎有關,它能使細胞中可溶性成分更好地釋放出來,並使溶劑分子滲透到組織細胞中去。超聲的破碎作用施於一些細胞壁堅固的植物細胞上,使之在低於毫秒級的極短瞬間產生細胞破裂,在細胞破裂時,提取新鮮的生物活性物質如酵素、荷爾蒙、維生素等。還可以利用超聲波強化提取松香、咖啡、茶葉及銀杏葉中的內含成分如黃酮、茶多酚,動植物蛋白質等。此外,超聲波在提取芳香植物中的天然香料方面有特別的作用,即能夠保持提取物的特定風味,最大限度的抑止這些物質在萃取過程中的揮發。最後,超聲萃取在提取油脂方面的研究與應用十分活躍,已展開的實驗和應用涉及到八角油、扁桃油、丁香油、紫蘇油、月見草油等的提取中。
2微波強化萃取技術
微波是無線電波中波長最短的波段(波長30MHz~300GHz)。與傳統熱萃取以熱傳導、熱輻射等方式由外向里進行的方式不同,微波強化萃取是通過偶極子旋轉和離子傳導兩種方式內外同時加熱,加快萃取進程。微波萃取是中葯材有效成分提取的一項新技術。
2.1微波強化萃取原理物質對微波能量的吸收多少取決於物質自身的介電常數,當介電常數大於28時,分子中的凈分子偶矩較大,在微波場中產生偶矩的基團以與微波相同的頻率振動,產生大量熱量。這些物質即「微波自熱物質」;而介電常數小於28的物質在微波場中產生的熱量很少,稱為「微波透明物質」。微波浸提技術要求,被提取的中葯成分是微波自熱物質,而提取溶劑是微波透明物質。這樣,吸收微波能力的差異使得基體物質的某些區域或萃取體系中的某些組分被選擇性加熱,從而使得被萃取物質從基體或體系中分離,進入到具有較小介電常數、微波吸收能力相對較差的萃取溶劑中。
微波強化萃取的機理源於微波能量作用〔3〕,一方面微波輻射過程是高頻電磁波穿透萃取介質,到達物料的內部維管束和腺胞系統。由於物料的維管束和腺胞系統含水量高,而水為極性分子對微波作用特別敏感,從而吸收微波能量很快升溫,使細胞的壓力增大,當細胞內部壓力超過細胞壁膨脹承受能力,細胞破裂。細胞內有效成分逸出,在較低的溫度條件下完成特定成分的萃取。另一方面,微波所產生的電磁場,加速被萃取部分成分向萃取溶劑界面擴散的速率,用水作溶劑時,在微波場下,水分子處於激發態而以24.5億次/秒的速度做極性交換運動,這是一種高能量不穩定狀態,或者水分子汽化,加強萃取組分的驅動力;或者水分子本身釋放能量回到基態,所釋放的能量傳遞給其他物質分子,加速其熱運動,縮短萃取組分的分子由物料內部擴散到萃取溶劑界面的時間,使萃取速率大為提高,同時降低了萃取溫度,最大限度保證萃取的質量。
2.2微波強化萃取的特點微波強化萃取具有選擇性萃取、操作時間短、溶劑耗量少、有效成分獲得率高、便於產生控制、利於環保、生產線組成簡單、節省投資等一系列優點。特別對中葯萃取,用不同極性的溶劑進行選擇性萃取使得成分篩選和確定更容易,微波快速溶劑萃取全自動工作重復性高,可控制制葯工藝以及更快速地發現、開發和利用中草葯。同時,微波萃取免除了萃取前的樣品乾燥處理,因此比其他的萃取技術對基體影響更小;通過完善和採用強極性激活技術、內置極化加熱和極化非極性試劑技術使得非極性試劑也能在微波場下迅速加熱和極化,從而使得微波快速溶劑萃取技術可廣泛適用於包括極性和非極性的各種試劑。微波萃取由於不受溶劑親合力的限制,可供選擇的溶劑較多,目前已成熟的溶劑萃取方法都可用微波快速溶劑萃取法進行,通常極性樣品採用極性溶劑如甲醇水等,非極性樣品用非極性溶劑如正已烷等。
