1、第一章 提取理论、方法及工艺第一部分 中药提取技术及基础理论第一节 概述1.中药发展方向: 中药及其产业发展要克服面临制约原因和弊病,根本上说必需实现现代化,革除传统中药理论和实践中种种弊端,引入现代科学理论,其中,提取技术创新是关键内容。具体说以下。 开辟新资源,克服传统资源制约。现在开展在GAP规则下大规模中药人工引种是基础方向。 改革中药剂型和生产工艺。降低药材原料消耗,提升利用效率,走提取和纯化道路。经过中药材有效成份或有效组分浸出、分离和精制,取其精华去其糟粕。 以中医药学制剂学要求为准则,利用现代化学工程理论、技术和设备,改造中国中药工业,深入提升中药制剂质量和疗效。也就是把化工原
2、理传质、传热理论,天然产物生产技术和设备引进到中药提取生产中来。 要实现中药生产专业化和现代化,首先是中药提取生产技术要和现代天然产物提取理论相互渗透、交叉、综合,使中药提取成为现代天然产物提取技术一个组成部分。使中药生产工艺高效率、科学化、建立优异生产流水线,逐步实现专业化大生产,具体说就是在中药产业中落实国际通行药品生产质量管理规范GMP规则。2.中药材: 中药材是指供医药使用天然植物、动物、矿物和人工和生物合成品。中药材种类繁多,起源广泛,多种药材又含有多个化学成份,根据其药理作用和组成性质,概括起来中药材成份可分为以下多个方面。 有效成份 即含有生物活性,发挥关键药效物质,如生物碱、甙
3、类、挥发油等。 辅助成份 本身没有特殊疗效,但能增强或缓解有效成份药效作用物质。如洋地黄中皂甙可帮助洋地黄甙溶解或促进其吸收。 无效成份 指本身无效甚至有害物质,往往会影响浸出效果、制剂稳定性、药效等。 组织物质 组成细胞不溶物,如纤维质、栓皮等。 大多数中药制剂是复方,中药复方临床疗效通常表现在复方配伍综合作用上,其处方组成几味至几十味药不等,成为复杂。浸取就是要尽可能提出发挥药效成份,并尽可能避免浸出过多无效甚至有害物质,但伴随中药科学发展,“无效”和“有效”界限并非一成不变,在不一样方剂中可能会发生改变。一些过去认为是无效成份,现在却发觉它有生物活性,应依据不一样组方成份改变,确定浸取过
4、程中最好提取工艺。3.中药提取及其必需性 中药提取有着久远历史,汤剂和酒剂就是经典代表,但传统中药丸、散、膏、丹等多数剂型是由中药饮片不经提取或仅经过粗提取而制成,伴随时代发展技术进步,其弊端逐步突出:有效成份浓度很低,造成剂量大、起效慢,吸收和生物利用度不好,尤其是对重症患者或不便口服患者疗效不佳;有效成份和杂质混杂,没有深度区分,疗效不确切;不一样批次制剂含量不统一,使药剂量正确度不好掌握;制剂形式简单,给药路径过于简单;传统剂型富含糖类等多个可供微生物滋生营养成份,生产或使用过程中轻易被污染,达不到医药卫生标准,极难长久保留。 为了提升中药疗效,拓宽给药路径,使中药得到国际市场广泛认可,
5、中药生产正兴起剂型创新热潮,现在出现了颗粒剂、片剂、注射剂、气雾剂、滴剂、膜剂等,这些新剂型共同要求全部需要把中药材中有效成份分离出来,除去药渣,得到浸出浓溶液或有效成份浸出物或有效成份精制品,才能制成投药路径方便、灵活,疗效好新剂型。中药提取物制备中成药是中药工业现代化、中药剂型现代化关键内容之一。 广义中药提取也称分离,是指从中药材原料开始,经过一道或多道操作工序,最终得到所需要药品或其半成品全过程。包含从原料前处理、溶质分离、浓缩到得到某一物质整个生产过程,能够分为很多个工序或单元操作过程,包含前处理、溶质分离、澄清、过滤、蒸发和干燥等。狭义提取仅指溶质分离操作,即从固体药材中分离出有效
6、成份操作过程。以前过程为前处理,以后过程为分离精制。经过化工传质、传热理论及其实际应用综合来指导中药有效成份或其提取物生产过程,为中药制剂、中医处方和中药调剂提供经过提取或提纯中药原料药。 中药提取不一样于天然化学药品制备,中药提取关键要求提取总有效成份,不尤其强调提取结晶性单一性成份,实际上多数是粗提取物。所以中药提取过程关键是研究多种中药材和多种中药处方中总有效成份提取物生产技术,它产品是中药制剂原料药。 根据分离手段不一样,溶质分离方法关键包含化工传质方法和机械方法。前者是用液体溶媒从固体药材中浸出有效成份操作过程,称为浸提、浸出或浸取,是现代中药生产关键提取方法。后者即榨取法,经过机械
