中药提取技术

1、简述生物酶辅助提取中药成分的原理

答：酶解破壁

有效成分的提取

中药的生物酶辅助提取法是在传统提取方法的基础上，根据植物药材细胞壁的构成，利用酶反应所具有的极高催化活性和高度专一性等特点，选择相应的生物酶，将细胞壁的组成成分纤维素、半纤维素、果胶质等水解，从而使植物细胞内有效成分更容易溶解、扩散的一种提取方法。

2、酶解技术在中药提取中的应用

（一）多糖 甘草多糖的酶辅助提取

运用正交设计法设计酶法提取工艺，采用分光光度法测定多糖含量。

多糖的酶及超声联合提取 采用正交试验,优化玉米须多糖的酶及超声提取方案,并研究这两种方案的结合效果.结果三种提取工艺中联合提取多糖得率最高,酶辅助提取次之,超声提取最低.结论联合提取是一条高效的提取路线.

（二）、酶解技术在中药成分转化中的应用
研究证明,白藜芦醇具有抗菌、抗癌、抗炎、抗过敏、降血脂和抗氧化等多方面的药理活性,是目前研究较热门而有希望的抗癌药剂之一。
白藜芦醇在虎杖中主要以苷的形式存在,因此,作者考虑将白藜芦醇苷转化成白藜芦醇苷元,这将大大提高白藜芦醇的得率。（虎杖提取用乙醇）

（三）、酶解技术在中药提取液精制与纯化的应用

中药水提液含有多种类型的杂质，如淀粉、蛋白质、鞣质、果胶等。采用常规提取法时，煎煮过程中药材里的蛋白质遇热凝固、淀粉糊化，影响有效成分煎出，分离困难。针对中药水提液中所含的杂质类型，采用相应酶将其降解为小分子物质或分解除去，可解决上述问题，并改善中药口服液、药酒等液体制剂的澄清度，提高成品质量

3.利用酶解法、超声波法、微波法、超高压法提取多糖或黄酮类成分的设计方案。

酶解法-----单因素考查法：（一）温度

（二）酶用量

酶解温度55，pH6.5酶解2小时纤维素酶

（三）酸碱度

固定：纤维素酶的量，酶解温度，时间2h，考查pH影响。

（四）酶解时间

固定：纤维素酶量，酶解温度55pH6.5，考查不同时间

正交实验设计

由表中可知，各因素对提取效果的影响顺序依次为A＞B ＞ C即酶解温度酶解时间达到极显著水平（P0.05）最佳工艺组合为A2B2C3

超声波法

超声提取青蒿多糖的工艺优化

• 在单因素实验的基础上(最优条件为:温度60℃,功率80W,固液比1:30,提取时间30min),按表1影响因子及水平进行实验,测定结果见表2。

微波法-----水黄芪苷提方案设计选用L9(34)正交设计进行实验,因素水平安排见表1

超高压法----结果与数据分析: 在单因素试验的基础上, 按照尽量减少试验次数和寻求设计最优的原则, 选择提取压力(A )、溶剂体积分数(B) 和固液比

(C) 作为因素, 每个因素各取3 个水平, 正交试验方案及结果见表5。

（注意：此题没有答案，以上是从老师的课件复制下来的。看清题目，清楚自己需要写什么，不要把该抄不该抄的全抄了，总的一句这题自己执生啦！）

4、酶解提取技术的优势及存在问题

通过酶工程技术可在温和条件下对药效成分进行高选择性转化，不仅能克服工业常用提取方法中提取率低、工序复杂等问题，还能提高提取体系的澄清度、改变药材质地，同时可以在提取中改变原有天然成分结构，增加提取物的生理活性。且耗能低，降低生产成本，减少环境污染。因此，酶工程技术对中药有效成分的提取具有潜在的工业应用价值。

存在问题 酶法提取对实验条件要求较高，为使其发挥最大作用，需先经实验确定最适反应条件，如温度、pH及作用时间等。还需综合考虑酶及底物浓度、抑制剂和激动剂等对提取物的影响。酶反应个别目标成分的变化。酶与非目标产物的残留.酶制剂的标准

