天然產(chǎn)物提取工藝學(xué)簡介：資源、環(huán)境與持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略問題已成為人類社會(huì)所面臨的全球性熱點(diǎn)問題，要求精細(xì)、高-效利用生物資源。吾國生物資源豐富，每種生物又由多種物質(zhì)組成，它們都屬于動(dòng)物、植物、昆蟲、海洋生物及微生物主代謝和次代謝的化學(xué)物質(zhì)，也叫天然產(chǎn)物，這就構(gòu)成了豐富多彩的天然產(chǎn)物資源。
常溫超高壓技術(shù)
高壓生物化學(xué)研究已經(jīng)證明：壓力達(dá)到一定值，
蛋白質(zhì)、多糖（淀粉、纖維素）等有機(jī)大分子會(huì)發(fā)生變性，但生物堿、低聚糖、甾、萜、苷、揮發(fā)油、維生素等小分子物質(zhì)則不發(fā)生任何變化。
在高壓生物化學(xué)的研究中還證明了：高壓滅菌的機(jī)理是，壓力作用于微生物，使細(xì)胞壁變性、破裂，細(xì)胞內(nèi)容物外泄，從而使微生物致死。在肉、魚、水果、蔬菜的高壓加工中也證實(shí)了細(xì)胞的這種變化。
超高壓提取就是利用了超高壓對(duì)生物材料的這種作用實(shí)現(xiàn)有效成分提取的。植物細(xì)胞壁上有很多微孔，因此我們可以把植物細(xì)胞壁看作是由許多微孔組成的薄膜。當(dāng)植物細(xì)胞處于溶劑中時(shí)，溶劑將通過這些微孔進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部。
超聲波提取技術(shù)
超聲波是一種高頻率的機(jī)械波。超聲場主要通過超聲空化向體系提供能量。頻率范圍在15-60kHz的超聲，常被用于過程強(qiáng)化和引發(fā)化學(xué)反應(yīng)，超聲波在天然產(chǎn)物有效成分提取等方面已有了一定作用。其原理主要是利用超聲的空化作用對(duì)細(xì)胞膜的破壞，有助于有效成分的溶出與釋放，超聲波使提取液不斷震蕩，有助于溶質(zhì)擴(kuò)散，同時(shí)超聲波的熱效應(yīng)使水溫基本在57℃，對(duì)原料有水浴作用。超聲波提取與傳統(tǒng)的回流提取、索氏提取發(fā)比較，具有提取速度快、時(shí)間短、收率高、無需加熱等優(yōu)點(diǎn)。已被許多天然產(chǎn)物分析過程選為供試樣處理的手段。
微波輔助提取技術(shù)
微波是一種非電離的電磁輻射。微波輔助提取（Microwave Assisted Extraction，MAE）是利用微波能來提高萃取率的新發(fā)展起來的技術(shù)。被提取的性分子在微波電磁場中快速轉(zhuǎn)向及定向排列，從而產(chǎn)生撕裂和相互摩擦引起發(fā)熱，可以保-證能量的快速傳遞和充分利用，易于溶出和釋放。微波輔助提�。ㄒ韵潞喎Q微波提取）的研究表明，微波輻射誘導(dǎo)萃取技術(shù)具有選擇性高、操作時(shí)間短、溶劑耗量少、有效成分收率高的特點(diǎn)，已被成功應(yīng)用在藥材的浸出、中藥活性成分的提取方面。它的原理是利用磁控管所產(chǎn)生的每24.5億次超高頻率的快速震動(dòng)，使藥材內(nèi)分子間相互碰撞、擠壓，這樣有利于有效成分的浸出，提取過程中，藥材不凝聚，不糊化，克服了熱水提取易凝聚、易糊化的缺點(diǎn)。
微波萃取技術(shù)有一定的局限性，只適宜于對(duì)熱穩(wěn)定的產(chǎn)物。
酶法提取技術(shù)