選擇性萃取――對萃取體系中的不同組分進行選擇性加熱的特點使得微波萃取成為至今唯一能使目標組分直接從基體分離的萃取過程。化學溶劑萃取方法耗能大、耗材多、耗時長、提取效率低、工業污染量大;超臨界流體提取方法在提取效率上得到大大提高,但其方法要求的裝備復雜,溶劑選擇范圍窄,需高壓容器和高壓泵,故投資成本較高。微波萃取方法與之相比,綜合優勢十分明顯。
2.3微波強化萃取的應用目前在我國,微波萃取已經用於多項中草葯的萃取生產線中,如葛根、茶葉、銀杏等。中葯研究機構的科研工作者,已經用微波萃取方法處理上百種中葯,包括萃取丁香油、青蒿素、麻黃鹼、薄荷和蒜油的提取。在對高山紅景天苷的萃取中,通過先用微波處理經浸潤後的紅景天根莖,然後再加水或有機溶劑浸取得到紅景天苷提取液的方法和用乙醇溶液迴流法(索氏提取法)及水作溶劑的加熱蒸煮法做比較,結果表明:微波法大大縮短了提取同量物質的時間,且提取物品質最佳。利用微波技術對麻黃中麻黃鹼浸出量進行的實驗研究也表明了微波技術對麻黃中麻黃鹼的浸出量明顯優於常規煎煮法。
由於微波對不同的植物細胞或組織有不同的作用,胞內產物的釋放有一定的選擇性,因此在應用時應根據產物的特性及其在細胞內所處位置的同選擇不同的處理方法。文獻〔4〕以大黃、決明子中不同極性的蒽醌類成分及金銀花中的綠原酸、黃芩中的黃芩苷為指標成分,採用正交實驗設計法考察萃取率,通過分析認為微波提取對不同形態結構中葯的提取有選擇性,對含不同極性成分中葯的提取選擇性不顯著。
3超臨界萃取技術
超臨界萃取技術是近年來快速發展的一項新型萃取技術,90年代後該技術在中葯研究領域中的應用也迅速增多。超臨界萃取就是利用超臨界條件下的流體作溶劑,從液體或固體中萃取出某些成分並進行分離的技術。超臨界流體又稱超臨界氣體,是處於臨界溫度和臨界壓力以上以流體形式存在的物質,通常使用的超臨界氣體為二氧化碳。
3.1超臨界萃取(SFE)的原理SFE是利用超臨界流體的特殊性能來進行化學物質分離的技術。在超臨界條件下,超臨界流體(SCF)既有氣體的低粘度和擴散系數,又有液體的高密度,因而有良好的傳熱、傳質和滲透性能,對許多物質有很強的溶解能力,SCF的物化性質在臨界點附近對溫度和壓力的變化十分敏感,即可以用壓力和溫度連續調節流體的性質;少量的共溶劑如少量夾帶劑也可能大幅度改變SCF的性質〔6,7〕。因此,利用其較好的滲透性和較強的溶解能力,讓超臨界流體與待處理物料接觸,選擇性的溶解某些成分,並且超臨界流體的密度和介電常數隨著密閉體系壓力的增加而增加,極性增大,利用程序升壓可將不同極性的成分進行分部提取。提取完成後,改變體系溫度或壓力,使超臨界流體變成普通氣體選散出去,物料中已提取的成分就可以完全或基本上完全析出,達到提取和分離的目的。
3.2超臨界萃取的特點與傳統制葯方法相比較,用超臨界萃取技術進行中葯研發及生產,具有以下諸多獨特的優點〔8〕:①萃取能力強,有效成分提取率高,大大提高了產品收率和資源的利用率。②對被提取物有一定的選擇性,主要和物質的極性、沸點、分子量相關。選擇性萃取有利於中葯中多種物質的分離,減少雜質,使中葯有效成分高度富集,也有利於質量控制。③可以在常溫下運行,特別適合揮發性和熱敏性物質的提取,並能保證提取物的「純天然性」,有效地防止熱敏性成分的氧化和彌散。④萃取速度快,時間短。超臨界流體萃取裝置集萃取、分離於一體,大大縮短了工藝流程,萃取速度快、效率高、操作簡單。⑤操作參數易控制,有效成分和產品的質量能夠保證。可以得到沒有溶劑殘留的高純度產品。⑥可提取許多傳統法提取不出來的物質,且易於從中葯中發現新成分,從而發現新的葯理作用,開發新葯。⑦可作為一種高效的分析手段,將其用於中葯質量分析。⑧工藝流程簡單,節省能耗,抑止污染。