5、超声波提取的原理

提取原理

1）机械效应：超声波在介质中的传播可以使介质质点在其传播空间内产振动，从而强化介质的扩散、传质。

2)热效应：超声波在介质中传播过程是一个能量的传播和扩散过程，即超声波在溶剂传播过程中，其声能可以不断被溶剂的质点吸收，溶剂将所吸收能量的全部或大部分转变成热能，从而使溶剂本身和药材组织温度的升高，增大了药物有效成分的溶解度。（瞬时性）

3）空化效应：溶剂内都或多或少地溶解了一些微气泡，气泡在超声波的作用下产生振动，当声压达到一定值时，气泡由于定向扩散而增大，形成共振腔，然后突然闭合，这就是超声波的空化效应。

增大的气泡在闭合时会在其周围产生高达几千个大气压的压力，形成微激波，它可造成植物细胞壁及整个生物体的破裂，而且整个破裂过程在瞬间完成，有利于有效成分的溶出。

6、超声波提取的特点及存在问题

提取特点1）提取不需加热；2）提高了药物有效成分提取率；3）溶剂用量少；4）超声提取是物理过程，不影响大多数药物有效成分

超声提取存在的问题：（1）超声提取机制和影响因素尚有诸多问题待解决 ；（2）超声产业化专用设备尚需改进；（3）完整的大生产工艺尚需完善

7、微波提取的原理

微波是指波长从10-3 ~ 10-1 米,它介于红外线和无线电波之间。频率为300MHz-300GHz的电磁波。只有915MHz和2450MHz被广泛使用。微波中药辅助提取原理 微波辐射高频电磁波穿透提取介质，到达物料的内部维管束和腺胞系统。由于吸收微波能，细胞内部温度迅速上升，使其细胞内部压力超过细胞壁膨胀承受能力，细胞破裂。细胞内有效成分自由流出，在较低的温度条件下提取介质捕获并溶解。通过进一步过滤和分离，便获得提取物料.

8、微波提取的特点及存在问题

用溶剂提取中草药有效成分常用浸渍法、渗漉法、回流提取法及连续回流提取法等、从原理上来讲均可以加入微波进行辅助提取，使之成为高效中草药有效提取设备。

快：只需要几分钟就可以达到传统方法加热多个小时才能达到的萃取效果。

多：消除了热梯度，从而使提取质量大大提高，有效地药物功能成分。

由于微波可以穿透式加热，提取的时间大大节省。大大简化工艺流程。

微波提取没有热惯性，易控制，所有参数均可数据化，和制药现代化接轨。

溶剂用量少，减少排污，污染小。

微波提取物纯度高，可水提、醇提、脂提。适用广泛。

提取温度低，不易糊化，分离容易，后处理方便。节省能源.

溶剂用量少(可较常规方法少50％～90％)；

微波设备是用电设备，不需配备锅炉，无污染、安全、属于绿色工程；

生产线组成简单，节省投资；

不足：加热快速，瞬间达到的温度高，致使热敏性物质变性或失活。

«被分离的产物所处的位置需容易吸水，否则难以吸收足够的微波能将自身击破

存在问题：1、微博对不同植物细胞或组织有不同的作用，细胞内产物的释放也有一定的选择性；2、仅适用于热稳定的产物；3、被处理的物料具有良好的吸水性；4、有效成分提高，但对物料疗效有无影响，尚需进一步研究；5、该技术在中药中的应用，大多还是在实验室中进行。

9.微波萃取的工艺流程（简图）（答案不确定）

微波萃取工艺流程：
选料——清洗——粉碎——微波萃取——分离——浓缩——干燥——粉化——产品

微波萃取罐结构组成:内萃取腔、进液口、回流口、搅拌装置、微波加热腔、排料装置、微波源、微波抑制器。

10、超临界流体提取的原理

超临界流体萃取分离过程是利用其溶解能力与密度的关系，即利用压力和温度对超临界流体溶解能力的影响而进行的。在超临界状态下，流体与待分离的物质接触，使其有选择性地依次把极性大小、沸点高低和分子质量大小的不同成分萃取出来。然后借助减压、升温的方法使超临界流体变成普通气体，被萃取物质则自动完全或基本析出，从而达到分离提纯的目的，并将萃取分离的两个过程合为一体。