天然植物的細(xì)胞壁由纖維素構(gòu)成，其中的有效成分往往是包裹在細(xì)胞壁內(nèi)。酶法就是利用纖維素酶、果膠酶、蛋白酶等（主要是纖維素酶），破壞植物的細(xì)胞壁，以利于有效成分-大限度溶出的一種方法。酶反應(yīng)可以較溫和的將植物組織分解，從而大幅度提高提取效率。
分子蒸餾技術(shù)
分子蒸餾技術(shù)出現(xiàn)于20世紀(jì)30年代，目在許多國家工業(yè)上得到了規(guī)�；瘧�(yīng)用。中國的分子蒸餾技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)成功運(yùn)用于醫(yī)藥、精細(xì)化工、油脂化工、食品添加劑等行業(yè)中，在中藥產(chǎn)業(yè)正逐步得到重視。
在高真空度下，液體分子只需很小的能量就能克服液體內(nèi)部引力，離開液面而蒸發(fā)。分子蒸餾是在高的真空度下，依靠混合物分子運(yùn)動(dòng)平均自由程的差異，是液體在遠(yuǎn)低于其沸點(diǎn)的溫度下迅速得到分離。
分子運(yùn)動(dòng)自由程指一個(gè)分子與其它分子相鄰兩次碰撞之間所走過的路程。某時(shí)間間隔內(nèi)自由程的平均值稱為分子運(yùn)動(dòng)平均自由程。在壓力和溫度一定的條件下，不同種類的分子由于分子有效直徑的不同，其分子平均自由程也不同。從統(tǒng)計(jì)學(xué)觀點(diǎn)來看，不同種類的分子逸出液面后不與其他分子碰撞的飛行距離是不同的，輕分子的平均自由程大，重分子的平均自由程大小。如果冷凝面與蒸發(fā)面的間距小于輕分子的平均自由程，而大于重分子的平均自由程，這樣輕分子可達(dá)到冷凝面被冷卻收集，重分子因達(dá)不到冷凝面相互碰撞而返回液面，從而實(shí)現(xiàn)了混合物料的分離。
超臨界流體萃取技術(shù)
超臨界流體萃�。⊿upercritical Fluid Extraction， SFE）技術(shù)是20世紀(jì)60年代興起的一種新型分離技術(shù)。20世紀(jì)80年代中期以來，由于其選擇分離效果好、提取率高、產(chǎn)物沒有有機(jī)溶劑殘留、有利于熱敏性物質(zhì)和易氧化物質(zhì)的萃取等特點(diǎn)SFE技術(shù)逐漸被運(yùn)用到天然產(chǎn)物有效成分的提取分離上，并且與GC、IR、GC-MS、HPLC等聯(lián)用形成有效的分離技術(shù)。
超臨界流體（Supercritical Fluid，SF）是指在臨界溫度（Tc）和臨界壓力（Pc）以上，以流體形式存在的物質(zhì)，目研究較多、chang用的超臨界流體是二氧化碳。在超臨界狀態(tài)下將SF與待分離的物質(zhì)接觸，使其有選擇性地溶解其中的某些組分。SF的密度和介電常數(shù)隨著密閉體系壓力的增加而增加，因此利用程序升壓可將不同性的成分進(jìn)行分步提取。然后通過減壓、升溫或吸附的方法使超臨界流體變成普通氣體，讓被萃取物質(zhì)分離析出，從而達(dá)到分離提純的目的，這就是超臨界流體萃取的基本原理。
目，超臨界萃取技術(shù)的分離主要用于揮發(fā)油、生物堿類、香dou素和木脂素類、黃酮類、萜類、苷類、醌類等天然產(chǎn)物活性成分提取。
大孔樹脂吸附
大孔吸附樹脂是20世紀(jì)60年年-代發(fā)出的一類新型高分子分離材料，是一種高聚物吸附劑，根據(jù)其孔徑、比表面積及構(gòu)成類型分為許多型號(hào)。20世紀(jì)70年代末我國有學(xué)者開始用來進(jìn)行天然產(chǎn)物有效成分的分離純化研究。
大孔吸附樹脂分離技術(shù)的應(yīng)用原理主要是利用特殊的吸附劑——大孔吸附樹脂的吸附性和分子篩相結(jié)合的原理，從天然產(chǎn)物提取液中有選擇的吸附住其中的有效成分，去除雜質(zhì)。特別是非性吸附樹脂，在吸附提取液中的有效成分時(shí)，主要是物理結(jié)構(gòu)（如比表面積、孔徑等）在起吸附作用。
