天然产物有效成分提取新技术探讨
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天然植物提取分离课题的创新点刚刚接触这个课题,查看了一些文献,发现80%~90%的研究内容都着重于植物有效成分的提取,分离工艺的研究,如果想发高质量的文章,必须得发现新的化合物,希望大家能讨论一下,除了在工艺方面努力,我们是否还能找到其他的创新点呢?我觉得重要的是与生物活性相结合,采用比较新颖的活性研究手段,甚至是从没有过的方法,在工艺方面想要创新只能应用现有的比较新的方法,只有小的改动根本说不上是创新,而且做植化不能在工艺研究上投入太多的精力,否则就变成化工了 .我觉得有两个基本点是不可以脱离的: 1发现有潜在活性的新天然产物。
而次生代谢途径是一次代谢的延续,并对一次代谢途径有很大的影响。
植物的一次代谢与人和大多数动物可以说大同小异,因而次生代谢产物也能对人或动物的代谢途径施加影响。
换言之,绝大多数天然产物都是有潜在活性的。
关键在于你如何获得他,如何探明他的活性。
2 探明天然产物的潜在活性或药效团。
活性筛选和发现的重要性是不言而喻的。
但构效关系的研究药效团的摸索需要更多的化合物。
我觉得创新除了要多和药理结合以外,应多关注一下植物生长环境对次生代谢产物的影响,特别是在恶劣条件下生长的植物和长期受到植物病毒和其他原生体侵扰的植物体内的次生代谢产物。
这往往是找到抗病毒和真菌等天然产物的捷径。
1.运用提取分离新技术,通过与传统提取分离方法的收率比较,寻找最佳提取分离的条件; 2.天然产物绝对构型的测定,分别做药理活性,有效低(无)毒的那种绝对构型,推测药物作用的受体的可能主要结构; 3.根据天然产物的结构,进行结构修饰或合成设计,或者对照已经临床应用的有相似药理活性的化学药物,对该天然产物进行结构修饰和改造。
天然植物提取分离课题的创新点,我也来发表自己的一点看法,首先前人做过的东西未必就没有做的价值,当然从分新化合物的角度来说,我们都很担心,我们中国实验室的普遍设备普遍不及国外,不过可以这样考虑一下,将植物提取物分成不同部分,然后用液-质联用分析一下,如果是已知化合物段就不要重点分离,如果是不确定段可以好好做做。
提取和纯化海洋中的天然产物海洋是地球上最广阔的自然资源之一,其中包含着丰富多样的生物质。
这些生物在海洋中生长,具备了独特的适应能力,因此产生了许多珍贵的有机分子。
这些天然产物具有广泛的应用领域,包括药物开发、食品工业、化妆品等。
为了利用这些天然产物,需要进行提取和纯化的过程,以获取高纯度和高质量的活性成分。
本文将介绍提取和纯化海洋中的天然产物的方法和技术。
一、提取方法在提取天然产物的过程中,需要选择适当的提取方法,以保留生物活性成分并去除无关物质。
常用的提取方法包括溶剂提取、超声波辅助提取、酶解提取等。
1. 溶剂提取法溶剂提取法是最常用的提取方法之一。
它利用溶剂的选择性溶解性质,将目标物质从固体或液体基质中分离出来。
在海洋中的天然产物提取中,醇类、酯类等有机溶剂常被使用。
这些溶剂可以通过不同的萃取工艺,如浸提、渗漏等方式,将有机物质从海洋生物中萃取出来。
2. 超声波辅助提取法超声波辅助提取法是近年来发展起来的一种新型提取技术。
它利用超声波的机械作用和声化学效应,能够加速提取物质的转移和扩散过程。
在海洋天然产物的提取中,超声波能够破坏细胞壁,促进细胞内物质的释放,提高提取效率。