7、方法使含液固体组织发生体积改变和碎裂,进而分离液体和固体。榨取法也是天然产物关键提取手段之一,如榨糖、榨油、从水果榨取果汁、从蔬菜榨取蔬菜汁和从一些含芳香油植物榨取芳香油等。榨取法在药品提取生产中也常常利用,如药用蓖麻油、亚麻仁油、巴豆油也全部是以压榨法制取。 本材料以介绍中药浸取为主,如未尤其说明,是针对单味植物性中药材而言。第二节 中药浸取技术原理1.浸取定义和分类 浸取就是利用合适溶剂和方法把药材中有效成份分离出来,也称为浸提或浸出,所得到液体称为浸出液。 浸出是中药提取工艺中关键单元操作之一,这类单元操作在化学工程上叫固液浸取。通常固液浸取可分为:化学浸取、洗涤浸取、扩散浸取。化学浸出
8、特点是液体溶剂和药材接触,和药材中一个或多个物质发生化学反应,反应产物溶于液体溶剂中。洗涤浸取则是把固体药材粉碎,再用溶剂将药材颗粒中可溶物洗涤出来。扩散浸出是溶剂浸入药材后,使药材中可溶物从药材中扩散出来,从而达成浸出目标。2.中药浸取传质原理 现在相关中药浸出过程传质理论很多,有双膜理论、扩散边界层理论、溶质渗透理论、表面更新理论、相际湍动理论等。这些理论把相际表面(药材固相和浸液相接触表面)假定为不一样状态来说明物质经过相际表面传输机理。被浸出物质(溶质)传送机理和通常传质过程相同,但也有它本身特点。 本质上,浸取是一个处理固体混合物固液萃取,依据应用场所不一样。也称浸出(leachin
9、g)、浸滤(lixiviation)。当溶剂为水,被分离溶质为大家不期望组分时,则可称为洗涤。中药材看成由可溶物(溶质)和惰性载体(药渣)所组成。浸出过程就是将固体药材中可溶物由固相转移到液相中来,得到含有溶质浸出液。所以浸出实质就是溶质由固相传输到液相中传质过程,它以扩散理论为基础。 在浸取操作中能够假定惰性固体和溶质之间无物理和化学作用,而且溶质量相对于溶剂量而言未达饱和溶解度。这么,当固体和溶剂经过充足长时间接触后,溶质完全溶解,固体空隙中液体浓度将等于固体周围液体浓度,液体组成将不再随接触时间延长而改变,即达成了平衡。通常认为这一过程包含以下三个步骤: 溶剂到药材组织细胞内; 细胞内溶
10、质解析、溶解于溶媒(溶剂); 溶质从细胞内部向外扩散。(1)浸润渗透提取溶媒药材表面浸润渗透效果和溶剂性质和药材状态相关,取决于固液接触面吸附层特征。假如药材和溶剂之间附着力大于溶剂分子间内聚力,则药材易被浸润;反之,假如溶剂内聚力大于药材和溶剂之间附着力,则药材不易被润湿。动植物药材大多含有细胞结构,药材大部分生物活性成份就存在于细胞液中。新鲜药材经采收干燥后,细胞组织内水分蒸发,液泡中活性物质沉积于细胞内,细胞壁皱缩并形成裂隙,细胞内形成空腔,药材切片粉碎时,部分细胞壁破裂,比表面积增加,空腔和裂隙和溶媒接触,渗透;同时药材中有很多带极性基团物质,如蛋白质、果胶、糖类、纤维素等,能和水和醇
11、等极性较强溶剂亲和,使溶媒易于向细胞内部渗透扩散。药材被润湿后,因为液体静压力和毛细作用,溶剂渗透到细胞组织内,使干皱细胞膨胀,恢复通透性,使其所含成份可被溶解或洗脱,活性成份扩散出来。假如溶剂选择不妥,或药材中含有妨碍润湿物质,溶剂就极难向细胞内渗透。比如,要从含脂肪油较多中药材中浸出水溶性成份,应先行脱脂处理,用乙醚、石油醚、氯仿等非极性溶剂浸提脂溶性成份时,药材需优异行干燥。为了使溶媒尽速润湿药材,有时可于溶剂中加入适量表面活性剂。也可在加入溶剂后用挤压方法或在密闭容器内减压,以排出组织毛细管内空气,使溶剂向细胞组织内愈加好地渗透。(2)解吸和溶解因为药材多种成份并非独立存在,而是相互有
12、着一定吸附作用(亲和力),需要首先解除相互吸附作用,才能使其溶解,此即所谓解吸。要选择具解吸作用溶媒,如水、乙醇等,必需时可于溶媒中加入适量酸、碱、甘油、表面活性剂以助解吸,强化有效成份溶解。浸提溶剂经过毛细管和细胞间隙进入细胞组织后,部分细胞壁膨胀破裂,已经解吸可溶物质逐步溶解,胶性物质转入溶液中或膨胀生成凝胶,这就是溶解阶段。目标成份能否被溶解,取决于其结构和溶剂性质,遵照“相同者相溶”规律。水能溶解结晶物和胶质,而乙醇浸出液中含胶质较少;非极性溶剂浸出液中不含胶质。由此,浸出液浓度逐步提升,溶质渗透压提升,发明了向外扩散条件。另外干燥药材细胞质膜半透性丧失,浸出液中杂质增多。矿物类和一些
