浸提与精制课件

第六章 浸提、精制、浓缩、干 燥 【 教学目的 】 掌握中药浸提、药液浓缩与干燥过程及影响因素；常用 精制、浓缩、干燥方法的原理、特点与应用 熟悉中药浸提、精制的目的；中药浸提常用的溶剂与辅 助剂 了解常用浸提设备的性能与应用；浓缩与干燥设备的结 构特点 内容 第一节 浸提 第二节 精制 第三节 浓缩 第四节 干燥 第一节 浸提 一、浸提的过程与影响因素 二、常用浸提的溶媒与辅助剂 三、常用浸提的方法与设备 l 什么是浸提： 采用适宜的溶媒与方法将中药材中有效成分浸出的过 程 l 浸提的目标： l 尽量浸出有效成分或有效部位 l 最大限度的避免浸出无效甚至有害的物质 l 简化分离精制工艺 l 减少服用剂量、增加制剂的稳定性、提高疗效 l 沿革： 最早的 汤液精 一、浸提的过程与影响因素 l条件选取原则： l 疾病的特点 l 中药的性质 l 用药途径和剂型的需要 l 生产设备 （一）浸提原理 1.润湿与渗透 2.解吸与溶解 3.扩散 1.润湿与渗透 l 润湿： 溶剂使药材表面润湿 l 渗透：溶剂进入药材空隙和裂缝中，渗透进细胞 组织 与溶剂性质与药材性质有关 脱脂处理 进行干燥 加入适量表面活性剂 2.解吸与溶解阶段 l解吸 l溶解 l影响因素：相似相溶 水和低浓度的乙醇 高浓度的乙醇 加入表面活性剂、酸、碱、加热 3.扩散 （二）影响浸提的因素 1.药材的性质 （ 1）药材中药物成分 （ 2）药材粒度： 粉碎得愈细，浸出效果愈好 不宜过细 粉末吸附作用亦增加 细胞内大量不溶物及较多的树脂、黏液质等 混入或浸出 操作带来不便 2.浸提的条件 （ 1）温度 （ 2）时间 （ 3）浓度差 （ 4）溶媒用量 （ 5） pH （ 6）压力 二、常用浸提溶媒与辅助剂 （一）常用的溶剂 水、乙醇、乙醚、氯仿、丙酮、石油醚、 脂肪油、甘油、丙二醇、脂肪油 1.水 l能体现中医用药特色，易接受，经济易得 l极性大，溶解范围广 生物碱盐类、甙、苦味质、有机酸盐、鞣质、 蛋白质、糖、树胶、色素、多糖类、酶和少量的 挥发油都能被水浸出。 l其选择性差，容易浸出大量无效成分 l能引起一些有效成分（如某些苷类）的水 解，或促进某些化学变化。 2.乙醇 l 乙醇为半极性溶剂，溶解性能界于极性与非极性溶剂之间 l 各种中药材化学成分在乙醇中的溶解度随乙醇的浓度而变 化 90%以上 ： 挥发油、脂溶性成分、树脂、色素等 70 90 ： 内酯、木脂素、苷元等 50 % 70% ： 生物碱、苷类等 50%以下 ： 蒽醌类、极性大的黄酮、生物碱及其盐 乙醇含量大于 40%时，能延缓许多药物，如酯类、甙类等 成分的水解，增加制剂的稳定性 乙醇含量达 20%以上时具有防腐作用 l 耗能较水少，应注意安全防护 l 具有一定的药理作用，价格较贵 3.其他 l丙酮 新鲜动物药材的脱脂与脱水、防腐 正丁醇 皂苷类 l乙酸乙酯 萜类及亲脂性物质 l乙醚、石油醚 脂肪油类较多的药材脱脂 （二）浸提辅助剂 l浸提辅助剂： 指为提高浸提效能，增加浸 提成分的溶解度，增加制剂的稳定性，以 及去除或减少某些杂质，特加于浸提溶剂 中的物质。 l品种： 酸，碱、甘油及表面活性剂等。 1、酸 l目的：促进生物碱的浸出；提高部分生物 碱的稳定性；使有机酸游离，便于用有机 溶剂浸提；除去酸不溶性杂质等。 l操作：将酸一次加于最初的少量浸提溶剂 中，能较好地控制其用量。 l常用的酸：硫酸、盐酸、醋酸、酒石酸、 枸橼酸等。 