3. 酶解提取法酶解提取法是利用酶的生物催化作用,将生物材料中的有用组分释放出来。
在海洋天然产物的提取中,可以使用特定的酶来降解生物材料中的蛋白质、多糖等组分,以提取目标物质。
这种方法不仅具有高效率和高选择性,还能够保持天然产物的活性。
二、纯化技术提取出的海洋天然产物中常常包含着多种复杂的化合物,需要进行纯化才能得到纯净的化合物。
纯化技术主要包括色谱法、结晶法、膜分离法等。
1. 色谱法色谱法是一种基于物质在固相和液相之间的差异性分离原理的方法。
常用的色谱技术包括薄层色谱、柱层析、高效液相色谱等。
通过控制流动相和固定相的组成和条件,可以实现对海洋天然产物的分离和纯化。
2. 结晶法结晶法是通过溶剂的蒸发或降温,使溶解物质逐渐结晶出来。
天然产物的分离提纯新技术天然产物是指从大自然中获得的具有某种功能或药用价值的有机物质或其混合物。
对于许多医药和生物技术领域的研究人员而言,天然产物一直是研究热点之一。
然而,天然产物大部分都是复杂的混合物,如何从中提取出具有独特功能的单一分子成为了制约天然产物应用的一个瓶颈。
传统的分离提纯技术已经无法满足对天然产物分离、纯化和鉴定的需求,特别是对于复杂的混合物。
而新技术的出现为天然产物的提取、分离和应用提供了新的途径和方法。
一、超临界流体提取技术超临界流体提取技术是一种新兴的分离技术,主要利用超临界流体(包括超临界二氧化碳、超临界水等)提取物质。
目前,超临界流体提取技术的主要优点包括:1. 对于化学敏感的生物分子具有温和的处理条件,从而有助于保留生物分子的活性;2. 提取效率高,且提取速度快,有助于提高研究效率;3. 超临界流体具有高剪切力,可以对混合物进行分离和精确选择提取,提取效果好;4. 提取后的物质几乎不含有毒有害物质和有机残留物,环保无污染。
二、分子印迹技术分子印迹技术是一种基于分子识别原理的新技术。
它主要通过模板分子和交联剂的共同作用形成具有特异性识别性能的高分子材料,以实现对目标分子的识别和分离。
分子印迹技术是一种先进的分离技术,因其具有如下特点而备受研究人员和产业界的关注:1. 可分离和纯化复杂混合物中的天然产物,并且分离效果好,选择性强;2. 分子印迹材料可重复使用,成本低廉,易于制备和改性;3. 对于某些难以分离和检测的目标物质具有很好的选择性和分离效果。
三、基于高效液相色谱(HPLC)的分离技术高效液相色谱(HPLC)是一种快速分离、准确测定复杂混合物中天然产物的先进技术。
基于高效液相色谱的分离技术已经成为了天然产物研究中最重要、最常用的分离技术之一。
基于高效液相色谱的分离技术主要优势包括:1. 可对复杂混合物进行高效分离和纯化,提取的物质质量高;2. 色谱柱材质多样,使用灵活方便,可以应用于各种复杂混合物的研究;3. 色谱检测器的检测灵敏度高,可快速检测出微量物质,自动化程度高;4. 分离效果和纯化效率高,非常适合于药物研究和成分分析。
化学中的天然产物提取技术自然界中存在着大量的天然产物,这些产物往往被广泛应用于医药、食品、化妆品等领域中。
然而,天然产物的提取并不是一件容易的事情,需要运用到化学中的各种技术才能达到良好的提取效果。
本文将介绍化学中的天然产物提取技术,并探讨其在实践中的应用。
一、溶剂提取法溶剂提取法是一种常见的提取技术。
该技术运用了物质的相溶性差异,将天然产物从原材料中提取出来。
在溶剂提取法中,先将天然产物与一定量的溶剂混合,待产物与溶剂达到一定平衡后,再将二者分离。