13、脂类植物药材无细胞结构,其成份可直接溶解或分散悬浮于溶媒中。(3)浸出成份扩散阶段研究表明,扩散阶段包含两个过程,即内扩散和外扩散。内扩散就是溶质溶于进入细胞组织溶剂中,并经过细胞壁扩散转移到固液接触;外扩散就是边界层内溶质进入溶剂主体中。因为细胞内外溶剂溶质浓度差异而产生了渗透压,首先溶质将进入周围含有溶质低浓度溶剂中,在其次溶剂本身将透入高浓度溶液中,所以引发被浸出物从高浓度部位向低浓度部位扩散。所以扩散作用就是物质经过界层转移到不含这种物质分散介质过程,也就是溶质从高浓度向低浓度方向渗透过程。至内外浓度相等,渗透趋于平衡时,扩散进程终止。所以,浓度差是渗透或扩散推进力。能够看出,扩散速率
14、 和扩散面积F(即药材粒度及表面状态)、扩散过程中浓度梯度 和温度T成正比;和扩散物质(溶质)分子半径r和液体黏度成反比。但实际浸取生产时这些原因并不像纯化学物质在溶剂中扩散那样轻易正确掌握,且植物药材间歇式浸出过程属于不稳定扩散,即浸取系统内任一点物质浓度随时间而改变。所以,药材粒度F、浸出连续时间T只能依据实际情况而定,D值随药材和溶媒而改变,该公式还只是原因定性分析工具。在通常浸取条件下,第、步不是传质控制原因,能够忽略。实际上,当原料为动、植物细胞这么生物体时,溶质常常处于细胞内部液体中,也就是说在浸取前固相内部己有一定量液体存在。按动力学定律,在浸出溶剂中,药材中溶质溶解速度是很大,
15、同时使固体物质转移到溶液中去是很快,而扩散作用进行却慢得多。所以对浸出速度含有决定性影响是扩散作用,而不是溶解速度。即多数情况下第步为控制原因。浸取速率由溶质在固体表在边界层中传质过程及溶剂流动状态所决定。然而试验表明,单纯强化溶剂流动状态并不会提升浸取效率,此时浸取速率关键由内部扩散所决定,内部扩散和很多原因相关,关键是保持最大浸取浓度梯度,用多种方法随时置换药材颗粒周围浓浸出液,发明最大浓度梯度是确定浸出方法和浸出工艺设备设计关键。总而言之,中药材浸提是多原因影响复杂过程,其中包含润湿、渗透、解吸、溶解、扩散等多个相互联络、相互交错阶段。扩散公式即使从理论上对提取能起到指导作用,仍应该看到
16、其不足,同时还受到实际个产条件限制。所以,只能借助其说明影响浸出原因。3 浸取过程影响原因分析从工艺角度看,提取步骤十分复杂,对其认识还不是尤其明确,其机理甚至比制剂过程更为复杂,对中药质量影响至关关键。中药提取不像生化制药制造过程那样追求每一步纯度和正确化,不管单方提取还是复方提取全部重视内在活性物质整体平衡,而且每个单元操作通常也没有明确数字表示。因为中药原料多样性,其组织和成份极为复杂,尤其是产生药效多个生物活性物质复杂交错;原料质量又受品种、成熟度、气候、产地及储藏条件影响,有机体特有蛋白质、碳水化合物、脂肪、有机酸、酶等更受到上述原因制约,这些原因造成影响浸取操作过程效率和质量原因较
17、多,现有理论原因,又有工程原因。概括起来包含原料品质影响、前处理影响、溶媒影响和浸出条件影响。3.1 中药材原料中药材、中药饮片、中成药是中药三大支柱,其中,中药材质量直接影响中成药和中药饮片质量、疗效,是中医临床用药和多种中药制剂研究开发物质基础。而且中药多为复方制剂,内在成份复杂,即使是同一批号药品也不能确保成份完全均匀一致,所以,其有效性和安全性仅依靠工艺规程和质量检验不能确保。中药质量定性和定量标准只是作为一个判别指征,而不是疗效指征,其疗效和安全性从根本上说取决于原药材。能够说中药材种植生长是中药第一工序,所以,要取得稳定良好提取质量,必需首先确保中药材原料优质安全,这就是现在正在落
18、实药品生产质量管理规范G,MP延伸药材生产质量管理规范GAP关键思想。具体而言,中药GAP目标是:为中药生产过程提供质量稳定、有效成份可控、成份指标清楚地道原料中药材;其次是确保药材安全性,即使用要求农药,而且农药残留必需在要求范围内,重金属含量必需在要求范围以内。根据中药材种植生产GAP规范,能够把影响中药材提取相关原因概括为以下几点。3.1.1品种和起源控制中药提取原料要掌握两个标准,一要质量符合要求或质量要好,二要来原丰富、价格低廉。中药材资源丰富,品种繁多。全国各地常有同名异物或同物异名情况。所以在选择原料时首先必需正确判定品种,确定起源,选择地道药材。其次,要注意药材采药时间。现代中
