植物的藥用成分提取常用萃取工藝進(jìn)展

發(fā)布時間：2005-08-23 地球上存在數(shù)百萬種高等植物，目前使用中的許多種藥物以及絕大多數(shù)香精油均來自天然植物。故植物有效成分的萃取工藝始終是人們研究的重要課題。目前在歐洲與美國有多家公司正在從事高技術(shù)的植化產(chǎn)品提取。現(xiàn)將植化產(chǎn)品萃取工藝的發(fā)展情況作一番綜合介紹以饗讀者。

植物成分的常用萃取工藝大體上可分成四大類即：1．蒸汽萃??；2．碳?xì)淙軇?如已烷、石油醚等等)萃??；3．氯化溶劑(如氯氟碳類)萃取；4．C02超臨界萃取。蒸汽萃取工藝可謂是歷史悠久。遠(yuǎn)在2000多年以前，印度北方邦的一些土著居民即已知道如何利用水蒸汽來提取鮮花中的香精油供祭神時使用。直到現(xiàn)在，土耳其、印度和中國不同玫瑰花和鮮薄荷產(chǎn)區(qū)的農(nóng)民仍在利用土設(shè)備依靠水蒸汽提取玫瑰油與薄荷油等大宗香精油。遺憾的是，盡管蒸汽萃取香精油容易土法上馬以及設(shè)備投資不高，但其缺點(diǎn)是產(chǎn)品(如香精油)收率太低。如據(jù)統(tǒng)計在土耳其玫瑰花產(chǎn)區(qū)平均每半噸玫瑰花約需要消耗半噸水蒸汽，但玫瑰油成品僅為125克。

碳?xì)淙軇┹腿」に嚤日羝崛〈蟠笄斑M(jìn)了一步，且所得產(chǎn)品(收率)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于后者。例如以常用的已烷萃取工藝為例:已烷提取通過在一只狀如園筒式洗衣機(jī)的轉(zhuǎn)筒中進(jìn)行,轉(zhuǎn)筒(提取器)的密閉性極好，以防溶劑(已烷)的自由揮發(fā)。已烷可提取出鮮花(如玫瑰)中絕大部分香精油。但該工藝也有缺點(diǎn)，由于已烷的溶解性極佳，故它能將鮮花中所有揮發(fā)性成分(VOC)統(tǒng)統(tǒng)浸提出來。例如在提取花中香精油時已烷將花中的脂肪酸和甘油三酯等無用成分也連帶提取在香精油中，為此人們不得不進(jìn)行二次加工以除掉這些無用成分。目前在印度鮮花之類仍沿用蒸汽萃取老工藝提取香精油，因為水蒸汽所提取得到的精油香味馥郁很少有雜質(zhì)。只有胡椒油和山雞椒油等產(chǎn)品利用已烷萃取。氯化溶劑(如氯氟碳類)萃取與碳?xì)淙軇┹腿」に嚧笸‘?。兩者都?產(chǎn)品)收率高等優(yōu)點(diǎn)以及存在環(huán)境污染問題和爆炸的危險。此外，無論碳?xì)淙軇┻€是氯氟碳溶劑成本都大大高于水蒸汽。此外，產(chǎn)品中還有微量殘留溶劑易造成產(chǎn)品污染，相比之下水蒸汽提取雖然工藝落后，但所得產(chǎn)品不存在溶劑殘留現(xiàn)象，對人體十分安全，這也是該工藝沿用至今的原因之一。當(dāng)然，溶劑提取也有其優(yōu)點(diǎn)，即產(chǎn)品收率較高，在產(chǎn)品要求不高的場合，溶劑提取不失為一種常用萃取手段。

二氧化碳超臨界萃取是九十年代初問世的最新萃取工藝。所謂“超臨界”系指在350—500Pa的巨大壓力下將二氧化碳壓縮成為液體(當(dāng)然這必須在耐壓性密封性極好的容器中進(jìn)行)，然后利用液狀二氧化碳將植物中的有效成分萃取出來，最后減壓，回收二氧化碳?xì)怏w(或直接排入大氣中亦可)即得到純凈的植化產(chǎn)品。目前在國際上C02超臨界萃取為一大熱門課題。許多植化產(chǎn)品(如銀杏黃酮與銀杏內(nèi)酯等高附加值產(chǎn)品)均已采用這方式提取。所得產(chǎn)品純度高，色澤好，收率亦高。但C02超臨界萃取設(shè)備極其昂貴(如一臺小型提取設(shè)備即要10多萬美元)。這是由于它工作壓力極高，設(shè)備全部用特種不銹鋼加工而成，耐壓部件的壁厚均在10cm以上。盡管如此，C02超臨界萃取的最大優(yōu)點(diǎn)是C02本身對產(chǎn)品無污染，也不存在環(huán)境污染問題，故該工藝代表今后植化產(chǎn)品提取的主要方向，在下一世紀(jì)中C02超臨界萃取一定會在生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用。

另據(jù)國外最新報道，英國一公司(Advanced Phytonics Co．)不久前發(fā)明了一種植化產(chǎn)品提取新工藝，其關(guān)鍵在于采用了一種新型溶劑"klea"(HFC 134a，l，l，1，2—四氟烷)。Klea的沸點(diǎn)僅為—26．2℃，它是一種清徹、透明的無色液體，不會燃燒。此外，Klea是一種惰性溶劑，一旦聚合后即成為“特氟龍”(聚四氟乙烯)。Klea無毒無臭，在室溫中呈蒸汽狀態(tài)，壓力僅5bar(香檳酒的酒瓶內(nèi)壓力也有6bar)。用Klea提取植化產(chǎn)品時對設(shè)備的耐壓要求不高，但需要密封性好(防止溶劑揮發(fā))。絕熱時產(chǎn)生的壓力有助于液體對產(chǎn)品的滲透提取，從而可以提高收率。提取結(jié)束后可利用低真空回收Klea，且產(chǎn)品基本上無殘留溶劑。由于整個提取過程在室溫中進(jìn)行，無需加熱，故可節(jié)省能源，且產(chǎn)品中殘留溶劑僅有20PPb(10億分之20)，大大高于安全標(biāo)準(zhǔn)。Klea提取的最大優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)成本極低，因為①溶劑可完全回收，反復(fù)使用；②溶劑價格低廉，無毒性。英國曾將各種萃取工藝的投資及資金回收所需時間作了一番對比。以咖啡豆提取為例，已烷萃取9個月，蒸汽提取37個月，C02超界萃取540個月，Klea萃取4個月。由此可見，Klea提取是一種多快好省的植化產(chǎn)品提取新工藝。此外，Klea適用于多種植物成分的提取如香精油生產(chǎn)(如玫瑰油、風(fēng)信子油、小蒼蘭油)以及茴香油、胡椒油和藥用活性成分提取等均可使用Klea作為主要溶質(zhì)。

Klea萃取最成功的例子首推香子蘭酚。從前人們利用蒸汽萃取丁香油再分離出香子蘭酚，改用Klea作溶劑萃取的丁香油經(jīng)用質(zhì)譜分析其主要成分不僅有香子蘭酚，還有乙基香蘭酚(一種高檔香精油)成分。這是因為水蒸汽易破壞乙基香蘭酚，而Klea系在室溫中提取，故可以最大限度保留丁香花中的有效成分。

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