通过重复这一步骤,最终可以得到较纯的天然产物。
溶剂提取法可以用于提取植物中的活性成分、动物中的脂肪、花中的芳香物质等。
例如,提取茶叶中的茶多酚时,可以用70%的乙醇作为溶剂,将茶叶浸泡数小时后,再进行过滤。
通过这样的操作,可以得到纯净的茶多酚。
二、蒸馏法蒸馏法是一种将产物从原料中提取出来的常见技术。
蒸馏法运用了物质沸点不同的原理。
将原料混合物加热并将其蒸发,蒸发的产物汽化后在冷凝器中凝结并收集。
收集后的产物常常比原混合物中的产品更为纯净。
蒸馏法可以用于提取许多天然产物,包括水、酒精、醋酸、乙醚、植物精油等。
例如,将薄荷叶放入蒸馏器中加热,将会得到纯净的薄荷精油。
三、固相萃取法固相萃取法是一种提取天然产物的分离技术。
该技术常被用于处理大量的样品,例如环境样品、食品样品等。
固相萃取法可以将产物从样品中分离出来,获得较为纯净的提取物质。
固相萃取法需要用到特定的固定相材料,这些材料可以和特定的溶剂相互作用,使得目标成分与其他成分的相互作用力不同,从而可以实现分离。
使用固相萃取法进行提取时,产物先和固定相材料接触一段时间,待产物经过分配吸附在固定相上后,再用溶剂洗涤固定相材料,洗涤液中的产物即为所需提取物。
固相萃取法可以用于提取茶叶、花卉等天然产物。
例如,可以用固相萃取法提取茶叶中的儿茶素,利用特定的固相材料与乙醇相互作用,可以得到高纯度的儿茶素。
四、超临界流体萃取法超临界流体萃取法是一种新兴的提取技术,它采用特殊的溶剂,用高压和高温的条件将该溶剂处理为一种既具有液体的流动性又具有气体的扩散性的物质,从而可以利用它快速提取目标物质。
天然产物化学成分分离及其生物活性验证研究自然界中存在着丰富的天然产物,其中不乏具有药用价值的物质。
然而,天然产物种类繁多,其化学成分复杂,因此如何从中分离出具有生物活性的成分,是现代药物研究所面临的重要问题之一。
本文将介绍天然产物化学成分的分离与生物活性评价的研究进展。
1. 分离策略天然产物的化学成分分离可以采用多种方法,常见的包括色谱技术、液液分配和萃取技术等。
以色谱技术为例,硅胶柱属于一种较为常见的色谱柱。
硅胶柱分离原理是通过化合物在分配相(溶媒加活性态固体)和固定相(硅胶)之间的分配行为达到分离目的。
硅胶柱可以分为正相硅胶柱和反相硅胶柱。
正相硅胶柱适用于亲极性物质的分离,而反相硅胶柱适用于疏水性物质的分离。
萃取技术是将天然产物中的有机物成分和无机离子分离出来的过程,其原理是通过将目标化合物从一种溶剂中转移至另一种溶剂中以实现分离。
常用的萃取技术包括溶剂萃取法、超声波辅助萃取和微波辅助萃取等。
2. 活性评价分离得到的化合物,需要经过生物活性评价,以确定其药用价值。
生物活性评价方法多种多样,但其中常用的包括以下几种:(1)细胞毒性细胞毒性评价是通过将化合物作用于细胞,检测细胞存活率来评估化合物的毒性。
细胞毒性评价有助于确定化合物的安全性,避免不必要的副作用。
(2)抗氧化活性氧化反应在生命过程中是一个必不可少的过程。
然而,氧化过度会引起自由基的过度产生,导致细胞衰老、疾病的发生等。
因此,评价天然产物的抗氧化活性是很有必要的。
抗氧化活性评价方法包括DPPH自由基清除法、超氧阴离子清除法等。
(3)抗肿瘤活性抗肿瘤活性评价是对化合物的抑制癌细胞增殖的能力进行评价。
常用的活性评价方法包括MTT法、SRB法等。