3.3超臨界萃取的應用近10年來,SFE-CO2技術在中葯生產領域得到了廣泛的應用。由於CO2流體是非極性的,尤其適宜於提取揮發性成分。通過調節溫度、壓力、加入適宜的改性劑等方法,能夠從中葯中提取揮發油、生物鹼、苯丙素、黃酮類、有機酚酸、苷類以及天然色素等成分。這項技術不僅可提高提取效率,還可保存大量熱不穩定、易氧化成分及提取含量低的成分。其在中葯提取分離上的應用表現為幾個方面:單味中草葯有效成分的提取分離,包括單一成分或幾種極性相似成分的提取分離;復方中草葯制劑提取物的提取分離;與其它單元操作結合應用來提取分離所需的活性成分;與光譜、色譜分析方法聯用,對中葯有效成分進行更准確更有效的定量分析。超臨界萃取已成功應用於銀杏葉、金銀花、白芍、黃花篙、生薑、當歸、木香、大蒜、沙棘、丹參、鹿茸草等30多種中葯葯材的葯用成分的萃取中。
特別值得注意的是,在制葯工業的以下領域超臨界萃取將更加快速發展。從葯物化合物中提取有效成份;中草葯、皮、根莖萃取有效成份或中間原料;從發酵液中提取抗生素;從天然葯物中提取生物鹼。
綜上所述,超臨界萃取技術因其具有的獨特優點,可確保原有的色、香、味不因受熱而被破壞,更能確保其中熱敏性。易氧化物質不被破壞,還可在萃取過程中同時對萃取物進行分離純化,所以超臨界萃取技術在現代中葯浸提中的意義與作用將會越來越大。
『肆』 二氧化碳超臨界流體萃取國內外發展及中葯方面的應用
二氧化碳超臨界流體萃取概述
二氧化碳是一種很常見的氣體,但是過多的二氧化碳會造成"溫室效應",因此充分利用二氧化碳具有重要意義。傳統的二鬧旁氧化碳利用技術主要是用於生產乾冰(滅火用)或作為食品添加劑等。目前國內外正在致力於發展一種新型的二氧化碳利用技術——CO2超臨界萃取技術。運用該技術可生產高附加值的產品,可提取過去用化學方法無法提取的物質,且廉價、無毒、安全、高效;適用於化工、醫葯、食品等工業。
二氧化碳在溫度高於臨界溫度Tc=31.26℃、壓力高於臨界壓力Pc=7.2MPa的狀態下,性質會發生變化,其密度近於液體,粘度近於氣體,擴散系數為液體的100倍,因而具有驚人的溶解能力。用它可溶解多種物質,然後提取其中的有效成分,具有廣泛的應用前景。
傳統的提取物質中有效成份的方法,如水蒸汽蒸餾法、減壓蒸餾法、溶劑萃取法等,其工藝復雜、產品純度不高,而且易殘留有害物質。超臨界流體萃取是一種新型的分離技術, 它是利用流體在超臨界狀態時具有密度大、粘度小、擴散系數大等優良的傳質特性而成功開發的。它具有提取率高、產品純度好、流程簡單、能耗低等優點。CO2- SFE技術由於溫度低, 且系統密閉, 可大量保存對熱不穩定及易氧化的揮發性成分, 為中葯揮發性成分的提取分離提供了目前最先進的方法。用超臨界CO2萃取法可以從許多種植物中提取其有效成分,而這些成分過去用化學方法是提取不出來的。這項技術除了用在化工、醫葯等行業外,還可用在煙草、香料、食品等方面。如食品中,可以用來去除咖啡、茶葉中的咖啡因,可提取大蒜素、胚芽油、沙棘油、植物油以及醫葯用的鴉片、阿托品、人參素及銀杏葉、紫杉中的有價值成分。可見這項技術在未來具有廣闊的發展前景。
一. 超臨界流體萃取的基本原理
(一). 超臨界流體定義
任何一種物質都存在三種相態-氣相、液相、固相。三相成平衡態共存的點叫三相點。液、氣兩相成平衡狀態的點叫臨界點。在臨界點時的溫度和壓力稱為臨界壓力。不同的物質其臨界點所要求的壓力和溫度各不相同。