11、超临界流体萃取的优势及存在问题

优势：1．萃取和分离合二为一，当饱含溶解物的二氧化碳超临界流体流经分离器时，由于压力下降使得CO2与萃取物迅速成为两相（气液分离）而立即分开，不存在物料的相变过程，不需回收溶剂, 操作方便；不仅萃取效率高，而且能耗较少，节约成本。

2．压力和温度都可以成为调节萃取过程的参数。临界点附近，温度压力的微小变化，都会引起CO2密度显著变化，从而引起待萃物的溶解度发生变化，可通过控制温度或压力的方法达到萃取目的。压力固定，改变温度可将物质分离；反之温度固定，降低压力使萃取物分离；因此工艺流程短、耗时少。对环境无污染，萃取流体可循环使用，真正实现生产过程绿色化。

3．萃取温度低, CO2的临界温度为31.265℃ ,临界压力为 7.18MPa, 可以有效地防止热敏性成分的氧化和逸散，完整保留生物活性，而且能把高沸点，低挥发渡、易热解的物质在其沸点温度以下萃取出来。　

4. 临界CO2流体常态下是气体, 无毒, 与萃取成分分离后, 完全没有溶剂的残留, 有效地避免了传统提取条件下溶剂毒性的残留。同时也防止了提取过程对人体的毒害和对环境的污染, 100%的纯天然。

5．超临界流体的极性可以改变, 一定温度条件下, 只要改变压力或加入适宜的改性剂即可提取不同极性的物质, 可选择范围广。

存在问题：我国的超临界流体萃取技术的研究和应用状况不容乐观，主要表现在重复性研究多于实际应用，小规模试验多于大规模生产，设备制造商的经济收益大于设备使用企业的经济收益。

原因: 一是设备操作压力高，造价高，产品成本高，企业一次性投资风险大；二是超临界二氧化碳萃取性能的普遍适用性不高，它主要适用于非极性或弱极性化合物的提取，如油脂、挥发油等；三是目前国内所用的设备均属于简单萃取，而简单萃取方法无法生产高纯度产品，因而大部分产品附加值不高；四是不少企业对该技术及装备情况知之甚少，对其所生产产品的市场情况调查不够，在应用该技术及购置装备时存在较大盲目性。

12、超高压提取的原理

中药提取分两个过程：药材浸润和溶质溶解过程。就是溶剂通过药材颗粒表面进入细胞内,使细胞内部充满溶剂, 从而使其中的可溶物逐步溶解于溶剂中,形成溶液，溶质的扩散过程。

13、超高压提取的特点及存在问题

1.提取时间短；2.溶剂消耗少，完全封闭，没有溶剂的挥发消耗；3.提取效率高；4.节能，在升压阶段：流体压缩消耗消耗较小能量；在保压、卸压阶段，无能量消耗，也无能量传递。5.提取温度低；6.工艺操作简单、安全；7.提取液稳定性好；

14、吸附澄清技术的原理

现在运用吸附澄清技术可以部分代替中药水提醇沉工艺，而且提高了有效成分的含量，选择性地除去了无效成分，保证了成品质量的稳定性。原理如以下三方面：（一） 增加悬浮粒子沉降速度。（二）中和微粒的电荷与破坏其水化作用。（三）絮凝作用。

15、吸附澄清技术的特点及存在问题

特点：1、专属性强,有效成分保留高。2、澄清效果较佳；3、安全无毒，无污染；4、吸附澄清技术的工艺考查，吸附澄清技术主要应用于制备制剂的中药提取液的精制过程中。

存在问题：对于它的基础理论、作用机制以及吸附澄清剂的种类等尚缺乏系统、全面和深入的研究。吸附澄清技术多用于中药水提液的澄清,但对于其它溶媒系统溶解的成分是否适宜以及吸附澄清剂的选择是否适宜尚需进一步研究。

16、离心分离的原理

离心分离是通过离心机的高速运转,使离心加速度超过重力加速度的成千上万倍,而使沉降速度增加,以加速药液中杂质沉淀并除去的一种方法。其原理是利用混合液密度差来分离料液,比较适合于分离含难于沉降过滤的细微粒或絮状物的悬浮液。