19、药学研究也证实了这一点,如3个月左右番泻叶嫩叶有效成份(蒽醌类活性)物质含量最高,生长久超出3个月有效成份含量反而下降;洋金花总生物碱含量则在凋谢时为高。伴随科学技术发展和大家对产品质量要求提升,对原料药材质量控制也日益引发大家重视,用薄层色谱、色相色谱法、红外光谱法、液相色谱法、裂解色谱法判别药材真伪,控制药材质量方法报道很多。中成药里面所含中药有很多全部要求炮制,药材经炮制后,所含成份也将有不一样改变,如大黄中含蒽醌甙类,含有泻下作用,如经蒸煮其甙类水解生成甙元,此甙没有致泻作用而含有一定抗菌活性,故中医用生大黄攻积导滞,用熟大黄清热凉血。所以中药在提取前应首先考虑药材真伪,质地是否优良,
20、炮制是否适当。这是保障产品质量首要步骤。中药提取制剂所需要药材按传统要求,使用中药炮制品。假如许可使用生用药材,尽可能使用生用药材。假如有科学依据使用未经炮制药材愈加好,应该用未经炮制药材。生产新中药提取物,应该根据药材质量标准、有效成份及其含量,选择高质量药材。市售药材因为库存时间长或因储藏条件不妥,或因采集时间、或因后处理方法不妥等原因,药材质量有时不好。假如能依据药材特点,由生产厂家自行选择产地、选择采集时间、选择药材前处理方法等,能够得到质量好、价格低廉原料药材。3.1.2 质量控制中药材质量评价科学标准尚不成熟。国家己经开启中药现代化相关研究项目中,包含了中药质量分析和评价。所谓控制
21、原料质量就是要对在生产过程中使用一切原材料全部要有质量标准和质量要求,并要依据质量标准或质量要求分析化验,检验其质量是否符合生产要求和该原料质量标准。假如质量不合格,不准投料,以确保产品质量和生产经济效益。因为中药生产和使用固有特点,随其产地、采收时间、干燥方法、储藏条件、存放时间和炮制加工方法不一样,有效成份含量可能有很大差异,对产品质量、提取率、成本有很大影响,如铃兰强心甙在铃兰全草中花蕾期比开花期生物活性高十多倍。所以应该依据产品、生产工艺要求和药材实际情况,补充现行法定标准不足之处,增加化学成份含量和理化判定项目,使现行中药材质量要求更为严密、科学。为了控制原料质量,在原料投料前必需对
22、全部原料进行分析。现在常见方法是以部分有机成份(即所谓有效成份)来评价中药质量,检验其化学成份是否符合质量标准,虽不十分合适,但也能够基础反应药材质量。不过现在中小厂家仍然没有对所用多种原料进行正确量化分析,实质上无法真正控制原料质量,仅靠传统经验判别方法控制中药材质量是传统中成药生产特点。为最大程度地取得中药质量优劣信息,得到恰如其分评价结果,质量评价方法研究另一个方向是将药材用不一样极性溶剂提取,不一样极性提取物是某一类或几类成份混合物,采取多种优异仪器及技术对这些混合物进行分析,来评价中药质量,找出其内在规律,可做到更科学、更公正。多年来很多中药材品种需求旺盛,供不应求,所以大规模中草药
23、人工引种蓬勃发展,极大丰富了原料起源,但也产生了部分问题。比如,人工引种中药材农药、重金属污染严重,亟待规范农药正确使用;另外,有些不法分子乘机伪造、兜售假药材,大量伪劣品种层出不穷,甚至大有增加趋势,严重干扰了中药材市场正常秩序。传统中药材质量标准,不管是国家标准、部颁标准或地方标准,绝大部分品种仅要求了原料药起源、性状、判别、炮制、功效和主治、使用方法和用量和储藏等,这么质量标准仅仅反应了传统中医对药材要求,不能满足现代中药提取生产对药材质量控制要求,所要求项目不能全方面地约束药材质量。靠形态和性状判别仅能控制药材伪品、混乱品种和掺杂使假品混入,并不能控制有效成份含量,极难靠它较全方面地掌
24、握药材质量,并使浸取生产达成高效率、高质量和低度成本。为此,中国多年来出台了中药原料质量控制GAP规范,加大了对传统中药材质量力度。 3.1.3 药材成份由式(11)和式(12)可知,小分子半径物质扩散系数D较大,溶解扩散速度快于大分子,故小分子成份关键存在于最初部分浸出液内。而药材有效成份多属于小分子物质,大分子成份多属无效成份,扩散也较缓慢,大分子成份关键存在于后续搜集浸出液内,且逐步增多。另外,有效成份扩散速度还和其溶解度大小相关,易溶性物质分子即使大,也能先浸出来,这一影响原因在扩散公式中未能概括在内。3.2 原料前处理影响3.2.1 原料前处理基础要求: 在中药提取过程中所用原料有中