超臨界流體(Supercritical fluid,SCF)技術中的SCF是指溫度和壓力均高於臨界點的流體,如二氧化碳、氨、乙烯、丙烷、丙烯、水等。高於臨界溫度和臨界壓力而接近臨界點的狀態稱為超臨界狀態。處於超臨界狀態時,氣液兩相性質非常相近,以至無法分別,所以稱之為SCF。
目前研究較多的超臨界流體是二氧化碳,因其具有無毒、不燃燒、對大部分物質不反應、價廉等優點,最為常用。在超臨界狀態下,CO2流體兼有氣液兩相的雙重特點,既具有與氣體相當的高擴散系數和低粘度,又具有與液體相近的液做橡密度和物質良好的溶解能力。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內成比例,所以可通過控制溫度和壓力改變物質的溶解度。
(二). 超臨界流體萃取的基本原理
超臨界流體萃取分離過程是利用超臨界流體的溶解能力與其密度的關系,即利用壓力和溫度對超臨界流體溶解能力的影響而進行的。當氣體處於超臨界狀態時, 成為性質介於液體和氣體之間的單一相態, 具有和液體相近的密度, 粘度雖高於氣體但明顯低於液體, 擴散系數為液體的10~100倍; 因此對物料有較好的滲透性和較強的溶解能力, 能夠將物料中某些成分提取出來。
在超臨界狀態下,將超臨界流體與待分離的物質接觸,使其有選擇性地依次把極性大小、沸點高低和分子量大小的成分萃取出來。並且超臨界流體的密度和介電常數隨著密閉體系壓力的增加而增加, 極性增大, 利用程序升壓可將不同極性的成分進行分步提取。當然,對應各壓力范圍所得到的萃取物不可能是單一的,但可以通過控制條件得到最佳比例的混合成分,然後藉助減壓、升溫的方法使超臨界流體變成普通氣體,被萃取物質則自動完全或基本析出,從而達到胡型分離提純的目的,並將萃取分離兩過程合為一體,這就是超臨界流體萃取分離的基本原理。
超臨界CO2的溶解能力
超臨界狀態下,CO2對不同溶質的溶解能力差別很大,這與溶質的極性、沸點和分子量密切相關,一般來說由一下規律:
1. 親脂性、低沸點成分可在低壓萃取(104Pa), 如揮發油、烴、酯等。
2. 化合物的極性基團越多,就越難萃取。
3. 化合物的分子量越高,越難萃取。
超臨界CO2的特點
超臨界CO2成為目前最常用的萃取劑,它具有以下特點:
1.CO2臨界溫度為31.1℃,臨界壓力為7.2MPa,臨界條件容易達到。
2.CO2化學性質不活波,無色無味無毒,安全性好。
3.價格便宜,純度高,容易獲得。
因此,CO2特別適合天然產物有效成分的提取。
二、超臨界流體萃取的特點
1.萃取和分離合二為一,當飽含溶解物的二氧化碳超臨界流體流經分離器時,由於壓力下降使得CO2與萃取物迅速成為兩相(氣液分離)而立即分開,不存在物料的相變過程,不需回收溶劑, 操作方便;不僅萃取效率高,而且能耗較少,節約成本。
2.壓力和溫度都可以成為調節萃取過程的參數。臨界點附近,溫度壓力的微小變化,都會引起CO2密度顯著變化,從而引起待萃物的溶解度發生變化,可通過控制溫度或壓力的方法達到萃取目的。壓力固定,改變溫度可將物質分離;反之溫度固定,降低壓力使萃取物分離;因此工藝流程短、耗時少。對環境無污染,萃取流體可循環使用,真正實現生產過程綠色化。
3.萃取溫度低, CO2的臨界溫度為31.265℃ ,臨界壓力為 7.18MPa, 可以有效地防止熱敏性成分的氧化和逸散,完整保留生物活性,而且能把高沸點,低揮發渡、易熱解的物質在其沸點溫度以下萃取出來。
