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工艺制备
 
工艺制备:中药动态提取及产业化研究进展 2011/6/10
   

                         中药动态提取及产业化研究进展

王晓武1    2   高瑞华3 1.江西省安福县人民医院药剂科  安福  2500142.江西中医学院  南昌  2500143.江西中医学院科技学院  南昌  250014

摘要:动态提取是一种新的中药提取工艺,也是中药提取发展的方向。本文归纳总结了国内相关文献报道,对其特点和发展状况,存在的问题及在中药产业化中的应用情况进行了综述。

关键词:中药  动态提取

中图分类号:R284.2              文献标识码:B          文章编号:1672-8351201102-0049-02

    要实现中药现代化,除了中草药的种植、质量监控和新药研制外,最主要的是中药的提取、浓缩、分离、干燥、造粒等操作过程。其中最关键的技术是中草药的提取、分离过程[1],所以说提取是中药制剂生产的首要环节和重要操作单元,其工艺的优劣直接影响到产品的质量。

1 我国目前中药提取产业的现状

    目前我国中药材提取工艺主要为静态提取,药材的提取停留在单台提取的水平,效率较低,属于间隙操作,劳动条件较差,与医药GMP要求相差甚远,和世界先进的天然药物提取水平差距巨大[2]。国内仅有少数厂家采用先进的超临界提取、层析、超滤等动态提取工艺,现有生产中常用的多能提取罐属静态提取,其结构较简单,提取时间较长,一罐药材提取约需一个生产班次,能耗也较高。

2 动态提取的特点

    和静态提取相比,动态提取是非常值得推广的,它是在增加药材表面积情况下,利用机械手段,采用强制循环方式,增加固液相接触,在动态下药材中的溶质向溶剂中的传递总保持相对浓度差,提高了溶出效率。中药动态提取技术还有助于改善工作环境、节约能源等。由于动态提取工艺不用对药材进行煮沸处理,因此,仅能耗就可节约50%以上;其整条生产线的物料采用管道化真空抽料方式,可避免物料在管道黏滞,符合GMP要求;并可有效地利用设备,使设备体积减小;使生产过程更加安全,并增加柔性;使生产线具有更好的操作环境;其适用范围较广,可用于水提取、醇提取、多次提取、芳香油提取等。

    杨瑛[3]等在对粉碎及动态提取对浸膏得率及主成分溶出量的影响研究中指出,动态提取时保持亚沸状态(90±5℃)能避免温度过高对有效成分的破坏,同时也部分减少了无用成分如淀粉、胶质类成分的溶出;在动态下提取能促进有效成分的溶解、加快溶出速度、减少溶剂用量。苗青[4]以麻黄碱含量为评价指标,比较了煎煮法和动态温浸提取法的提取效果。一份采用煎煮法,测得麻黄碱含量为433.5mg;另一份用动态温浸工艺,测得麻黄碱的含量为586.0mg,亦可见动态温浸提取具有扩散传质过程快、温度低,可避免因浸出时间过长而导致有效成分的分解破坏等优点。

3 中药动态提取发展阶段

    中药动态提取发展经历了动态提取、动态逆流提取、动态循环连续逆流提取三个阶段[5]

3.1动态提取阶段

    相对于浸渍法来讲,主要有渗漉法、回流法和多功能提取罐提取法。动态提取过程中物料和提取液始终处于运动状态中,利于它们充分接触和混合,可提高有效成分的提取率。同时,动态提取溶剂消耗少,温度低,提取物浓度高、品质好[6]

3.2动态逆流提取阶段

    此阶段是在动态提取的基础上,根据现代提取技术和工艺设备的要求发展起来的一种新的天然产物提取技术,它通过多个(或多段)提取单元之间物料和溶剂的合理的浓度梯度排列和相应的流程配置,结合物料的粒度、提取单元组数、提取温度和提取溶媒用量,循环组合,对物料进行提取的一种新技术。有效成分得率高,能连续作业,生产效率高,应用范围广,生产成本低。据资料统计,采用动态逆流提取天然产物有效成分的得率可提高1540%。提取时间可减少50%以上[7]

3.3动态循环连续逆流提取阶段

    20世纪90年代初开始应用,能降低溶剂对物料的绝对用量,实现了提取过程中物料与溶剂中有效成分的快速平衡,缩短了提取时间。其首先出现的是外循环式动态提取罐,其特点为外加热,外循环溶液动态提取,排渣口有滤网、滤板,可自身过滤,具多功能,可单罐提取,罐组顺流、逆流提取。1996年开始应用双向外加热式外循环动态提取罐,除了和锥式外循环动态提取罐特征一样外,还具有以下的特点:在罐体中央一圆柱式内加热器,外夹层分上下两段,蜂窝焊接,循环泵流量大,扬程低。        

    动态循环阶段逆流提取是通过多个提取单元之间物料和溶剂的合理的浓度梯度排列和相应的流程配置,结合物料的粒度、提取单元组数和提取温度,循环组合,对物料进行提取的一种新的技术。该提取工艺设计原理系利用固液两相的浓度梯度差,逐级将药料中有效成分扩散至起始浓度相对较低的套提溶液中,以最大限度转移物料中的溶解成分。

    应该注意的是无论哪种连续动态逆流提取机型其机内都有一定的持液量,而且在开停车阶段其整机的提取效率都相当低下,当被处理的固体物料批量小于机内持液量时,其经济性都不及间歇式提取器[8]。所以,在选择动态逆流提取装置时一定要注意其生产量和生产规模,根据实际情况进行选择,要与药厂日常的生产量相匹配,否则会造成不必要的浪费[9]

