超临界流体萃取技术在中草药及天然产物提取中的应用.docx
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超临界流体萃取技术在中草药及天然产物提取中的应用
分离工程期末论文
超临界流体萃取技术在中草药及天然产物提取中的应用
ApplicationsOFSupercriticalFluidExtractionINTHEExtractionOfHerbalMedicinesAndNaturalProducts
学院：
化学工程学院
专业班级：
化学工程与工艺化工081
学生姓名：
贡路超
学号：
050811127
指导教师：
戴卫东（副教授）
2011年6月
期末论文中文摘要
超临界流体萃取技术在中草药及天然产物提取中的应用
摘要：
在过去的十几年，超临界流体萃取技术从天然产物和中草药中已经成功地萃取和分离了多种活性成分，本文主要针对超临界流体萃取技术在实际应用方面的几个问题进行综述，包括提携剂的选取、样品的制备、萃取温度和压力的影响、萃取物的采集方法等几个方面。
本文介绍超临界流体萃取在中草药研究中的应用,概述SFE的原理、特点、影响因素及其在中草药研究中的应用情况，并说明超临界流体萃取术在中药领域中具有无限广阔的发展前景。
关键词：
超临界流体萃取；中草药；天然产物；综述
期末论文外文摘要
ApplicationsOFSupercriticalFluidExtractionINTHEExtractionOfHerbalMedicinesAndNaturalProducts
Abstract:
Inthepasttenyears,supercriticalfluidextractionfromnaturalproductsandherbalextractsandhasbeensuccessfullyisolatedavarietyofactiveingredients,thispaper,forsupercriticalfluidextractiontechnologyinpracticalapplicationsreviewedseveralissues,includingtheguideandsupporttheselectionofagents,samplepreparation,extractiontemperatureandpressure,thecollectionmethodsextractseveralaspects.ThisarticledescribesthesupercriticalfluidextractioninherbalmedicineresearchintheapplicationoftheprinciplesoutlinedinSFE,characteristics,influencingfactorsandresearchintheapplicationofChineseherbalmedicine,andsupercriticalfluidextractiontechniqueinthefieldoftraditionalChinesemedicinehasabroaddevelopmentofinfinityprospects.
Keywords:
SupercriticalFluidExtraction；Herbal；NaturalProduct；Review
1绪论
中草药及天然产物中有效成分的提取，直接关系到产品有效成分的含量，影响其内在质量、临床疗效、经济效益及GMP的实施_JJ。
传统提取中草药有效成分的方法有水蒸气蒸馏法、减压蒸馏法、溶剂萃取法等，这些方法通常是工艺复杂、耗时、产品纯度不高、对环境污染大，而且易残留有害物质。
所以科研工作者们一直在试图寻找提取效率高、选择性好、污染小的方法，随着现代科学技术的不断发展，涌现出了许多新的分离提取方法，加快了提取过程，提高了提取效率。