l注意：不宜过多，注意安全 2、碱 l目的： 增加特效成分的溶解度和稳定性 l操作：与加酸相同 l常用：氢氧化铵（氨水） 3、表面活性剂 l目的： 能降低药材与溶剂间的界面张力， 使润湿角变小，促进药材表面的润湿性， 利于某些药材成分的提取 二、常用浸提方法与设备 l 煎煮法 l 浸渍法 l 渗漉法 l 回流法 l 水蒸气蒸馏法 l 超临界流体萃取法 l 酶法、 l 微波提取法 l 超声波提取法 （一） 煎煮法 1.特点 l用水作溶剂，将药材加热煮沸一定的时间 ，以提取其所含成分 l适用于有效成分能溶于水 ,且对湿、热较 稳定的药材 l能杀酶保苷 l杂质较多，精制不利，易霉败变质 2、操作方法 l过程：浸泡 煎煮 滤过 合并煎出液 l方法： 常压煎煮法：一般性药材 加压煎煮法：高温下不易被破坏，或在 常 压下不易煎透的药材 （ 1）一般提取器： 敞口倾斜式夹层锅， 搪瓷玻璃罐或不锈钢罐 2、常用设备 （ 2）多功能提取罐： l 可常压常温、加压高 温、减压低温、 l 水提、醇提、提油、 蒸制 l 回收药渣中溶剂等 l 气压自动排渣，操作 方便，安全可靠 l 提取时间短，生产效 率高 （ 3）球形煎煮罐 （二）浸渍法 l浸渍法：是用定量的溶剂，在一定的温度 下，将药材浸泡一定的时间，以提取药材 成分 l类型 l冷浸渍法 l热浸渍法 l重浸渍法 （ 1）冷浸渍法 l 操作方法：室温下 l 范围： 直接制得药酒、酊剂，可进一步制备流浸膏、浸膏、片剂、 冲剂等。 （ 2）热浸渍法 l40 70 进行浸渍，以缩短浸提时间，余 同冷浸渍法操作。 l药酒的制备 （ 3）重浸渍法 l多次浸渍法 l可减少药渣吸附浸液所引起的药物成分的 损失量 l操作方法： 特点： 适用于遇热易破坏、黏性药物、无组织结构的药 材、新鲜及易于膨胀的药材、价格低廉的芳香性 药材 不适于贵重药材、毒性药材及高浓度的制剂 溶剂的用量大，溶剂的利用率较低，有效成分浸 出不完全 所需时间较长，有效成分不完全 3、常用设备 （ 1）浸渍器 （ 2）压榨器： （三）渗漉法 l 将药材粗粉置渗漉器内，溶剂连续地 从渗漉器的上部加入，渗漉液不断地 从下部流出，浸出药材中有效成分 特点： l 动态浸出，溶剂利用率高，成分浸出完 全 l 贵重药材、毒性药材及高浓度制剂 l 有效成分含量较低的药材的提取 l 新鲜的及易膨胀的药材、无组织结构的 药材不宜选用 l 溶剂用量大 1、渗漉法的类型与设备 （ 1）单渗漉法 粉碎： 中等粉或粗粉 润湿： 药粉一倍量溶剂 药粉充分地均匀润湿和膨胀（ 15分钟 6小时） 装筒： l 选择渗漉器 l 药粉的松紧及使用压力 l 药粉量 l 分层装筒、层层压平、松紧适度 排气： 浸渍： 渗漉： l 慢速：一般 1000g药材每分钟流出 1 3ml l 快速：一般 1000g药材每分钟流出 3 5ml （ 2）重渗漉法 （ 3）加压渗漉法 （四）回流法 (自学 ) （五）水蒸气蒸馏法 (自学 ) （六） 超临界流体提取法 Supercritical Fluid Extraction 1、超临界流体及其性质 l 超临界流体： l 性质： 物质的溶解度大 传质快。 2、超临界流体提取的基本流 程 3、超临界提取的特点 l 操作周期短、效率高。 