超声波振动在中草药提取中的应用(综述)
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超声波技术在中药成分提取中的应用
中草药所含成分相当复杂,既有有效成分,也有无效成分。为了提高中草药的治疗效果,有必要提取其有效成分。提取直接关系到成品中有效成分的含量及其内在质量、床监测功效和经济效益。
目前,实际生产中常用的提取中草药有效成分的方法有浸渍法(常温浸渍法、温浸渍法、煎煮法)、渗漉法、回流法等。提取时间长,提取率低。随着现代科学技术的发展,超声波技术已经广泛应用于工业、农业、医学和卫生领域。由于该方法具有设备简单、操作方便、提取时间短、提取率高、节能、节省药材、无需加热等优点,在中草药成分提取中的应用越来越受到重视。本文综述了超声波技术在中草药成分提取中的应用以及在提取过程中应注意的问题。
1超声波技术提取中草药成分的理论基础
超声波是一种弹性机械振动滤波器,是超过听觉阈值的振动。它产生强烈的振动、高速、强烈的空化效应和搅拌效应,从而破坏植物药材的细胞,使溶剂渗透到药材细胞中,从而加速药材中的有效成分在溶剂中的溶解,提高有效成分的提取率。同时,对比常规方法提取的有效成分,考察超声波提取的有效成分结构是否发生了变化。根据文献报道,对两种方法得到的有效成分进行了薄层色谱、红外光谱和核磁共振光谱的对比分析,两种方法得到的光谱一致,说明超声波提取不会改变有效成分的结构,缩短提取时间,提高提取率,为中草药成分的快速、高产提取提供了一种新方法。
超声波技术在中草药成分提取中的应用
2.1皂苷的提取皂苷通常采用煎煮法或有机溶剂浸泡提取,耗时长,提取率低。超声波技术可以缩短提取时间,提高提取率。宋晓梅等从长梗绞股蓝中提取绞股蓝皂甙,与75%乙醇回流提取相比,超声提取3次,每次80min,可明显提高绞股蓝皂甙的得率;邵等从党参中提取党参皂苷。与常规溶剂浸泡法相比,党参细粉超声处理40min后,党参皂苷提取率比常规方法(甲醇冷浸48 h)提高了65438±0倍,时间缩短了98.6%。此外,超声波提取得到的粗产品比常规方法高近一倍,且纯度也高。专家提到薯蓣皂苷元是穿龙薯蓣根茎中的30分钟有效成分。以70%乙醇浸泡48h为对照,提取率是对照的65438±02倍,提取率是对照的65438±0.34倍。该技术可节约药材23.4%。可见超声波提取皂苷具有省时、省药材、杂质少、提取率高等优点。
2.2生物碱的提取常规提取中草药中的生物碱,一般耗时较长,得率较低,但经过超声波处理后,可获得较好的效果。从黄柏中提取小檗碱,用饱和石灰水浸泡24h作为对照,用20kHz超声波提取30分钟。提取率比对照提高了65438±08.26%,且小檗碱的结构保持不变。郭小武等从黄连中提取小檗碱,实验证明超声法优于浸泡法,即在20kHz下超声处理30min,提取率高达8.12%。中国药典(1985版)中采用超声波技术提取士的宁、马钱子碱等有毒成分,明确规定在测定药物含量时,超声波处理40min相当于冷浸24小时。可见,超声波技术提取生物碱工艺简单、省时、提取率高。
2.3黄酮类化合物的提取通常采用加水煎煮法、碱提酸沉法或乙醇、甲醇浸泡法,费时费力,提取率低,而超声波提取可提高提取率,缩短提取时间。黄芩苷是从黄芩根茎中提取的主要有效成分。以水为溶剂,仅10min,黄芩苷的提取率高于水煎煮3h,20kHz超声提取40min,黄芩苷的提取率最高。超声波提取槐米中芦丁40min。提取率为22.53%,是目前量产率65438的0.7 ~ 2倍。对比试验表明,节约药材30~40%,具有较高的经济效益。