(4)抗菌活性天然产物中存在着丰富的抗菌物质,因此评价天然产物的抗菌活性也十分重要。
抗菌活性评价方法包括稀释法、培养皿扩散法等。
3. 例子以黑发石斛为例,黑发石斛是一种常用的中药材,具有多种药理作用。
超临界流体萃取技术在天然产物提取中的应用研究超临界流体萃取技术是一种基于超临界流体的物质分离技术,它已经得到广泛应用于天然产物提取领域。
本文将探讨超临界流体萃取技术在天然产物提取中的应用,并总结其优势和挑战。
超临界流体萃取技术是一种绿色、高效的物质提取方法,在天然产物领域有着广泛的应用。
超临界流体是介于气态和液态之间的状态,具有较高的扩散性、较低的粘度和较高的溶解力,可以实现高效的物质萃取。
在天然产物提取领域,超临界流体萃取技术具有以下几个方面的优势。
首先,超临界流体萃取技术可以实现对天然产物中有效成分的高效提取。
许多天然产物中包含着有益人体健康的有效成分,如药物、天然食品香精等。
传统的物质分离方法往往需要使用有机溶剂,但这些溶剂对环境造成严重的污染,并且需要耗费大量能源。
而超临界流体萃取技术可以利用超临界流体的高溶解力,将目标成分从天然产物中高效提取出来,且无需使用有机溶剂,减少了环境污染的风险。
其次,超临界流体萃取技术具有操作简便、工艺流程短等特点。
相比于传统的萃取方法,超临界流体萃取技术不需要进行繁琐的前处理操作,如粉碎、浸泡等,可以直接对原料进行提取。
同时,超临界流体萃取技术的工艺流程短,提取时间快,可以降低生产成本,提高生产效率。
此外,超临界流体萃取技术还可以实现对多组分混合物的选择性提取。
在一些天然产物中,存在着多种有益成分,但它们的性质可能存在差异,传统的物质分离方法往往无法实现对不同成分的有选择性提取。
而超临界流体萃取技术可以通过调节操作条件,如温度、压力等,实现对不同组分的有选择性提取,从而得到纯度较高的目标成分。
然而,超临界流体萃取技术在天然产物提取中仍面临着一些挑战。
首先,超临界流体的条件调节对提取效果有着较大的影响,因此需要进行繁琐的实验和工艺优化,以确定最佳的操作参数。
另外,超临界流体具有较高的操作成本,尤其是在大规模生产中。
此外,超临界流体萃取技术对设备的要求较高,需要选用耐压和耐腐蚀的材料,增加了设备投资和维护成本。
天然产物合成的最新技术与应用天然产物合成技术是现代有机合成化学领域中的一个研究热点。
随着科学技术的发展和人类对疾病的认识不断深入,越来越多的科学家和医药人员开始关注天然产物所蕴含的药用活性成分,并通过合成技术来制备具有相同功效的药物。
本文将介绍一些最新的天然产物合成技术和应用。
一、天然产物合成技术1. 环化反应环化反应是合成天然产物的关键步骤之一,通常涉及对分子中碳-碳双键的闭合,形成环结构。
各类环化反应因其反应底物形态的参与和反应环节的不同而各具特色,如Mukaiyama-aldol环化反应、Claisen缩合环化反应、Diels-Alder环化反应等等。
近年来,随着化学反应条件的进一步优化和新型催化剂的引入,环化反应在合成天然产物中的应用日益广泛。
2. 生物仿制合成生物仿制合成是一种将生物合成方法应用于有机合成领域的新技术。
该方法利用微生物等天然产生的生物反应条件和催化剂,实现了在实验室中进行天然产物的合成。
这种方法既具有原料来源广泛、反应条件温和、合成效率高等优点,又可以同时避免传统有机合成过程中出现的环境污染和废弃物处理等问题。
因此,在药物合成中的应用也越来越广泛。