17、离心分离法处理中药提取液中的优点

能很好地解决固液分离问题,尤其是中药复方药味多。有效成分(或部位)不甚明确时,本法能最大限度地保留有效成分,除去悬浮杂质,且无热处理过程,生产周期短。优点：缩短了工艺流程。节约了大量乙醇,生产更趋安全。减少有效成分丢失。

18.膜分离技术的分类（微滤、超滤、反渗透、纳滤P276-277）

分离膜的基本功能是从物质群中有选择地透过或输送特定的物质，如颗粒、分子、离子等。

或者说，物质的分离是通过膜的选择性透过实现的。几种主要的膜分离过程如表1所示。

19.各种膜分离技术的原理（微滤、超滤、反渗透、纳滤）

微滤（MF） 又称微孔过滤，它属于精密过滤，其基本原理是筛孔分离过程。在压力作为推动力的作用下，溶剂、水、盐类及大分子物质均能透过薄膜，而 超大分子、颗粒直径>膜孔径的物质均被滞留下来，以达到分离的目的，进一步使溶液净化。

超滤（UF）是介于微滤和纳滤之间的一种膜过程，膜孔径在0.05um至1nm分子量之间。超滤是一种能够将溶液进行净化、分离、浓缩的膜分离技术，超滤过程通常可以理解成与膜孔径大小相关的筛分过程。以膜两侧的压力差为驱动力，以超滤膜为过滤介质，在一定的压力下，当水流过膜表面时，只允许水及比膜孔径小的小分子物质通过，达到溶液的净化、分离、浓缩的目的。超滤是根据物料组份分子量的大小对溶液进行选择性的分离，分子量的范围由几千至几百万不等。主要应用于酶、蛋白质、多肽、细胞、病毒及多聚糖的纯化和浓缩，以及抗生素发酵液的澄清、脱色等领域。

反渗透（RO）是利用反渗透膜只能透过溶剂（通常是水）而截留离子物质或小分子物质的选择透过性，以膜两侧静压为推动力，而实现的对液体混合物分离的膜过程。反渗透过程就是在压力的推动下，借助于半透膜的截留作用，将溶液中的溶剂与溶质分离开来。

纳滤（NF）膜介于RO与UF膜之间，对NaCl的截留率较低，只对特定的溶质具有高脱盐率；如对钙、镁离子的截留率达96%以上，并可以有效去除水中含有的三卤甲烷中间体THM（加氯消毒时产生），用于饮用水的净化、软化。

纳滤可以截留分子量大于150-200的物质，而部分无机盐、小分子有机物和水则可以通过。

20.什么是浓差极化及膜污染？

浓差极化是指，当水透过膜并截留盐时，在膜表面会形成一个流速非常低的边界层，边界层中的盐浓度比进水本体溶液盐浓度高，这种盐浓度在膜面增加的现象叫做浓差极化。浓差极化会使实际的产水通量和脱盐率低于理论估算值。膜污染指处理物料中的微粒、胶体粒子或溶质大分子由于与膜存在物理化学相互作用或机械作用而引起的在膜表面或膜孔内吸附、沉积造成膜孔径变小或堵塞，使膜产生透过流量与分离特性的不可逆变化。

21.膜分离技术的主要应用在哪些方面？

膜分离是在20世纪初出现，20世纪60年代后迅速崛起的一门分离新技术。膜分离技术由于兼有分离、浓缩、纯化和精制的功能，又有高效、节能、环保、分子级过滤及过滤过程简单、易于控制等特征，因此，目前已广泛应用于食品、医药、生物、环保、化工、冶金、能源、石油、水处理、电子、仿生等领域，产生了巨大的经济效益和社会效益，已成为当今分离科学中最重要的手段之一。

22.大孔树脂应用的特点？

（1）、对有机物的选择性良好，无机盐存在非但不干扰吸附反而有利于吸附。

（2）、吸附剂的物理、化学稳定性高，机械强度好，经久耐用。

（3）、再生容易，一般用水、稀酸、稀碱加低碳醇、酮等有机溶剂洗脱即可。

（4）、根据不同要求，选择不同树脂品种，可适用多种化合物。

（5）、一般系小球状，液体阻力较小，使用方便。

（6）、树脂脱色能力强，效果接近活性炭。

23.大孔树脂色谱柱操作步骤？

操作步骤：树脂预处理→树脂上柱→药液上柱吸附→解吸→树脂的清洗、再生。