25、药材、浸出溶剂和化工原料。这些原料在投料前需要进行必需处理,比如除杂、干燥、粉碎、发酵、脱脂、水解和制备等,以保障原料质量和产品收率及质量。中药材处理,要依据药材化学成份、有效成份、生物化学性质和药材组织和细胞结构进行处理。比如含挥发油生药材采收后,立即在新鲜状态粉碎后蒸馏提取挥发油。有些生药有效成份在日光照射下不稳定,需要避光风干。有些为了保护其有效成份免于被酶分解,需要加热处理使酶灭活。有些需要用发酵法破坏其细胞膜、细胞壁或改变其结构。有些需要进行水解和脱脂处理等。中药材炮制是中药材前处理关键内容,尚存在很多问题需要逐步改革,但生产传统提取制剂,现在还要采取中医所要求炮制品。有科学依据新中
26、药提取产品应该用现代天然药品处理技术对中药材进行前处理。药材在采收后需要在新鲜状态进行除杂和洗涤,因为在新鲜状态药材组织是完好,在除杂和洗涤时不会受到损失。一些新鲜药材切制比较轻易,干燥后很多木质性和根类药材比较坚硬,用传统手工切制方法比较困难,为了克服这种困难,传统中药处理方法是加水浸润柔软后再切片,因为干燥后细胞膜组织已受到较大破坏、水浸时有效成份要受损失。所以用人工切制坚硬中药材应在新鲜时很好,对草类中药材可在干燥后切制。在中药提取生产所用原料药材应该按生产工艺要求选择采集药材时间,制订除杂、洗涤和粉碎方法。能够用粉碎后药材投入生产,可无须切片。也可在干燥后用粉碎法处理坚硬药材,不过洗涤
27、必需在干燥前。3.2.2 药材干燥药材干燥目标是为了便于储藏和运输。不过在客观上还有破坏细胞膜和细胞壁作用,有利于浸出顺利进行。不一样药材应该采取不一样干燥方法。比如含有对热不稳定有效成份药材,应采取风干法,风干时温度低,有效成份破坏较少,这是它优点,很多药材全部采取这种方法。不过这种方法也有它缺点,就是在风干条件下,假如风干肉质药材,因为干燥温度较低、干燥速度慢、细胞膜破坏比较轻微,加水后能够复水,假如使用冷浸出法或渗滤法浸出其有效成份,使浸出可能比较困难。现代中药材采集后多用自然晾晒法,在日光直接照射下,干燥速度较快,药材细胞膜破坏也很好,这是它优点。不过对一些含有对光不稳定有效成份药材则
28、不太适宜。如中药材粉防己、木防己、小檗根、干金藤、唐松草和金线吊乌龟等,这些药材含有双苄基异喹啉生物碱,这类生物碱对光敏感,其化学结构会因光照射发生改变,所以这类药材用晒干方法是不宜。这种药材应该用风干法干燥。有些含有甙类药材细胞组织中还含有能水解甙酶,采取风热干燥法时因为细胞组织缓慢破坏使甙和酶相互接触,能够使甙水解并使疗效降低。如苦杏仁含苦杏仁甙和能水解苦杏仁甙苦杏仁酶及樱甙酶,对这种药材必需用加热方法,如用蒸汽加热或干燥加热使酶灭活后再干燥,在传统中药炮制中要求苦杏仁“在沸水中浸泡片刻”,实际上就起着这种作用。3.2.3 药材粉碎对浸出影响粉碎是用机械方法把体物料制成合适程度碎块或细粉操
29、作过程。中药绝大多数是以植物、动物和矿物药用部位为原药材。中药材入药前通常先经过加工成饮片,在进行提取前先依据药材、溶剂特点和生产工艺要求粉碎成不一样细度粉末,以供提取之用,所以粉碎是中药提取生产基础操作之一。中药材粉碎目标是为了增加药材表面积,使中药材中有效成份更易浸出,提升浸出速度。不然,因为多数中药材是植物或动物性生药,这些生药细胞组织很紧密,细胞壁也很厚,使溶剂不易渗透和扩散,有效成份或在该溶媒中可溶物极难被浸出来。另外中药材粉碎后,因粉碎后其表面积急剧增加能够提升有效成份溶解速度。粉碎方法要依据药材性质、浸出溶剂和浸出工艺要求而定。比如植物性薄壁组织类药材花、叶、果实、根茎比较轻易粉
30、碎,用水为溶剂使用传统浸出方法,不能粉碎过细。通常采取截切法,用切药机或和切草机相类似设备,把药材切成1cm长左右,直接用于浸出;不过这么粉碎浸出效果不好。假如用较现代化提取方法,可采取撞击法或挤压法,对硬而韧(或粘)药材可用挤压法,对坚硬药材如根或木质性药材可采取撞击、劈裂或研磨粉碎。多年部分新中草药常见含芳香油新鲜生药材,如荆条、柠檬皮等可切成细条,假如采取其它方法粉碎,则轻易形成烂泥状,并造成挥发油损失。为了使浸出溶剂易于渗透生药组织,对生药根、茎等组织进行切碎时应作横切,如成纵切面,则溶剂渗透较慢。用切药机粉碎新鲜生药应用较锋利切刀,以免液汁损失。现在在中药提取生产中多用混合粉碎,以适
