CN102921186A

CN102921186A - 亚临界流体萃取分离中药成份的方法

Info

Publication number: CN102921186A
Application number: CN2012103450383A
Authority: CN
Inventors: 刘启民; 程桂茹
Original assignee: Changchun University of Technology
Current assignee: Changchun University of Technology
Priority date: 2012-09-18
Filing date: 2012-09-18
Publication date: 2013-02-13

Abstract

一种亚临界流体萃取分离中药成份的方法，属于精细化工技术领域，采用不同极性的溶剂，按照溶剂极性从弱到强的次序在亚临界状态下分步骤萃取分离不同的中药成分。本发明提供的方法，可以系统地对中药中的各种成份进行提取分离，适合工业化生产，并且全工艺过程在接近室温下进行，有效地防止了热敏性物质的氧化和逸散，最大限度地保持了中药植物的有效成分。

Description

亚临界流体萃取分离中药成份的方法

技术领域

本发明属于精细化工技术领域，具体涉及一种分离中药成份的方法。

背景技术

中草药所含成分十分复杂，既有有效成分，又有无效成分和有毒成分。为了提高中草药的治疗效果，就要尽最大限度提取有效成分，去除无效成分及有毒成分。因此，中草药提取对于提高中药制剂的内在质量和临床疗效最为重要。在《中华人民共和国药典》（2010年版）中，除保留了2005版中已经收录的31种中药提取物外，还增列了16种提取物。

国家药典收录中药提取物，显示出了国家对中药提取物的重视。作为从中药产业中分化出来的新兴领域，中药提取物体现了中药产业的技术进步和中药现代化的要求。中药提取物的产业化将有助于提高中药材的附加值，促进中成药生产分化为原料生产和制剂生产两部分，进而形成中药原料提取物产业，通过这种专业化分工，有利于中药走向国际市场。

传统的中药提取方法（如煎煮法。回流法、浸渍法。渗漉法等）在保留有效成分，去除无效成分方面，存在着有效成分损失大、周期长、工序多，提取率不高等缺点，近10年来，在中药提取方面出现了许多新技术、新方法。

超临界萃取可以在接近室温下进行提取，有效地防止了热敏性物质的氧化和逸散。因此，在萃取物中保持着药用植物的有效成分，而且能把高沸点、低挥发性、易热解的物质在远低于其沸点温度下萃取出来，这一特点决定了其应用范围十分广阔。如在医药工业中，可用于中草药有效成份的提取，热敏性生物制品药物的精制，及脂质类混合物的分离等。

目前超临界萃取主要研究与应用的流体是二氧化碳，而对于其它流体的研究与应用则很少。二氧化碳是一种非极性流体，对于很多极性较强的成份溶解能力明显不足，为解决这个问题，研究人员更多地考虑使用提携剂（也称夹带剂、共溶剂），但这样就在提取物中引入了提携剂，而提携剂却并不是容易去除干净的。

发明内容

本发明的要解决的技术问题是提供一种亚临界流体萃取分离中药成份的方法，采用不同极性的溶剂，按照溶剂极性从弱到强的次序在亚临界状态下萃取分离不同的中药成分。

本发明采用的设备与目前普遍应用的超临界萃取设备的原理相同，装置主要由萃取釜、分离釜、精镏柱、高压泵、副泵、制冷系统、贮罐、换热系统、净化系统、流量计、温度、压力控制（保护）系统等组成，需详细了解可参考相关专著或文献或超临界萃取设备厂家的说明书，本文中不再进行说明。

本发明采取的技术方案为：

把经过预先洗净干燥好的中药原料进行粉碎，并按照以下步骤进行处理：

步骤1、被萃取的原料置入萃取釜中，对容器抽真空，使容器内压力为负压，通入氮气以赶尽残留的空气，再次抽真空，注入非极性萃取溶剂进行萃取，萃取压力大于对应萃取温度下萃取溶剂的饱和蒸气压，以保证萃取溶剂为液态；由于提高压力能够增强萃取溶剂的溶解能力，所以在设备及运行成本允许的条件下，萃取压力高效果更好。在萃取釜中，被萃取原料中的部分成份溶入萃取溶剂，将萃取溶剂送入分离釜，由于分离压力低于对应温度下萃取溶剂的饱和蒸气压，萃取溶剂汽化，原本溶解的成份析出，萃取结束后，将分离釜中的产物取出或切换分离釜，萃取釜中的中药原料再进行下一步骤的萃取；