采用大孔吸附樹脂分離純化操作的基本程序大多是：天然產(chǎn)物提取液?通過大孔樹脂吸附有效成分?乙醇溶液梯度洗脫?回收溶劑?得到提取液浸膏?干燥?半成品。
大孔吸附樹脂工藝對(duì)于富集天然產(chǎn)物中的黃酮類、生物堿類、苷類等有效成分是卓有成效的。
膜分離技術(shù)
膜分離技術(shù)（Membrane Separation Technique，MST）是一項(xiàng)新興的高-效分離技術(shù)，已被國ji公認(rèn)為是20世紀(jì)末到21世紀(jì)中期有發(fā)展途的一項(xiàng)重大生產(chǎn)技術(shù)。是利用天然或人工合成的具有選擇透過性的薄膜，以外界能量或化學(xué)位差為推動(dòng)力，對(duì)雙組分或多組分體系進(jìn)行分離、分、提純或富集的技術(shù)。膜分離技術(shù)（以下簡稱膜技術(shù)）包括超濾、微濾、納濾和反滲透等。
目該技術(shù)也被廣泛應(yīng)用于中藥制劑的生產(chǎn)方面，尤其是超濾技術(shù)自20世紀(jì)90年代以來以其高-效、節(jié)能和綠色等特點(diǎn)，在中藥制劑中的應(yīng)用越來越多。
膜分離技術(shù)的應(yīng)用原理近似機(jī)械篩，是以壓力為推動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)溶質(zhì)與溶劑的分離，溶劑（水）和其它小分子量溶質(zhì)透過具有不對(duì)稱微孔結(jié)構(gòu)的濾膜，大分子溶質(zhì)和微粒（如蛋白質(zhì)、病毒、細(xì)菌、膠體等）被濾膜阻留，從而達(dá)到分離、提純和濃縮產(chǎn)品的目的。在常溫下操作，無相變，能耗低。
采用超濾技術(shù)可以濾除天然產(chǎn)物水提液中的相對(duì)分子量大于幾萬的雜質(zhì)（無效成分），如纖維素、黏液質(zhì)、樹膠、果膠、淀粉、鞣質(zhì)、蛋白質(zhì)（少數(shù)藥材除外）、樹脂等成分。
澄清技術(shù)
近年來，一些新材料、新技術(shù)開始應(yīng)用于天然產(chǎn)物提取液的澄清。不僅可降低成本、縮短生產(chǎn)周期，也能保-證制劑穩(wěn)定性及有效成分的含量。如101果汁澄清劑、甲殼素、ZTC天然澄清劑等在提取液澄清方面的應(yīng)用，很大程度上解決了經(jīng)典乙醇沉淀法引起的餓問題。101果汁澄清劑是水溶性膠狀物質(zhì)，安全無毒，不引入雜質(zhì)并可隨沉淀后的不溶性物質(zhì)一同除去。甲殼素類（如殼聚糖）帶正電荷，可沉降提取液中帶負(fù)電荷的懸浮物。ZTC天然澄清劑可出去鞣質(zhì)、蛋白質(zhì)、膠體等不穩(wěn)定成分，且對(duì)有效成分影響不大。
分子印跡技術(shù)
分子印跡技術(shù)（Molecular Imprinting Technology，MIT）是20世紀(jì)末出現(xiàn)的一種高選擇性分離技術(shù)，這種技術(shù)是選用能與印跡分子產(chǎn)生特定相互作用的功能性單體，在印跡分子周圍與交聯(lián)劑進(jìn)行聚合，形成三位交聯(lián)的聚合物網(wǎng)絡(luò)，然后，通過合適的溶劑除去印跡分子，在聚合物網(wǎng)絡(luò)中形成空間和化學(xué)功能與印跡分子互補(bǔ)的空穴。整個(gè)聚合過程可分為三步：印跡、聚合、去除印跡分子。
原創(chuàng)作者：上海遠(yuǎn)慕生物科技有限公司
客服一