31、应复方中药材浸出目标。混合粉碎是指处方中药材经过合适处理(如炮制)后,将全部或部分药材掺合在一起进行粉碎。在复方药材中有部分黏性或油性药材如熟地、当归、天冬、麦冬、杏仁、桃仁、柏子仁等,如和其它药材混合在一起,能够克服这些药材单独粉碎困难。这种混合粉碎法优点是混合和粉碎两个操作同时进行,能够节省工时。中药中珍贵药材如牛黄、犀角、羚羊角、鹿茸、珍珠、琥珀、人参、三七等,多用干法单独粉碎。在中药提取时需要单独粉碎时,应设法单独粉碎。3.2.4 粉碎度药材粉碎程度对浸出效果有较大影响。因为,药材粉碎后比表面积增大在,有利于药材颗粒充足接触溶媒,受到浸润,溶质扩散速度加紧,提升浸出速度和有效成份收率。
32、但药材粒度过小,也会产生以下负面作用。在溶质传质扩散时,小尺度粒子吸附作用亦对应增强,反而使扩散速度受到影响。细胞组织大量破裂,使得非有效成份和部分树脂、黏液类成份大量溶出,增加了杂质量和浸出液分离浓缩难度。粉碎功率和粉碎后生成表面积大小是成百分比,为了避免功率过分消耗,应确定合适粒度。另外,粉碎太细会造成药材飞散等储运过程损失。具体粉碎度要视以下多个原因而定。(1)浸取方法及设备:在通常静态浸出设备条件下,粉碎过筛、粒子间距过小会降低浸出液流动通透性,降低浸出速度,尤其是在渗漉浸出时甚至不能正常进行。假如采取有搅拌装置浸出设备,则能够粉碎得细部分,这就是说粉碎度和浸出使用设备和方法相关。(2
33、)浸出溶剂:浸出所用药材粉碎到何种细度和所选择浸出溶剂明关,假如用水做浸出溶剂,药材被粉碎得过细,因很多药材中含有亲水胶体物质,假如胶、树胶、淀粉和菊糖等,遇水膨胀或加热稠化,会大幅度降低浸出通透性,并使过滤变得很困难。所以在用水浸出条件下不能粉碎得太细,对极性较小浸出溶剂,如用酒精、轻汽油等有机溶剂,没有亲水胶体膨胀问题,能够将药材粉碎得细部分,但也不能太细,应以能使浸出溶剂在药粉中能顺利经过为准。(3)药材种类:药材应粉碎到何种程度还和药材种类相关,对草类、花类药材,因其组织在新鲜状态时含水分比较高,在干燥脱水时细胞壁被破坏比较严重,溶媒易于渗透浸润,所以这类药材细胞中化学成份比较轻易浸出
34、,能够粉碎得粗部分。对于木质类和根类药材,因为其器官组织比较坚硬、致密,在干燥时细胞壁被破坏较轻,必需得粉碎得细部分,粉碎程度也要以浸出溶剂能顺利经过为度。(4)组成成份:药材粉碎还和药材组成成份相关,假如被浸出药材是以纤维为主,其中毛细输导组织也较丰富,药材组织比较松软,可粉碎得较粗部分,比如益母草、金钱草和独活等。质地较硬药材如根、茎、皮类,则粉碎得要细部分,如以有机溶剂浸出粉防己、葛根、橘梗和穿山龙等。3.2.5中药炮制:中药材炮制中是中药材前处理关键内容之一。中药炮制在中医药基础理论指导下,依据中医辨证施治及调剂、制剂需要,对中药材进行一系列特殊加工处理,应用于临床或作为制备中成药饮片
35、原料过程。中药材提取基础目标是把药效成份分离出来,但因为提取过程固有缺点,也会使部分无效成份、甚至有害成份一同析出,从而影响药效、甚至产生毒副作用。为此,经过对药材炮制,能够转变药性,提升疗效,降低毒副作用,使得提取物更为安全可靠,确保临床用药安全有效。 这是中药在制备方面和其它药品独特之处,是中药加工工艺关键步骤。传统中药炮制以经验为主,经过眼、口、鼻和手等手段对饮片进行性状、色泽、质地分辨,在中药现代化新形势下,显然已经不通适应现在中药生产过程复杂性和规范性要求。中药饮片炮制规范化、标准化亟待加强,关键是饮片生产不规范,大多为小作坊式加工,工艺粗糙,条件恶劣,加之大量伪劣饮片混入,抵消了提
36、取和制剂阶段控制产品质量努力,严重影响中成药质量。为此,在饮片炮制方面应该做以下工作。提升饮片加工准入等级,杜绝小作坊。应以道地药材产区为基地,按GMP、GAP要求建立中药饮片规范化生产示范基地。依据现有饮片质量标准(外观,必需理化方法),降低药材运输、储存中间步骤,从而避免药材在储存、运输过程中被污染变质,以确保后续饮片质量。加强对市场饮片质量监督管理。制订中药饮片质量标准,加强中药饮片炮制规范化研究力度。国家在“八五”及“九五”期间前后立项对常见半夏、商陆、芫花、肉豆蔻等40种中药饮片进行了饮片炮制工艺及质量研究,“十五”期间又投资300万元对30种中药60余种饮片进行炮制工艺规范化研究。