4. 臨界CO2 流體常態下是氣體, 無毒, 與萃取成分分離後, 完全沒有溶劑的殘留, 有效地避免了傳統提取條件下溶劑毒性的殘留。同時也防止了提取過程對人體的毒害和對環境的污染, 100%的純天然。
5.超臨界流體的極性可以改變, 一定溫度條件下, 只要改變壓力或加入適宜的夾帶劑即可提取不同極性的物質, 可選擇范圍廣。
三、超臨界流體萃取技術的應用
(一).超臨界流體技術在國內天然葯物研製中的應用
目前,國內外採用CO2超臨界萃取技術可利用的資源有:紫杉、黃芪、人參葉、大麻、香獐、青蒿草、銀杏葉、川貝草、桉葉、玫瑰花、樟樹葉、茉莉花、花椒、八角、桂花、生薑、大蒜、辣椒、桔柚皮、啤酒花、芒草、香茅草、鼠尾草、迷迭香、丁子香、豆蔻、沙棘、小麥、玉米、米糠、魚、煙草、茶葉、煤、廢油等。
在超臨界流體技術中,超臨界流體萃取技術(Supercritical fluid extraction,SFE)與天然葯物現代化關系密切。SFE對非極性和中等極性成分的萃取,可克服傳統的萃取方法中因回收溶劑而致樣品損失和對環境的污染,尤其適用於對溫熱不穩定的揮發性化合物提取;對於極性偏大的化合物,可採用加入極性的夾帶劑如乙醇、甲醉等,改變其萃取范圍提高抽提率。
(二). 超臨界CO2萃取技術在中葯開發方面的優點
用超臨界CO2萃取技術進行中葯研究開發及產業化,和中葯傳統方法相比,具有許多獨特的優點:
1、二氧化碳的臨界溫度在31.2℃ ,能夠比較完好地保存中葯有效成分不被破壞或發生次生化, 尤其適合於那些對熱敏感性強、容易氧化分解的成分的提取。
2、流體的溶解能力與其密度的大小相關, 而溫度、壓力的微小變化會引起流體密度的大幅度變化, 從而影響其溶解能力。 所以可以通過調節操作壓力、溫度, 從而可減小雜質使中葯有效成分高度富集,產品外觀大為改善, 萃取效率高, 且無溶劑殘留。
3、根據中醫辨證論治理論, 中葯復方中有效成分是彼此制約、協同發揮作用的。超臨界二氧化碳萃取不是簡單地純化某一組分, 而是將有效成分進行選擇性的分離, 更有利於中葯復方優勢的發揮。
4. 超臨界CO2還可直接從單方或復方中葯中提取不同部位或直接提取浸膏進行葯理篩選,開發新葯,大大提高新葯篩選速度。同時,可以提取許多傳統法提不出來的物質,且較易從中葯中發現新成分,從而發現新的葯理葯性,開發新葯。
5、二氧化碳無毒、無害、不易燃易爆、粘度低 ,表面張力低、沸點低, 不易造成環境污染。
6、通過直接與GC、IR、MS、LC等聯用 ,客觀地反映提取物中有效成分的濃度,實現中葯提取與質量分析一體化。
7. 提取時間快、生產周期短。超臨界CO2提取(動態)循環一開始,分離便開始進行。一般提取10分鍾便有成分分離析出,2一4小時左右便可完全提取。同時,它不需濃縮等步驟,即使加入夾帶劑,也可通過分離功能除去或只是簡單濃縮。
8. 超臨界CO2萃取,操作參數容易控制,因此,有效成分及產品質量穩定。
9. 經葯理、臨床證明,超臨界CO2提取中葯,不僅工藝上優越,質量穩定且標准容易控制,而且其葯理、臨床效果能夠得到保證。
10. 超臨界CO2萃取工藝,流程簡單,操作方便,節省勞動力和大量有機溶劑,減小三廢污染,這無疑為中葯現代化提供了一種高新的提取、分離、制備及濃縮新方法。
另外,超臨界流體結晶技術中的RESS過程、GAS過程等可制備粒徑均勻的超細顆粒,從而可制備控釋小丸等劑型,可用來制備中葯新劑型。
超臨界萃取技術除了在中葯有效成分的提取方面有著明顯的優勢之外,它還在食品、化工和生物工程方面有著廣泛的應用。
(三).超臨界流體技術在其他方面的應用
1. 在食品方面的應用