l 适用于含量低、产值高、高质量成分的提取 l 适用于 “热敏性 ”成分的提取，可防止其氧化和降 解 （七）酶法 l酶法提取：利用酶的催化作用，将植物壁 分解，提高提取效率 l特点：专一性、可降解性、高效性；反应 条件温和；减少化学品的使用及残留等 l酶的种类： 果胶酶、半纤维素酶、多酶复合体 甘蔗渣多糖 （八）微波提取法 l 微波：波长 1mm1m,300MHz-300GHz之间 l 微波加热：利用微波场中介质的偶极子转向极化 与界面极化的时间与微波频率吻合的特点，促使 介质转动能级跃迁，加剧热运动，将电能转化成 热能 l特点： 时间短，收率高； 物料不需干燥； 热 效率高，节省能源； 溶剂用量少； 选 择性提取； 多溶剂分别提取。 （九）超声波提取法 l基本原理： l 机械作用 l 热学作用 l 空化作用 l特点： l 省时 l 节能 l 效率高 第三节 精制 一、常用分离方法与设备 二、常用纯化方法 一、常用分离方法与设备 l固 -液分离 : 将固体 -液体非均相体系用适当方 法分开的过程 l范围： n 药渣、沉淀物、泥砂及其他固体杂质 n 浸提液的精制、药物重结晶 n 注射剂的除菌 l分类： 沉降分离法、离心分离法和滤过分离法 。 （一）沉降分离法 l 沉降分离法： l特点： n分离不够完全 n利于进一步分离操作 n不宜于料液中固体物含量少、粒子细而轻 者 （二）离心分离法 概述 l 利用混合液密度差来分离料液，动力为离心力 l 范围： n 含不溶性微粒的粒径很小或黏度很大的滤浆 n 需将两种密度不同且不相混溶的液体混合物分开 l 离心机的分类 1）按分离因数 a 的大小分类 分离因数：离心时物料所承受的离心力与自身 重力的比例 分 类 适用 常速离心机 3000 易分离的混 悬滤浆 ，物料脱水 高速离心机 3000 50000 细 粒子，黏度大的 滤浆 及乳 浊 液的分离 超高速离心 机 50000 微生物学、抗生素 发 酵液、 动 物生化 制品等的固液两相的分离 2、按离心操作性质分类 分 类 实 例 适用 滤过 式 三足式离心 机 悬 浮液中固体和液体的分离 沉降式 沉淀离心机 注意管内装料重量 对 称，偏重 则损 坏 设备 分离式 管式高速离 心机 注意管内装料重量 对 称，偏重 则损 坏 设备 （三）滤过分离法 l 滤过分离： 将固 -液混悬液通过多孔的介质，使固 体粒子被介质截留，液体经介质孔道流出 1.滤过方式 l表层滤过： 料液中大于滤器孔 隙的微粒全部被截 留在滤过介质的表 面 l深层滤过：微粒截留在 滤器的深层 n 滤过介质固体表面存在范德华力 n 滤器上有静电吸引或吸附作用 n 滤器具有不规则的多孔性结构， 孔隙错综迂回，数量多 n 滤渣形成 “ 架桥现象 ” 2.滤过速度与影响因素 l 将滤渣层中的间隙假定为均匀的毛细管聚束 ,液 体的流动遵守 Poiseuille 公式 l P为加于滤渣层的压力 ,t为滤过时间， r为滤渣层 毛细管的半径、 l为长度， 为料液的黏度， 滤渣层两侧的压力差 在滤过的初期，滤过速度与滤器的面积 成正比。 滤速与滤材或滤饼毛细管半径成正比 滤速与毛细管长度成反比，沉积的滤渣 层愈厚，则滤速愈慢 滤速与料液黏度成反比 3.常用的助滤剂 l品种： 滤纸浆、硅藻土、滑石粉、活性炭 l机制： 降低阻力，减小黏度 l用法： 在滤材上铺一层助滤剂 将助滤剂混入待滤液中，搅拌均匀 l不利影响 n活性炭对黄酮、生物碱及挥发油等成分有 吸附性 n滑石粉能吸附挥发油等成分 l常用量为 0.2% 2% 4.滤过方法与设备 （ 1）常压滤过 l常用玻璃三角漏斗、搪瓷漏斗、金属夹层 保温漏斗 l常用滤纸或脱脂棉作滤过介质。 （ 2）减压滤过 l滤器：布氏漏斗、垂熔玻璃滤器 l范围： （ 1）非黏稠性料液和含不可压缩性滤渣的滤 浆的滤过 （ 2）注射剂生产：作滤除活性炭。 （ 3）垂熔玻璃滤器：注射剂，口服液剂、滴 眼液的滤过。 （ 3）加压滤过 1）压滤器 （ 2）板框压滤机 本机适用于黏度较低，含 渣较少的液体作密闭滤过 （ 4）薄膜滤过 1)概述： l利用对组分有选择透过性的薄膜，实现混 合物的组分分离 l推动力： 浓度差、压力差、分压差和电位差 l特点： u能耗低，操作方便，不产生二次污染 u可避免组分受热变质或混入杂质 （ 2）膜的分类方法 l材料： 固体膜 液体膜 l来源： 天然膜 合成膜 : 无机材料膜 有机高分子膜 l膜体结构： 致密膜 多孔膜 : 微孔膜 大孔膜 l膜的功能： 超滤膜 反渗透膜 渗析膜 气体渗透膜 离子交换膜 l固体膜： 平面膜 管状膜 中空纤维膜 微孔滤膜 microfiltration F 1）截留粒径范围： 0.03 10m 2）适用范围： 滤除细菌和细小的悬浮颗粒 精滤 水针剂及大输液的滤过 热敏性药物的除菌净化 制备高纯水 液体中微粒含量的分析和无菌空气的净化 3）特点 孔径比较均匀，滤过精度高度准确 孔隙率高，滤速快 滤膜质地薄，对料液的滤过阻力小，滤速 快，且吸附少 滤过时无介质脱落，对药液不污染 易堵塞，故料液必须先经预滤处理。 微孔膜滤器 l圆盘形膜滤器 l圆筒形膜滤器 超滤 （ ultrafiltration） 1）粒径范围： 1 20nm,相当于分子量为 300 300000 2）孔径规格： 不以尺寸大小为指标 ,一般 是以分子量截留值为指标 3）结构 一种呈锥形的超滤膜 5）基本原理 6）超滤设备的类型 7）影响超滤操作的因素： 浓度： 分子的形状和大小： 搅拌程度： 温度： 黏度： 压力： pH：蛋白质溶液在其等电点附近时滤速慢 溶质的溶解度：低容易生成凝胶层 溶质间的相互影响：大分子物质可能形成 次级膜而影响小分子物质通过。加入表面 活性物质时，可使聚集的分子囊束分散 9）超滤的应用 n用于药物、注射剂的精制 n蛋白质、酶、核酸，多糖类药物的超滤浓 缩 n蛋白质和酶类制剂的超滤脱盐 n不同分子量的生化药物 n分级分离和纯化 n超滤除菌 n酒类和饮料的滤过 n高纯水的最终处理 在中药中的应用 二、常用纯化方法 （一）水提醇沉淀法 1、工艺依据 根据药材中各种成分在水和乙醇中的溶解性不同 成本低，安全性高 中药材 浸膏 苷类 氨基酸 生物碱盐类 有机酸等 蛋白质、糊化淀粉 、黏液质、油脂、 脂溶性色素、树脂 、树胶、部分醣类 水提 醇沉 醇 浓 度 (%) 去除物 质 50-60 淀粉 75 蛋白 质 80 全部蛋白 质 、多糖、无机 盐 类 2、操作要点 中药材 水提液 浓缩液 混合液 澄清溶液 煎煮 浓缩 加醇 ,静置 ,冷藏 过滤 （ 1）药液的浓缩 l浓缩（ 50 60 ， 1.0），后再乙醇 l浓缩时采用减压低温 l浓缩前后可视情调节 pH 黄酮苷类在弱碱性水溶液中溶解度增大 生物碱在酸性溶液中溶解度增大 蛋白质在 pH值接近等电点时易沉淀去除 （ 2）加醇的方式 l逐步提高乙醇浓度 l慢加快搅 l分次醇沉 l梯度递增法醇沉 （ 3）醇量的计算 l分次醇沉时，每次需达到某种含醇量，其 加醇量 l式中， x为需加入浓乙醇体积（ ml）； V为 浓缩药液的体积（ ml）； C1为浓乙醇的浓 度（ %）； C2为所需达到