超临界流体萃取技术就是其中之一，较传统提取方法而言，该方法具有简便、快速、提取率高、无污染等特点。
超临界流体萃取（supercriticalfluidextraction，SFE）是近2O年来发展起来的一项新型物理萃取技术，国外已广泛用于食品工业、化工、环保等领域。
随着基础理论和应用技术研究的进一步深入．它在制药工业，尤其是在中草药研究方面显示出越来越广阔的发展潜力。
2超临界流体萃取技术的主要特点
2.1超临界流体的特点
超临界流体既具有液体对溶质有比较大溶解度的特点，又具有气体易于扩散和运动的特性，传质速率大大高于液相过程（超临界流体的扩散系数为10-4cm2/s），液体的扩散系数为10-5cm-2/s）。
也就是说超临界流体兼具气体和液体的性质，即具有较低的粘度和较高的扩散力。
所以超临界流体萃取率高，萃取速度快。
2.2萃取和分离合二为一
当饱含溶解物的超临界流体流经分离器时，由于压力下降使得流体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，无需回收溶剂，操作方便；不仅萃取效率高，而且能耗较少，节约成本。
2.3超临界流体萃取通常在较低温度下进行
可以有效地防止热敏性成分的氧化和逸散，特别适合于那些对热敏感性强、容易氧化分解成分的分离提取。
2.4超临界二氧化碳流体
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，有效地解决了传统提取方法的溶剂残留问题。
2.5流体的溶解能力与其密度的大小相关
而温度、压力的微小变化都会引起流体密度的大幅度变化，并相应地表现为溶解度的变化。
因此，可以利用压力、温度的变化来实现萃取和分离的过程。
2.6提取速度快、生产周期短超临界二氧化碳提取（动态）
循环一开始，分离便开始进行。
一般提取lOmin便有成分分离析出，2-4h便可完全提取。
同时它无需浓缩等步骤，即便加入提携剂，也可通过分离功能除去。
2.7分离工艺流程简单超临界萃取
只由萃取器和分离器2部分组成，不需要溶剂回收设备，操作方便，节省劳动力和大量有机溶剂，减小污染。
而且操作参数容易控制，因此，有效成分及产品质量稳定可控。
2.8超临界二氧化碳流体萃取能应用到不同类型的系统
如：
分析型设备（萃取釜容积一般在50Oral以下），中试设备（1～20L），以及工业化生产装置（萃取釜容积50L至数立方米）等。
3SFE在中草药研究中的应用
将SFE技术用于中草药化学成分的提取分离，是20世纪80年代中期逐步发展起来的。
CO：
SFE技术具有提取速度快、效率高、操作简单等特点，可以在低温下提取，防止热敏性成分的氧化和逸散，同时适用于挥发及不挥发物质的萃取，因此被广泛应用。
3.1SFE在挥发油成分研究中的应用
3.1.1茵陈挥发油的超临界CO2萃取
采用超临界CO萃取法与水蒸气蒸馏法从茵陈中提取挥发油，用GC—MS法测定其化学成分和相对含量，对两种提取方法所得的挥发油进行比较，水蒸气蒸馏法提取茵陈挥发油的产率为0.03Vo（w），主要成分为匙叶桉油烯醇、吉玛烯D、反式一石竹烯、2,4-戊二炔苯、B-金石欢烯等；超临界CO2萃取法提取的产率为0.15Yo（w），主要成分为百里酚、B-红没药烯、2-异丙基-4-甲基-1甲氧基苯、异百里酚、2-特丁基-4-2,4,4-三甲基戊基）苯酚、口一杜松烯等。
3.1.2测定脑立清丸中薄荷脑与冰片朱梅等
用超临界流体萃取（SFE）技术和毛细管气相色谱法的联用技术测定脑立清丸中薄荷脑与冰片的方法。
结果表明：
SFE的最佳萃取条件为：
压力40MPa，温度60℃，改性剂量0．2mL，动态萃取体积为6mL，静态萃取时间9min。
该方法快速简便、准确可靠。
3.1.3测定六应丸中的冰片和丁香酚的含量