目前已經可以用超臨界二氧化碳從葵花籽、紅花籽、花生、小麥胚芽、可可豆中提取油脂,這種方法比傳統的壓榨法的回收率高,而且不存在溶劑法的溶劑分離問題。
2. 在醫葯保健品方面的應用
在抗生素葯品生產中,傳統方法常使用丙酮、甲醇等有機溶劑,但要將溶劑完全除去,又不是要變質非常困難。若採用SCFE法則完全可符合要求。
另外,用SCFE法從銀杏葉中提取的銀杏黃酮,從魚的內臟,骨頭等提取的多烯不飽和脂肪酸(DHA,EPA),從沙棘籽提取的沙棘油,從蛋黃中提取的卵磷脂等對心腦血管疾病具有獨特的療效
3. 天然香精香料的提取
用SCFE法萃取香料不僅可以有效地提取芳香組分,而且還可以提高產品純度,能保持其天然香味,如從桂花、茉莉花、菊花、梅花、米蘭花、玫瑰花中提取花香精,從胡椒、肉桂、薄荷提取香辛料,從芹菜籽、生薑,莞荽籽、茴香、砂仁、八角、孜然等原料中提取精油,不僅可以用作調味香料,而且一些精油還具有較高的葯用價值。 啤酒花是啤酒釀造中不可缺少的添加物,具有獨特的香氣、清爽度和苦味。傳統方法生產的啤酒花浸膏不含或僅含少量的香精油,破壞了啤酒的風味,而且殘存的有機溶劑對人體有害。超臨界萃取技術為酒花浸膏的生產開辟了廣闊的前景。
4. 在化工方面的應用
在美國超臨界技術還用來制備液體燃料。以甲苯為萃取劑,在Pc=100atm, Tc=400-440℃條件下進行萃取,在SCF溶劑分子的擴散作用下,促進煤有機質發生深度的熱分解,能使三分之一的有機質轉化為液體產物。此外,從煤炭中還可以萃取硫等化工產品。
美國最近研製成功用超臨界二氧化碳既作反應劑又作萃取劑的新型乙酸製造工藝。俄羅斯、德國還把SCFE法用於油料脫瀝青技術。
此外,朝臨界萃取還可以用於提取茶葉中的茶多酚;提取銀杏黃酮、內酯;提取桂花精和米糖油。
四、超臨界流體萃取技術的展望
中葯為我國傳統醫葯,用中葯防病治病在我國具有悠久的歷史。由於化學葯品的毒副作用逐漸被人們所認識及合成一個新葯又需巨大的投資,西醫西葯對威脅人類健康的常見病、疑難病的治療葯物還遠遠不能滿足臨床的需要,因此,全世界范圍內掀起了中醫中葯熱。
中葯在我國作為天然葯物不但應用歷史悠久。產量又居世界第一,然而,就目前世界天葯物的貿易額看.我國僅佔18%左右。究其原因,主要是產業現代化工程技術水平不高,制備工藝和劑型現代化水平還很落後等因素所制約。為此,要改變現狀必需從提取分離工藝、制劑工藝現代化。質量控制標准化、規范化上下手。面對科學技術,特別是醫葯工業的迅猛發展,國際間醫葯學術交流活動的日益頻繁以及葯品市場競爭越來越激烈,實現中葯現代化,與國際接軌,已成為中醫葯工作者的共識。
在現代社會,中葯生產中的大桶煮提、大鍋蒸熬及匾、勺、缸類生產器具當家的狀況大為改善,進而出現不銹鋼多功能提取罐、外循環蒸發、多效蒸發器,流化乾燥器等設備,中成葯的劑型也有較大的發展,由丸、散、膏、丹劑為主發展成為具有顆粒劑、片劑、膠囊劑、口服液及少量粉針等劑型。然而,我國現階段創制的中成葯還難以在國外注冊、合法銷售與使用。從目前全世界天然葯物的貿易額來看,中國僅佔l%左右,與天然葯物主產國的地位極不相稱。其原因主要是產業現代工程技術水平不高,制備工藝和劑型現代化方面還很落後;生產過程的許多方面缺乏科學的、嚴格的工藝操作參數,不僅導致了消耗高、效率低,而且還出現有效成分損失、療效不穩定、劑量大服用不方便、產品外觀顏色差、內在質量不穩定;同時還出現缺少系統的量化指標,大多數產品缺乏療效基本一致的內在質量標准;許多復方制劑還難以搞清楚其作用的物質基礎。"丸、散、膏、丹,神仙難辨" 的狀況尚未根本改變。