    实现自动化控制对中药提取产业化来说是非常重要的,相对而言就对提取的设备要求较高。中药动态提取的设备主要有罐组式动态逆流提取设备、螺旋式连续逆流提取设备、U型槽式逆流提取机、肯尼迪式连续逆流提取器等,其工作原理一般是将药物粉碎,加入动态提取罐中,然后加入规定量的水,在搅拌状态下煎煮提取,提取后的药、水混合物放入料液贮槽,由螺旋泵打入下卸料离心机进行药、水分离,然后再经过振动筛和管式离心机进一步分离,得到澄清的提取液由管道送入浓缩器中浓缩[10]

4 动态提取在现代中药提取生产中的应用 

    近年来,江西江中药业、山东绿叶制药等多家制药企业对中药动态提取技术进行了尝试。实践表明,这一新型提取技术既不改变传统中药提取的原有特点,同时又可保证中药有效组分群基本不变,且具有节能、得膏率高、可实现全自动控制等优点,对于解决中药提取工艺的现代化问题,不失为一个有效的手段[11]

    曾国顺[12]以中药何首乌片为例,以有效成分二苯乙烯苷的含量及于膏收率为评价指标,从整个工艺流程设计、设备两方面对中药静、动态提取工艺进行了比较。结果动态提取工艺苯乙烯苷平均含量为2.1%,固形物得率为36%;静态提取二苯乙烯苷平均含量为1.7%,固形物得率为33%,从而论证了动态水提取法具有得率高、省时、节能等优点。

    杨晓晨[13]等对红参微粉动态提取工艺初探微粉动态提取的最佳工艺为300目微粉,50℃提取,每次10min,在此条件下,与常规9℃热回流相比,人参皂苷Rgl+Re收率提高64.7%,并认为微粉动态提取技术提取时间短、温度低、有效成分提取率高,适合工业化推广应用。

    王溶溶[14]对鸡血藤动态逆流连续循环提取工艺的研究发现,由于使用了动态逆流连续循环工艺,在常温下使乙醇得以反复使用,最大程度地提高了乙醇利用率,因而乙醇用量从回流工艺的10倍量减少到动态逆流连续循环工艺的4倍量,故使生产过程中乙醇周转量和实际消耗量大大下降,因此,节省能耗,降低了生产成本,提高了生产的安全度。由于工艺对提取溶剂造成一组浓度梯度,使有效成分的转移率大大提高,达到84%以上,从而使产品质量得到了保证。

5 中药动态提取的不足

    中药动态提取技术是一门新兴的技术,其应用时间较短,目前还存在一些不足。动态提取的工艺流程增加了一些工序使设备投资增加,较传统工艺相比操作增多。提取的总浸出物增加使得后续分离操作必须增加设施,以保证固液分离的效果。动态提取对有些药材,如根茎类药材浸出效果突出,对另一些药材,如含淀粉类多的药材则要采取一些后续的固液分离措施。动态提取用于单方药材的浸出方便简单,用于复方药材提取则要摸索条件。由于设备制造因素,几乎所有的研究实例都是中试规模,实验室对该方法的研究比较少,限制了对该方法进行深入的基础研究,个别药材不易粉碎成粗粉[15]。因此,在整体水平上,动态提取工艺操作条件和与之相配套的便于自动化控制的设备还有待深入研究。

    总之,我们应该充分认识到动态提取的重要意义,在实际生产过程中,结合GMP的要求,不断完善工艺流程和生产设备,相信在不远的将来,中药动态提取会有快速的发展。

参考文献

[1]元英进,刘明言,董岸杰主编.中药现代化生产关键技术[M].北京:化学工业出版社,2002411-8).

[2]斯黎明.逆流动态中药提取工艺[J].医药工程设计杂志,2003244):23-24.

[3]杨瑛,罗新建,刘璇,.粉碎及动态提取对浸膏得率及主成分溶出量的影响研究[J]湖南中医杂志,2005215:66.

[4]苗青.药动态温浸工艺技术[J].中成药,2002242):136.

[5]韩丽,杨荣平,韦娟,等.中药动态提取工艺现状与展望[J].时珍国医国药,20092012):3160-3161.

[6]李忠德,夏庆.半逆流多级浸出工艺和连续逆流浸出工艺及设备选择[J].医药工程设计杂志,200324129-33

[7]韩丽.应用逆流提取与膜分离技术的中药注射剂新工艺研究[Z].博士论文,成都中医药大学,2003.05.01.

[8]周俊培.中药提取工艺和设备的选择[J].中国医药技术与市场,2O0556:44-47

[9]李希,谢守德,冯建安,等.动态逆流提取技术在中药提取中的应用[J].实用中医药杂志,20082412:806-808.

[10]卢晓江.中药提取工艺与设备[M].北京:化学工业出版社,2004:53.

[11]继成.中药现代生产新工艺:动态提取技术[J].中国制药信息,2006229:16.

[12]曾圉顺.中药静、动态提取工艺比较[J].中成约,1989113.

[13]杨晓强,任华荣,何立.红参微粉动态提取工艺初探[J].2006285:648-650.

[14]王溶溶.鸡血藤动态逆流连续循环提取工艺研究[J].中成药,2003255:358-359.

[15]杨晓晨,李惠玲.中药动态提取[J].时珍国医国药,2006178:1491.

 
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