本步骤中非极性萃取溶剂是指：二氧化碳或甲烷或乙烷或丙烷或丁烷或乙烯或丙烯，优选二氧化碳或丙烷；

本步骤中萃取出来的中药成份主要是非极性成份或弱极性成份，主要有烃类（萜烯类精油成份等）、醚类、醇类、部分酚类胺类、部分醛类羧酸类、酯类等化合物。由于中药成份的复杂性，我们不能明确更详细的成份组成。

步骤2、萃取釜中保留上一步骤萃取后的中药原料，对容器抽真空，使容器内压力为负压，通入氮气以赶尽残留的空气，再次抽真空，注入弱极性萃取溶剂进行萃取，萃取压力大于对应萃取温度下萃取溶剂的饱和蒸气压，以保证萃取溶剂为液态，由于提高压力能够增强萃取溶剂的溶解能力，所以在设备及运行成本允许的条件下，萃取压力高效果更好，在萃取釜中，被萃取原料中的部分成份溶入萃取溶剂，将萃取溶剂送入分离釜，由于分离压力低于对应温度下萃取溶剂的饱和蒸气压，萃取溶剂汽化，原本溶解的成份析出。萃取结束后，将分离釜中的产物取出或切换分离釜，萃取釜中的中药原料再进行下一步骤的萃取；

本步骤中弱极性萃取溶剂是指：二氯二氟甲烷或一氯三氟甲烷或二氯氟甲烷或三氯氟甲烷或1，2-二氯四氟乙烷，优选二氯二氟甲烷或一氯三氟甲烷；

本步骤中萃取出来的中药成份主要是弱极性成份或中等极性成份，主要有残留的烃类和醇类、部分醛类羧酸类、部分胺类和酰胺类、部分多酚类、部分黄酮类等化合物。由于中药成份的复杂性，我们不能明确更详细的成份组成。

步骤3、萃取釜中保留上一步骤萃取后的中药原料，对容器抽真空，使容器内压力为负压，通入氮气以赶尽残留的空气，再次抽真空，注入中等极性或极性萃取溶剂进行萃取，萃取压力大于对应萃取温度下萃取溶剂的饱和蒸气压，以保证萃取溶剂为液态。由于提高压力能够增强萃取溶剂的溶解能力，所以在设备及运行成本允许的条件下，萃取压力高效果更好。在萃取釜中，被萃取原料中的部分成份溶入萃取溶剂，将萃取溶剂送入分离釜，由于分离压力低于对应温度下萃取溶剂的饱和蒸气压，萃取溶剂汽化，原本溶解的成份析出。萃取结束后，将分离釜中的产物取出或切换分离釜，萃取釜中的中药原料再进行下一步骤的萃取。

本步骤中中等极性或极性萃取溶剂是指：二甲醚或甲乙醚或氧化二氮，优选二甲醚或氧化二氮。

本步骤中萃取出来的中药成份主要是极性成份，主要有残留多酚和黄酮类、胺类、酰胺类、部分皂苷类、部分木质素类等化合物。由于中药成份的复杂性，我们不能明确更详细的成份组成。

步骤4、萃取釜中保留上一步骤萃取后的中药原料，对容器抽真空，使容器内压力为负压，通入氮气以赶尽残留的空气，再次抽真空，注入离子性萃取溶剂进行萃取，萃取压力大于对应萃取温度下萃取溶剂的饱和蒸气压，以保证萃取溶剂为液态。由于提高压力能够增强萃取溶剂的溶解能力，所以在设备及运行成本允许的条件下，萃取压力高效果更好。在萃取釜中，被萃取原料中的部分成份溶入萃取溶剂，将萃取溶剂送入分离釜，由于分离压力低于对应温度下萃取溶剂的饱和蒸气压，萃取溶剂汽化，原本溶解的成份析出，萃取结束后，将分离釜中的产物取出，萃取釜中的中药原料取出废弃或另行处理；

本步骤中离子性萃取溶剂是指：液氨。

本步骤中萃取出来的中药成份主要是极性成份，主要有残留的皂苷类、氨基酸及多肽、单糖双糖和低聚糖、木质素等化合物。由于中药成份的复杂性，我们不能明确更详细的成份组成。