建立了用超临界流体萃取（SFE）技术和毛细管气相色谱的联用技术测定中成药六应丸中主要成分冰片和丁香酚的含量的方法。
SFE的最佳萃取条件为：
压力48.2MPa，温度60℃，改性剂量0.2mL，静态萃取时间5rain。
结果表明：
用超临界流体萃取（SFE）技术和毛细管气相色谱联用法测定六应丸中冰片和丁香酚快速简便、准确灵敏。
3.1.4挥发油的提纯Poiana-M
为使挥发油中香柠檬油的含量降低，用CO2-SFE法对传统冷压过程得到的含香柠檬油0.2～0.3Vow的挥发油进行了分馏。
由于CO2流体的高选择性，使得副产品香柠檬油的含量减为最低，与传统方法比较，可以得到较高质量的挥发油。
3.2SFE在生物碱成分研究中的应用
3.2.1测定百合中秋水仙碱
分别用超临界二氧化碳流体和有机溶剂萃取百合中的秋水仙碱，然后用高效液相色谱法直接测定萃取物中秋水仙碱的含量，从而测得百合中秋水仙碱的含量。
超临界流体萃取的条件是：
用乙醇作提携剂，萃取压力为18MPa，萃取温度为40度，高效液相色谱测定条件为：
ODS柱，甲醇：
磷酸二氢钾溶液作流动相，检测波长为220nm，此法快速，简便，准确，可应用
于秋水仙碱原料、制剂及其它植物中秋水仙碱含量的测定。
3.2.2分析延胡索中延胡索乙素的含量
采用超临界流体萃取法提取延胡索及其成方制剂中的延胡索乙素，以苯作改性剂，于40℃、42MPa压力下，二氧化碳静态萃取5rain，动态萃取3mL。
该法操作简便快速，提取完全，也为其它中药及其制剂中有效成分的定量分析建立了一种简便、快速、有效的提取方法。
应用硅胶柱一反相洗脱系统的高效液相色谱法测定延胡索及其成方制剂中延胡索乙素的含量，方法简便、快速、精密度高。
此色谱系统同样适于其它中药及其制剂中生物碱的定量分析。
3.2.3.萃取洋金花中东莨菪碱
对二氧化碳超临界流体（CO2-SFE）萃取洋金花中东莨菪碱进行研究，确立最佳萃取条件。
方法：
采用二氧化碳超临界流体萃取法，在温度40℃，压力3.4924×10Pa下，以0.1mL氨水作碱化剂，0.2mI甲醇作夹带剂，二氧化碳静态萃取5rain，动态萃取5rain，并用反相离子对HPLC对东莨菪碱定量。
结果：
所得样品萃取完全且含较少杂质，反相离子对HPLC专一、重现性好，加样回收率为98.78，RSD-2.33，日内及日间变异分别为0.95和0.86。
结论：
此法简便快速、无环境污染，为洋金花质量控制提供了可行的分析手段。
3.2.4测定黄柏皮中小檗碱和非洲防己碱的含量
采用离子对超临界流体色谱法（IP-SFC）和离子对超临界流体萃取法（IP-SFE）联用技术对黄柏皮中的小檗碱和非洲防己碱进行测定。
在流体中加入DSS可以提高生物碱的萃取效率。
实验表明此种测定方法所需样品量少，测量时间短，是测定黄柏皮中小檗碱和非洲防己碱含量的最优化方法。
3.3SFE在其他成分研究中的应用
3.3.1对独活化学成分的萃取与分离
采用超临界CO2-分子蒸馏技术对独活化学成分进行萃取与分离，并对其提取物和蒸出物进行GC-MS分析，结果从超临界CO2萃取物和蒸出物中分别得到37种和29种成分，表明用超临界CO2-分子蒸馏技术提取独活化学成分是一种先进合理的提取方法。
3.3.2用于大黄素的定量测定研究
建立超临界流体萃取中成药首乌喘息灵胶囊中大黄素的方法。
他们用正交试验法优选SFE提取工艺，并用反相高效液相色谱法进行测定。
在SFE中，确定萃取压力为38.5MPa，温度60度，改性剂量0.4mL，静态萃取时间5min及动态萃取体积5mI。
首乌喘息灵中大黄素的平均回收率为大黄素97.31（RSD1.214）。
结果表明本法是一种快速，准确及效率较高的提取方法。
3.3.3测定何首乌中磷脂成分
建立超临界流体萃取中药何首乌中的磷脂类成分的方法。
采用系统观察法考察了SFE的提取工艺，并用反相高效液相色谱法进行分离测定。
结果确定萃取压力为31.5MPa，温度50度，改性剂加入量0.6Ml/g，静态萃取时间5min及动态萃取体积7mL。