要改變這種現狀,讓西方醫葯界接受中葯,增強中葯在國際市場上的競爭地位,主要途徑是,以中葯理論為指導,採用先進的技術,實現中葯現代化。中葯產品現代化的重點可簡單地用8個字來描述,即"有效、量小、安全、可控"。實際上,它涉及范圍十分廣泛,要解決的問題比較復雜,但首先最關鍵的問題就是要提取分離工藝、制劑工藝現代化,質量控制標准化、規范化。為此,許多醫葯專家多次提出要採用超臨界流體技術、膜分離技術、冷凍乾燥技術、微波輻射誘導萃取技術、緩控釋制劑技術、各種先進的色譜、光譜分析等先進技術,進行中葯研究開發及產業化。
中葯生產現代化和質量標准科學化是發展中葯,走向世界的關鍵.在中葯研製和開發中,必須遵循「三效「(速效、高效、長效),"三小"(劑量小、副作用小、毒性小),"五方便"(生產、運輸、儲藏、攜帶、使用方便)為目的之原則.為此,必須選用一些現代高新工藝技術.近年發展的SFE技術用於提取天然葯物中的有效成分,特別適合對濕熱不穩定的物質,又無殘留溶劑、無回收溶劑造成環境污染的缺陷,而且提取速度快、可縮短生產周期。無疑是既可提高收率及產品純度、又可降低成本的一種高新技術可推廣使用.但是因為本法採取的萃取劑均為脂溶性,所以對極性偏大或分子量偏大(一般大於500時)的有效成分提取收率較差,今後必須在選用合適夾帶劑加入方面下功夫.當然,國外已有報道應用全氟聚醚碳酸銨可使SFE法擴展到水溶性體系,使難以提取的強極性化合物如蛋白等成分由SFE法萃取.近年來SFE技術又與色譜、質譜、高壓液相色譜等高新分析儀器聯用,成為一種有效的分離、分析手段,能高效、快速地進行葯物成分的分析。使一些中葯制劑能藉此制訂出能指導生產操作和反映產品內在質量均一性、有效性、穩定性、重現性的可控指標,實施質量標推科學化.
目前 SFE主要用在天然葯物中有效成分的萃取,而且多用於單個葯物中純天然成分提取.我們認為對我國應用歷 史悠久的古方中一些中成葯復方制劑,以及許多中葯中具很強葯理活性,參與生命功能活動的多糖成分.也應該進行採用SFE提取工藝的研究與新葯開發,這也是使中葯與國際接軌,實現中葯現代化的必經之路。
在超臨界流體技術中,研究及開發應用較多的是超臨界流體萃取技術,由於其自身的特點,國內外已廣泛應用於食品、香料等領域。我國有豐富的自然資源,超臨界萃取技術有極大的推廣價值。有些交通不發達的山區,特產資源十分豐富,尤其盛產中草葯材。處理這些葯材,要用相當大的裝置,且運輸不便,如能在這些山區建立CO2超臨界萃取設備,可用以提取中葯中最為有用的精華部分,這不僅減少了大量的運輸成本,而且大大增強了重要的附加值。
而目前的中葯領域,國外或國內大多數從事SFE技術的單位研究開發應用雖有報道,但缺乏系統性,大多隻停留在中葯有效成分或中間原料提取方面,這僅僅是用於中葯的一個方面。中葯的研究與開發具有特殊性,即必須具有葯理臨床效果,因此,SFE技術用於中葯必須結合葯理臨床研究。只有工藝上優越,葯理臨床效果又保證或更好,SFE技術在該領域的生命力或潛力才能真正體現。
『伍』 分子生物萃取工藝的優勢
優勢是,萃取元素純度高,單個元素分子小,提取速度更快,可分離種類更多。
生物萃取技術是結合傳統萃取和超生波分離技術改進創新的一種生物有效成分和元素的提取辦法,其提取的動物或植物有效成份,通過雙膜篩選,其分鋒槐子大小正符合人體細胞吸收范圍,所以採用本技術的提取的元螞拍素,可以使人體吸收率提高3-5倍,故被廣泛用於葯品、保健品、食品等領域,萃取的目的就是要分銀物友離提純一種物質,原理是被提純的物質在原溶劑和萃取劑中的溶解度差異,一般上是被提純的物質在原溶劑中的溶解度小於在萃取劑中的溶解度,以至於被提純的物質最終溶解在萃取劑中,達到分離提純的目的。