37、但对于现有临床用饮片品种数量而言,差距甚远。加强传统饮片炮制新工艺研究。现行中药饮片炮制规范中记载炮制方法,基础上继承了传统炮制工艺,有些炮制工艺技术要求无法做到客观可控,所以给饮片炮制规范化生产带来不利原因。伴随科学技术不停发展,一些炮制方法(如炒制)可在确保饮片质量基础上进行革新。如炒黄、炒干等炒制工艺是否可考虑用烘制方法来替换等,全部属于能够尝试范围。3.3 溶媒对浸取影响:3.3.1 溶媒类型影响: 不一样溶媒浸取同一物料所得浸出液成份也会不一样,浸取溶剂选择和使用是浸取面正确首要问题,相当程度上决定了有效成份能否充足浸出、制剂有效性、安全性和稳定性和生产成本。在选择中药浸出溶剂时,要
38、首先依据有效成份结构、物理化学性质和溶剂分子结构和物理化学性质进行比较。假如有效成份极性和分子结构中功效基团和某一个溶剂分子结构功效团、极性或介电常数有相同之处时,则这种溶剂就有可能作为该种有效成份浸出溶剂。这就是所谓“相同者相溶”规律。 选择溶媒标准是:应能最大程度地溶解和浸出有效成份,又能最低程度地浸出无效成份和有害物质;不和有效成份和辅助成份发生化学反应,也不影响其药效及制剂稳定性;比热容小,安全无毒,价廉易得。但完全符合上述要求溶剂极少,实际多采取混合溶媒,或在浸提溶媒中加入适宜浸提辅助剂确保提取效果。常见中药溶媒有水、乙醇、乙醚、丙酮、氯仿、植物油等。另外溶剂极性、黏度等物性影响到植
39、物组织中不一样物质浸出速度和溶出度。比如水和乙醇是最常见溶剂,不一样浓度混合溶液对中药材浸出效果影响很大。(1) 水 极性大,溶解范围广,价格廉价。药材中多个成份如生物碱类、苦味质、有机酸盐、蛋白质、糖、树胶、色素、多糖类(果胶、黏液质、菊糖、淀粉等),和酶和少许挥发油全部能被水浸出。其缺点是选择性差,轻易浸出大量无效成份,给制剂带来困难。浸出液难于过滤、制剂色泽不佳、易于霉变、不易储存等。而且也能引发部分有效成份(如一些甙类)水解或一些化学改变。 传统煎煮工艺大多不加选择地用水煎煮浸出,提取剂型关键是煎剂或称汤剂,另有少数酒剂。药材中有很多有效成份是非极性脂溶性或醇溶性化合物,其水溶解度比较
40、低或不溶于水,这类有效成份在水煎煮或水浸条件下极难全部被浸出。尤其是在处理复方制剂时,即使有部分水溶性物质增溶作用,能够使一部分脂溶性有效成份被浸取出来,但收率不高,浪费很大。 要依据工艺要求决定水质高低,假如生产浸膏、水煎剂等部分简单提取药品,水中杂质有可能进入产品,就一定要用经过处理软化水。假如生产注射针剂,则水质要求更高部分。假如浸出用水杂质不能进入产品中,则无须要用软化水,不然将提升生产成本。 (2)乙醇: 乙醇为半极性溶剂,溶解性能介于极性和非极性溶剂之间。乙醇能和水以任意百分比混合,醇浓度愈高,极性越弱。多种药材化学成份在乙醇中溶解度随乙醇浓度而改变,故常常利用其不一样浓度间选择性
41、地浸出有效成份。乙醇含量在90以上时,用来浸取挥发油、有机酸、树脂、叶绿素等;乙醇含量在5070时,适于浸提生物碱、甙类等;乙醇含量50以下,适于浸取苦味质、蒽醌类化合物;乙醇浓度在40以上时,能延缓很多药品水解,增加制剂稳定性;乙醇含量达20以上含有防腐作用。 作为溶媒,乙醇缺点在于价格较贵,具挥发性、易燃性,生产中应注意安全防护。 (3)乙醚: 乙醚是非极性有机溶剂,微溶于水(1:12)。可和乙醇及其它有机溶剂任意混合,其溶解选择性较强,能够溶解树脂、游离生物碱、脂肪、挥发油、一些甙类。大部分溶解于水中有效成份在乙醚中均不溶解。极易燃烧,价格昂贵,通常见于浸取后提纯精制。 (4)氯仿: 氯
42、仿也是非极性溶剂,在水中微溶,和乙醇、乙醚全部能任意混溶。能溶解生物碱、甙类有效成份。有强烈药理作用,故在浸出液中应尽可能除去。 (5)脂肪油:脂肪油为经典非极性溶剂,能溶解挥发油、树脂、油树脂及部分醇、醛、酸类、游离生物碱等成份。脂肪油浸出范围不广,且黏度较大,除能溶解少数干燥药材中有效成份外,通常不用脂肪油作浸提溶剂。常见有麻油、花生油、豆油及棉子油等。(6)甘油和丙二醇:甘油能和乙醇或水相混溶,不能和氯仿、乙醚及脂肪油相混溶,溶解范围即使不及水和乙醇,但仍为一个良好溶剂。可溶解碱、大多数盐类、鞣质等成份,也能溶解树胶、可溶性碳水化合物、淀粉等无效物质。甘油黏度大,极少直接用于浸提药材,将
43、甘油加于最初少许溶剂中(水或醇)可增加鞣质浸出稳定性。丙二醇性质和甘油相同,但黏度稍小,能和水、乙醇混溶,并可溶解于乙醚或丙酮、氯仿中。刺激性和毒性甚小,是优于甘油常见溶剂,能溶解多个有机药品,如性激素、维生素A或D、大多数生物碱和局部麻醉药等。丙二醇和水等百分比混合液能阻止药品水解,所以增加了一些药品化学稳定性。除此之外,还有丙酮、石油醚也可作为辅助溶媒使用,常见于药材脱水或脱脂,全部含有较强挥发性和易燃性,且有一定毒性,故应从最终制剂中除去。3.3.2 浸提辅助剂:为提升浸提效能,增加浸分成份溶解度,增加制剂稳定性,和去除或降低一些杂质,特于浸提溶剂中加入浸提辅助剂。常见浸提辅助剂有酸、碱