在HPLC中，以WatersSymmetryC18为固定相，甲醇：
1.09/6磷酸溶液（90：
10）为流动相，检测波长206nm。
结果表明：
SFE—HPLC法测定何首乌中的磷脂类成分，为何首乌及其制剂的质量控制提供依据。
3.3.4测定补骨脂中的主要成分
利用超临界流体萃取技术和CGC/FID非在线偶合的方法测定了中药补骨脂中的补骨脂素和异补骨脂素，并对超临界流体萃取过程中影响萃取效果的主要因素采用正交设计法和方差分析法进行了考察，确定了主效应和适宜的操作条件，与传统萃取比较。
认为SFE具有经济、快速、简便、选择性好、环境污染小等优点。
3.3.5分析厚朴药材中厚朴酚和厚朴酚的含量
采用超临界流体萃取法提取厚朴药材中厚朴酚和厚朴酚含量。
从压力、温度、改性剂等多方面探索了萃取的最佳条件，并用大孔径毛细管柱气相色谱法进行含量测定。
结果证明：
该法简便快速，萃取完全，为中药有效成分的提取和质量控制提供了一种有效可靠的方法。
3.3.6分析牡丹皮及制剂中丹皮酚的含量
采用超临界流体萃取法提取中药牡丹皮及其成方制剂中丹皮酚，以氯仿作改性剂，在温度90℃，压力28MPa下，二氧化碳动态萃取体积3mL，静态萃取时间5min。
此法简便快速，萃取完全。
用大孔径毛细管柱气相色谱法作含量监测，结果：
相关性好，中药与制剂的回收率分别为97.8,RSD-2.35；100.3,RSD-1.89。
为中药有效成分的提取和质量控制提供了一种有效可靠的方法。
3.3.7萃取月见草油
采用超临界CO2萃取技术从月见草种子中萃取月见草油，在50°C，25MPa时萃取率为20%，油中7-亚麻酸含量为10.6％,测定了月见草油的酸价和皂化值。
3.3.8苍术属根茎中苍术酮的提取与分析
用SFE-SFC法对苍术属植物中的苍术酮进行了提取分析。
结果显示，SFE法萃取活性成分只需15s即可完成；苍术酮在连接装置中被洗脱分离5min即可直接转移到SFC柱层中进行分析，表明SFE法提取物质纯度高，活性较好；SFE法的回收率比溶剂萃取法高30%，并且样品损失量较少。
3.3.9菊科植物中倍半萜内酯小白菊内酯（par-thenolide）的测定
用CO2-SFE法对龙牙草（Tanacetumparthenium）中的活性成分倍半萜内酯、小白菊内酯进行提取并用气液色谱法进行了分析。
提取时的压力密度及样品的收集方式都是影响萃取效果的因素。
以甲醇或甲氰为夹带剂可以使样品提出量增多，但另一方面却降低了选择性。
3.3.10洋地黄糖苷的提取
用CO2-SFE加入改性剂提取洋地黄糖苷，发现对量化地分离组分发生影响。
这种在高夹带剂含量下的量化的固相组分的萃取和样品在分离器中的损失量，取决于体系的温度和流速。
这进一步说明最佳的温度和流速结合，大量夹带剂，高温，不断沸腾，低流速，最
长的接触时间利于萃取的进行。
4结束语
超临界技术应用于中药或天然药物，具有极大的应用价值和巨大的发展潜力。
中药的研究和开发具有特殊性，即必须具有良好的药理临床效果，所以，SFE技术用于中药必须结合药理临床效果研究。
目前，在国内外有人已系统地用SFE-CO2技术对几十种中草药进行研究与开发，包括萃取分离研究和药理活性、毒理研究及新药的开发研究。
SFE技术的优越性已越来越充分地展现出来，今后的发展方向应从中问原料的提取转向对单味、复方中药新药的开发应用；同时还要加强基础理论和实践应用的研究；提高和改进超临界色谱在中药分析中的应用；进一步加强SFE技术在中药制剂、工艺改革方面的运用及开发，以及质量标准的制定。
由此可见，超临界流体萃取技术在中药领域中具有无限广阔的发展前景，对实现中药现代化和参与国际竞争具有重要的作用和地位，将使中药的研究与开发迈向一个崭新的阶段。
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