『陸』 什麼是中葯萃取技術
中葯萃取技術應該就是指SFE(超臨界萃取技術)。
超臨界流體萃取的原理是,一種氣體當溫度和壓力均超過其相應臨界點值時形成流體狀態,散歷稱超臨界流體,它接近於液體一樣的密度,具有較高萃取分離能力,從而能達沖橘搜到提取分離有效成分的目的。
具體的請看http://ke..com/view/31018.htm
SFE近年來是中葯現代化的熱門話題,其效果相較傳統提取工藝有很大提高,但是SFE也有自己的局限性,比如設備的問題,因為是高壓設備(一般都在300公斤左右,甚至更高),所以設備要求比較苛刻;其次SFE主要針對有揮發油及常規提取方法不易提取(如高溫破壞其葯物成分)或提取率很低的中葯,通常是固態葯物,但對於液態的目標物效果不理想或不明確。
以上僅是一家之言,希望對你有所幫助,有興趣的話伍逗,可以進一步深挖。
『柒』 梯度pH萃取法適用於哪些中葯化學成分的分離
適用於:
三類化合物做初步分離:蒽醌(例如:大黃)、黃酮(例如:槐角)和生物鹼(例如:苦參)。當然,具體的pH梯度和萃取使用的溶劑需要選擇一下。
ph梯度萃取法是分離酸性、鹼性、兩性成分常用的手段。
ph變化改變了它們的存在狀態(游離型或解離型),從而改變了它們在溶劑系統中的分配系數。大體上有三類化合物使用上述方法做初步分離:蒽醌(例如:大黃)、黃酮(例如:槐角)和生物鹼(例如:苦參)。
(7)生物萃取技術在中葯中有什麼作用擴展閱讀:
原理就是每個分子有不同的pKa,導致某一pH下各分子的電離情況不同,當某分子呈電中性的時候它最容易從溶液中析出。所以通過反復調pH,可以在不同pH下得到各個不同的組分。
蒽醌的alpha和beta位的酚羥基酸性不同,alpha位羥基可以與羰基形成氫鍵,酸性弱於beta位,所以用5%NaHCO3得到含兩個(或以上)beta羥基的蒽醌,用5%Na2CO3萃取到含有一個beta羥基的蒽醌,用0.1%NaOH 得到含有酚羥基的蒽醌,用5%NaOH萃取含alpha羥基的蒽醌。
『捌』 急啊!萃取技術和膜分離分別在生物或食品和研究中的應用
萃取是把兩種溶搏州侍解度不同並且互相不溶的液體分離出來,可用於化學基吵工業中的物質跡櫻提純
呵呵,我就知道這么多,不好意思,幫不了你
『玖』 梯度pH萃取法適用於哪些中葯化學成分的分離
適用於:三類化合物做初步分離:蒽醌、黃酮(槐角)和生物鹼(例如:苦參)。當然,具體的pH梯度和萃取使用的溶劑需要選擇一下。
液-液萃取技術利用樣品中不同組分分配在兩種不混溶的溶劑中溶解度或分拿宏模配比的不同來達到分離、提取或純化的目的。Nemat分配定律指出:物質將分配在消緩兩種不混溶的液相中。
如果以有機溶劑和水兩相為例,將含有有機物質的水溶液用有機溶劑萃取時,有機化合物就在這兩相間進行分配。
(9)生物萃取技術在中葯中有什麼作用擴展閱讀:
微萃取:
採用0.001-0.01范圍的相比率值(V)進行萃取過程。與傳統的液 - 液萃取相比,它採用小體積有機溶劑。微萃取提供的回收率較差,但是在有機相中的欲測物質的絕穗濃縮大大地增高。此外,使用的溶劑量也大大地減少。
在容量瓶中進行萃取,可以選擇比水密度低的有機溶劑,結果有機溶劑積累在瓶頸部分並且便於抽取它們。在有機相中的被測物質的濃縮可以通過鹽析作用得到加強。可以採用樣品加入內標和萃取校正標準的方法進行測定。