2.4从植物中提取的蒽醌衍生物形态复杂。在同一种中草药中,往往存在游离形式和结合形式。一般用乙醇或稀碱性水溶液提取,破坏了有效成分,影响提取率。与传统的强煮法相比,超声提取65438±00min的大黄蒽醌提取率高于煎煮3h的大黄蒽醌提取率。同时,频率为20kHz的超声波提取法提取率最高。在复方首乌口服液的提取过程中,将含有大量蒽醌衍生物的何首乌、大黄和番泻叶用超声波提取,避免了蒽醌苷类成分因长时间煎煮而破坏有效成分。
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一、超声波提取中草药的原理
超声波的空化效应。
超声波技术在萃取和均质中的应用是基于惠更斯波理论和超声波在液体连续介质中传播的独特“空化效应”。
结果。
(1)惠更斯波原理指出,波(包括超源和波源的振动)在连续介质中传播时,会在其波阵面上引起介质粒子。
波源在介质中到达的每一点都会引起相邻粒子的振动,成为新的波源。这个波源引起的波动使它在传播路径上
每个粒子都会获得加速度和动能。超声波可以使介质粒子的加速度达到重力的1000倍以上。在超声波作用下,
每秒数万次的高频振荡和大于每秒100m的巨大速度和动能作用于溶液分子,快速激活溶液分子。
(2)超声波在液体介质中具有独特的“空化效应”,不断产生无数内压达数千个大气压的微腔,不断“爆炸”。
产生强烈的微冲击波,作用于固-液或液-液分子,使介质中的空气被“轰击”逸出,加速介质细胞的破裂和变形。
介质分子中的物质逃逸。
(3)超声波在介质中传播的物理特性引起的机械振动、微射流、微声流等多级效应都促进了溶液中有效成分的膨胀。
散开。
2.超声波提取的优势
(1)超声波提取效率高。超声波具有独特的极端物理特性,可促进植物组织破壁或变形,使中药有效成分提取更充分。
与传统工艺相比,提取率显著提高了50-500%。
(2)超声波提取时间短。超声波强化提取中药通常需要24-40分钟才能获得最佳提取率,其提取时间比传统工艺更长。
该方法缩短了2/3以上,药材原料处理量大。
(3)超声波提取温度低。超声波提取中草药的最佳温度为40-60摄氏度,因此无需配备锅炉提供蒸汽加热。
有利于节约能源和改善环境污染。更重要的是对药材中不稳定,遇热易水解或氧化的有效成分有保护作用。
(4)超声波提取具有广泛的适应性。超声波提取中草药不受中草药性质和分子量的限制,适用于大多数种类。
药材和各种成分的提取。
(5)超声波提取的药液杂质少,有效成分易于分离纯化。
(7)超声波提取简单易行,设备维护方便。
3.超声波强化萃取。
(1)固液萃取
固液萃取通常称为萃取,即用适当的溶剂从物料中提取有用的成分。传统的工艺方法是通过热处理或机械搅拌来添加它们。
强化流程。已经发现,功率超声的应用可以显著地加强和改善提取过程。超声波的扰动效应增加了溶剂对提取细胞的渗透,
传质过程得到强化;超声波的另一个作用是,超声波空化产生的强大剪切力可以使介质的细胞壁破裂,使细胞容易释放内容物。超过
超声强化固液萃取是有效传质和细胞破裂的主要原因,它超越了过去任何可行的技术,获得了高效的萃取。超过
在常驻机构中声提取比热提取更有效,提取时间缩短。大多数物质在加工前10分钟内被提取。
(2)液-液萃取
液-液萃取涉及两个不互溶的有机相与水相之间的传质过程。由超声空化引起的界面效应增加。
增加了两相的界面面积,空化溃灭时冲击波引起的湍流效应消除了两相效应边界的堵塞,从而提高了液-液萃取速度。正确
超声波在传质速率控制的液-液萃取体系中起着重要作用。