亚临界萃取过程控制条件主要有萃取压力、萃取温度、流量、分离压力、分离温度、萃取时间。萃取压力大于对应萃取温度下萃取溶剂的饱和蒸气压，以保证萃取溶剂为液态。由于提高压力能够增强萃取溶剂的溶解能力，所以在设备及运行成本允许的条件下，萃取压力高效果更好。分离压力低于对应温度下萃取溶剂的饱和蒸气压，以使萃取溶剂汽化，原本溶解的成份析出。由于亚临界流体种类、性质的不同，萃取压力差异很大，如二氧化碳、氧化二氮在室温下需要较高的压力才能液化（约7MPa），而丙烷在室温下约1MPa压力就液化了。为了不破坏中药成分，萃取温度一般控制在50-60℃以下，尽可能在室温下进行。同样为了不破坏中药成分，分离温度也不宜太高，一般控制在40-50℃以下。流量主要由设备当中高压泵的性能决定，一般不易调节，需要加大流量时，应更换高压泵。正常的超临界萃取设备配置条件下，一般萃取1-2小时即可满足希望达到的萃取率，延长时间效果有限。对于具体的中药品种，当优化亚临界萃取条件时，要依据具体的技术、经济指标来考量，这已超出本专利的范围。

本发明提供的方法，可以系统地对中药中的各种成份进行提取分离，适合工业化生产，并且全工艺过程在接近室温下进行，有效地防止了热敏性物质的氧化和逸散，最大限度地保持了中药植物的有效成分。本方法对于中药产业的现代化具有重要意义。

具体实施方式

我们采用本发明的方法对酒花进行了系统的提取分离研究，并以此作为实施例详细说明本发明。中药的种类非常多，组成成份也有着很大的差别，但这不影响本发明方法的应用，因此本发明可用于各种中药的提取分离。熟悉本专业的技术人员，完全可以将本发明的方法用于处理其它中药，只是对于不同的中药品种，在相同步骤中得到的提取物成份上有差别。

另外，对于具体的中药品种，根据我们关注的成份组成的不同，可以省略本发明技术方案中的一个或两个步骤，简化过程，降低生产成本。

实施例1：

步骤1、在1升的超临界萃取装置萃取釜中放入粉碎的酒花，压实，共放入酒花350克。对体系抽真空，使容器内压力为负压，通入氮气以赶尽残留的空气，再次抽真空，注入丙烷在亚临界条件下进行萃取。萃取压力4MPa，温度为室温，丙烷流量为6升/小时。一级分离器压力1MPa，温度为40℃；二级分离器压力0.5MPa，温度40℃，萃取时间2小时。萃取结束后，将分离釜中的产物取出，萃取釜中的中药原料再进行下一步骤的萃取。

本步骤中萃取得到浅绿色或黄色浸膏33克，经分析其中含有α酸41%、β酸38%、酒花精油6%。主要是弱极性成份。

步骤2、萃取釜中保留上一步骤萃取后的原料，对容器抽真空，使容器内压力为负压，通入氮气以赶尽残留的空气，再次抽真空，注入一氯三氟甲烷在亚临界条件下进行萃取。萃取压力5MPa，温度为室温，一氯三氟甲烷流量为6升/小时。一级分离器压力1.5MPa，温度为35℃；二级分离器压力0.7MPa，温度35℃，萃取时间2小时。萃取结束后，将分离釜中的产物取出，萃取釜中的原料再进行下一步骤的萃取。

本步骤中萃取得到膏状物6克，经分析其中含有α酸20%、β酸22%、酒花多酚10%。

步骤3、萃取釜中保留上一步骤萃取后的原料，对容器抽真空，使容器内压力为负压，通入氮气以赶尽残留的空气，再次抽真空，注入二甲醚在亚临界条件下进行萃取。萃取压力3MPa，温度为室温，二甲醚流量为6升/小时。一级分离器压力0.6MPa，温度为35℃；二级分离器压力0.3MPa，温度35℃，萃取时间2小时。萃取结束后，将分离釜中的产物取出，萃取釜中的原料再进行下一步骤的萃取。

本步骤中萃取得到膏状物18克，经分析其中含有酒花多酚43%，特别是酒花多酚中黄腐酚含量为23%。

步骤4、萃取釜中保留上一步骤萃取后的原料，对容器抽真空，使容器内压力为负压，通入氮气以赶尽残留的空气，再次抽真空，注入液氨在亚临界条件下进行萃取。萃取压力2.5MPa，温度为室温，液氨流量为6升/小时。一级分离器压力0.5MPa，温度为40℃；二级分离器压力0.2MPa，温度40℃，萃取时间2小时。萃取结束后，将分离釜中的产物取出，萃取釜中的原料取出。

本步骤中萃取得到膏状物21克，经分析其中含有糖类化合物。

实施例2：

步骤1、在1升的超临界萃取装置萃取釜中放入粉碎的酒花，压实，共放入酒花350克。对体系抽真空，使容器内压力为负压，通入氮气以赶尽残留的空气，再次抽真空，注入二氧化碳在亚临界条件下进行萃取。萃取压力10MPa，温度为室温，二氧化碳流量为6升/小时。一级分离器压力5MPa，温度为40℃；二级分离器压力3MPa，温度40℃，萃取时间2小时。萃取结束后，将分离釜中的产物取出，萃取釜中的中药原料再进行下一步骤的萃取。