44、、甘油及表面活性剂等。(1) 酸:浸提溶剂中加酸关键目标,一是促进生物碱浸出,提升部分生物碱稳定性;二是使有机酸游离,便于用有机溶剂浸提,除去酸不溶性杂质等。常见酸有硫酸、盐酸、醋酸、酒石酸、枸橼酸等。通常使用10以下稀酸操作,在于维持需要pH值,不然会造成成份破坏或水解。为发挥加酸最好效能,很好地控制其用量,往往能将酸一次加于最初少许浸出溶剂中。当酸化溶剂用完后,继续使用单纯溶剂,完成浸操作。比如,在最初部分溶剂中加入0.1枸椽酸所制得黄连流浸膏中,小檗碱含量、稳定性优于单用水浸提者。动物生化制剂浸提时,pH值影响更为显著。(2)碱:碱应用不如酸普遍,加碱目标是增加皂甙、有机酸、黄酮、蒽醌和
45、一些酚性成份溶解度和稳定性。在含有生物碱浸取液中加碱能够使生物碱游离,便于后续萃取。比如在浸提甘草时加入少许氨水,能使甘草酸形成可溶性铵盐,确保甘草酸完全浸出。再如浸提远志时,若在水中加入少许氨水,能够预防远志酸性皂甙水解,产生沉淀。但碱性水溶液亦能溶解树脂酸、一些蛋白质,使杂质增加。加碱操作和加酸相同。常见碱为氢氧化铵(氨水),因为它是弱碱,对成份破坏较弱,易于控制其用量,且加热后即可除去,不产生残留。有时也选择碳酸钙、氢氧化钙、碳酸钠等。碳酸钙为不溶性碱剂,能除去很多杂质,如鞣质、有机酸、树脂、色素等,使用比较安全,在浸提生物碱或皂甙时常见。氢氧化钙和碳酸钙作用相同,只是微溶于水,而且碱性
46、稍强。碳酸钠有较强碱性,只限用于一些稳定有效成份浸提。(3)表面活性剂:适宜表面活性剂能润湿增溶,降低药材和溶剂间界面张力,使润湿角变小,促进溶媒对药材润湿渗透。表面活性剂非离子型、阳离子型、阴离子型多个,选择标准视药材和溶媒而定。非离子型表面活性剂,和药品有效成份不起化学反应,且毒性较小;阳离子型表面活性剂盐酸盐等有利于生物碱浸出;阴离子型表面活性剂对生物碱有沉淀作用,故不适于生物碱浸取。对表面活性剂研究和使用是现阶段中药现代化关键内容之一,能比较显著地提升浸出效果,但也使浸出液中杂质增加,总体上还是新兴技术,对浸取影响有待于深入地研究。3.4 浸出条件:3.4.1 概述:在传统中药制剂要求
47、中,不管是规模生产还是家庭用药,全部常常碰到这么煎煮工艺要求,要求将组方中多种饮片给予粉碎,然后置于锅内煎煮若干次,通常为23次,第一次1h,第二次半小时,第三次20min,三次煎出液合并后过滤浓缩成膏。在这个过程中没有明确饮片粉碎到什么程度?煎煮时具体用多少水?为何煎煮23次?其有效成份或煎出浸出物收率有多少?这实际上是依据传统工艺经验所做要求,缺乏科学试验依据,在现代大规模中药浸取生产要求下,应经过浸出工艺试验选择浸出条件。在浸出生产过程中,多种浸出条件,如浸出温度、浸出时间、操作压力、浸出液流速、浸出方法、浸出液系数等,每项操作、每项参数全部要努力争取在最好或很好条件下进行浸出生产,才能
48、确保使生产能得到高收率和高质量产品。选择工艺条件,一要依据被生产品种处方,查阅相关文件资料,要依据多种药材器官组织和细胞组织特征,药材关键组成成份和成份物理化学性质,多种药材和相关处方前人浸出工艺试验研究汇报,选择较佳物料参数和工艺参数制订生产工艺,但这只是很好而不是最好工艺条件;二要对一些浸出条件进行试验研究,在试验研究基础上,筛选最优浸出条件,制订最理想浸出工艺步骤。3.4.2 浸出温度:浸出温度越高,则药材中化学成份扩散速度越快。因为温度升高能使植物组织软化,促进膨胀,增加可溶性成份溶解扩散速度。而且温度合适升高,可使细胞内蛋白质凝固破坏,杀死微生物,有利于浸出制剂稳定性。不过中药材中有效成份大多是不耐热成份或挥发性成份,生物活性极易受到破坏,浸取温度高会使之分解、变质或挥发散失。比如浸取鞣质时,若温度超出100C,部分鞣质分解,收率反而降低。同时高温度浸取时无效杂质增多,冷却后会出现沉淀或浑浊,影响制剂质量和稳定性。所以浸提过程中,浸出温度以较低度为好。多年来新
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