浸提的原理与影响因素
中药的浸提过程
无细胞结构的药材(矿物药、树脂类药材等),其成分可直接溶解或分散于溶剂中。对具有完好细胞结构的中药材而言,浸提过程包括浸润、渗透、解吸、溶解、扩散等相互联系的阶段。
1. 浸润与渗透阶段
溶剂接触药材后首先附着于药材表面使之润湿,而后借助液体静压力和毛细管的作用,渗透进入药材细胞组织内。
溶剂能否使药材表面润湿,与溶剂性质和药材性质及附着层的特性有关。如果药材与溶剂之间的附着力大于溶剂分子间的内聚力,则药材易被润湿。植物性药材中含有较多带极性基团的物质,如纤维素、蛋白质、糖类等,一般易被极性溶剂润湿。若药材中含有阻碍其润湿的成分,则应作适当处理后再浸提。例如含脂肪油较多的药材须先行脱脂处理,再以水或乙醇浸提。在溶剂中加入适量表面活性剂也有利于药材被润湿。
2. 解吸与溶解阶段
在干燥药材中,药物成分沉积在细胞内或被细胞组织吸附。溶剂渗透进入细胞后,必须首先解除这种吸附作用(即解吸)。已经解吸的各种成分遵循“相似相溶”规律溶解于溶剂中,即为溶解阶段。加热提取或在溶剂中加入适量的酸、碱、表面活性剂等,可增加某些有效成分的溶解度,有助于有效成分的解吸与溶解。随着溶液浓度逐渐增大,渗透压增高,溶剂继续向细胞内透入,部分细胞壁膨胀破裂,为已溶解的成分向外扩散创造了有利条件。
3. 浸出成分的扩散阶段
当溶剂溶解大量药物成分后,细胞内溶液浓度显著增高,使细胞内外出现浓度差和渗透压差。细胞外侧纯溶剂或稀溶液向细胞内渗透,细胞内高浓度溶液中的溶质不断地向周围低浓度方向扩散,至细胞内外浓度相等、渗透压平衡时,扩散终止。因此,浓度差是渗透或扩散的推动力。
影响浸提的主要因素
1.药材成分
由扩散系数D得知,分子小的成分先溶解扩散。有效成分多属于小分子物质,主要含于最初部分的浸出液中。但应指出,有效成分扩散的先决条件还在于其溶解度的大小。易溶性物质的分子即使大,也能先浸出来,这一影响因素在扩散公式中未能概括在内。
2.药材粒度
一般说来药材粉碎得愈细,浸出效果愈好。但是药材粒度太小也不利浸出。其原因:①过细的粉末对药液和成分的吸附量增加,造成有效成分的损失。②药材粉碎过细,破裂的组织细胞多,浸出的杂质多。③药材粉碎过细给浸提操作带来困难,例如滤过困难,渗漉时易堵塞等。因此,浸提时宜用薄片或粗粉(通过一号筛或二号筛)。
3.浸提时间
浸提时间愈长,浸提愈完全。但当扩散达到平衡时,时间即不起作用。此外,长时间的浸提会使杂质增加。
4.浸提温度
温度高有利于可溶性成分的溶解和扩散,促进有效成分的浸出。但温度也不宜太高。其原因:①使某些成分被破坏,挥发性成分损失。②无效成分浸出增加,杂质增多。因此,浸提时应控制适宜的温度。
5.溶剂pH值
调节浸提溶剂的pH值,可利于某些有效成分的提取。如用酸性溶剂提取生物碱,用碱性溶剂提取皂甙等。
6.浓度梯度
增大浓度梯度能够提高浸出效率。常用的增大浓度梯度的方法有:①不断搅拌;②更换新鲜溶剂;③强制浸出液循环流动;④用流动溶剂渗漉法。
7.浸提压力
提高浸提压力有利于加速润湿渗透过程,缩短浸提时间。同时在加压下的渗透,可使部分细胞壁破裂,亦有利于浸出成分的扩散。但对组织松软的药材,容易润湿的药材,加压对浸出影响不显著。
8.新技术应用
如用超声波提取、流化浸提、电磁场下浸提、电磁振动下浸提、脉冲浸提等强化浸提方法。
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