本步骤中萃取得到浅绿色或黄色浸膏35克，经分析其中含有α酸45%、β酸40%、酒花精油5%。主要是弱极性成份。

步骤2、以下同实施例1。

实施例3：

步骤1、同实施例1。

步骤2、萃取釜中保留上一步骤萃取后的原料，对容器抽真空，使容器内压力为负压，通入氮气以赶尽残留的空气，再次抽真空，注入二氯二氟甲烷在亚临界条件下进行萃取。萃取压力3MPa，温度为室温，二氯二氟甲烷流量为6升/小时。一级分离器压力0.6MPa，温度为35℃；二级分离器压力0.3MPa，温度35℃，萃取时间2小时。萃取结束后，将分离釜中的产物取出，萃取釜中的原料再进行下一步骤的萃取。

本步骤中萃取得到膏状物6.2克，经分析其中含有α酸20%、β酸21%、酒花多酚9.5%。

步骤3、以下同实施例1

实施例4：

步骤1、步骤2同实施例1。

步骤3、萃取釜中保留上一步骤萃取后的原料，对容器抽真空，使容器内压力为负压，通入氮气以赶尽残留的空气，再次抽真空，注入氧化二氮在亚临界条件下进行萃取。萃取压力10MPa，温度为室温，氧化二氮流量为6升/小时。一级分离器压力6.0MPa，温度为38℃；二级分离器压力3.0MPa，温度35℃，萃取时间2小时。萃取结束后，将分离釜中的产物取出，萃取釜中的原料再进行下一步骤的萃取。

本步骤中萃取得到膏状物20克，经分析其中含有酒花多酚41%，特别是酒花多酚中黄腐酚含量为20%。

步骤4同实施例1。

Claims

1.一种亚临界流体萃取分离中药成份的方法，其特征包括以下步骤完成：

（1）被萃取的原料置入萃取釜中，对容器抽真空，使容器内压力为负压，通入氮气以赶尽残留的空气，再次抽真空，注入非极性萃取溶剂进行萃取，萃取压力大于对应萃取温度下萃取溶剂的饱和蒸气压，以保证萃取溶剂为液态，在萃取釜中，被萃取原料中的部分成份溶入萃取溶剂，将萃取溶剂送入分离釜，萃取溶剂汽化，原本溶解的成份析出；

（2）萃取釜中保留上一步骤萃取后的中药原料，真空处理同步骤1，注入弱极性萃取溶剂进行萃取，萃取压力大于对应萃取温度下萃取溶剂的饱和蒸气压，以保证萃取溶剂为液态，在萃取釜中，被萃取原料中的部分成份溶入萃取溶剂，将萃取溶剂送入分离釜，萃取溶剂汽化，原本溶解的成份析出；

（3）萃取釜中保留上一步骤萃取后的中药原料，真空处理同步骤1，注入中等极性或极性萃取溶剂进行萃取，萃取压力大于对应萃取温度下萃取溶剂的饱和蒸气压，以保证萃取溶剂为液态，在萃取釜中，被萃取原料中的部分成份溶入萃取溶剂，将萃取溶剂送入分离釜，萃取溶剂汽化，原本溶解的成份析出；

本步骤中中等极性或极性萃取溶剂是指：二甲醚或甲乙醚或氧化二氮，优选二甲醚或氧化二氮；

（4）萃取釜中保留上一步骤萃取后的中药原料，真空处理同步骤1，注入离子性萃取溶剂进行萃取，萃取压力大于对应萃取温度下萃取溶剂的饱和蒸气压，以保证萃取溶剂为液态，在萃取釜中，被萃取原料中的部分成份溶入萃取溶剂，将萃取溶剂送入分离釜，萃取溶剂汽化，原本溶解的成份析出，萃取釜中的中药原料取出废弃或另行处理；

本步骤中离子性萃取溶剂是指：液氨。

2.根据权利要求1所述的亚临界流体萃取分离中药成份的方法，其特征在于：非极性萃取溶剂是指二氧化碳或丙烷。

3.根据权利要求1所述的亚临界流体萃取分离中药成份的方法，其特征在于：中弱极性萃取溶剂是指二氯二氟甲烷或一氯三氟甲烷。

4.根据权利要求1所述的亚临界流体萃取分离中药成份的方法，其特征在于：中等极性或极性萃取溶剂是指二甲醚或氧化二氮。