3. 多组分反应多组分反应是指在单一反应体系中同时进行3个或3个以上反应底物的反应,产物中至少包含两个碳-碳化合物键连接的结构单元。
多组分反应因其在单个反应底物中完成多个键的形成而受到越来越多的关注。
它既可实现一次性合成多个结构相似但活性不同的天然产物,又可节省诸多原料。
二、天然产物合成的应用1. 抗肿瘤药物海洋生物资源被广泛认为是发现抗肿瘤活性化合物的极佳来源。
多种海洋来源的化合物,例如克替夫汀、海洋龙、半胱氨酸蛋白酶抑制剂等,已被用于临床治疗肿瘤。
其中许多天然产物的药理活性得益于其特定的结构和细胞极性,这些结构无法通常通过化学合成得到。
2. 抗炎药物许多天然产物既具有抗炎和免疫调节活性,还有抗氧化和抗菌作用。
例如,目前广泛用于治疗炎性肠病和类风湿性关节炎的多酚类化合物来源于葛根等的天然产物。
高效液相色谱分离技术在天然产物提取中的应用研究随着现代科学技术的发展,天然产物在药物、化妆品、食品等行业中被广泛应用。
然而有效地提取这些复杂的化合物始终是一个值得研究的课题。
在提取过程中,液相色谱分离技术展现了其独特的优势,特别是高效液相色谱(HPLC)技术在天然产物提取方面被广大研究学者所接受。
一、 HPLC技术的概述HPLC是一种分离试验技术,该技术可以优化样品单分离过程。
HPLC 通常采用一定的固定相(如高效色谱柱)和液相(如甲醇、乙醇)组成偏极性液相,在高压下推动样品分离,以实现各种样品组分的高效和高质量分离。
二、 HPLC技术在天然产物提取中的应用天然产物提取是一项复杂的任务,因为复杂化合物和杂质混杂在一起。
传统的提取方法包括超声波提取、微波提取、水蒸气蒸馏等,这些方法仅能取得不同程度的成功而已。
在HPLC技术的应用中,优点在于它能够利用不同的介质帮助提取有价值的物质,同时也可以通过选择适当的溶剂和分离条件,精确地分离目标化合物和杂质。
此外,HPLC 也可以在纯度、鉴定和研究的所有阶段上获得稳定的研究结果。
三、 HPLC技术在国内外的应用案例1. 食品中色素的分离提取广泛应用食品色素中的配方和水溶性天然色素提取而成的HPLC 分析法,以期做到色素的精确检测。
研究表明,使用HPLC 进行食品中色素的提取与检测是非常可靠的。
2. 中药提取在中药提取的应用方面,HPLC技术对于多种有效成分的分离和检测非常有用。
同时,HPLC 可以精确地检测中药配方中各种药物成分,使医生可以根据病人需要调整药物方案,达到优化治疗的目的。
四、 HPLC技术存在的问题及解决方法在天然产物提取中,HPLC技术也存在着一些问题。
其中最主要的问题是由于采用了较多新的固定相,问题越来越复杂化,时间、硬件、软件等因素导致检测结果不稳定,解决这一问题的主要方法是探索新的技术,以实现结果更加稳定和精确。
五、结论HPLC技术对于天然产物的提取和分离具有重要意义,它是一种可以优异地提取和分离复杂化合物的技术。
天然产物提取技术的创新与应用天然产物是指来自自然界中的各种有机、无机物质,包括植物、动物、微生物等,这些物质被广泛应用于药物、保健品、香料、化妆品、食品等领域。
为了充分利用这些天然资源,提高其利用价值,人们开发出了各种提取技术。
本文将探讨天然产物提取技术的创新与应用。
一、传统天然产物提取技术传统天然产物提取技术主要包括水浸提、醇提、蒸馏、萃取等。
这些方法原理简单、易于操作,但存在提取速度慢、提取效率低的问题。
而且这些方法对待提取物的纯度和不同物质类型的适应性也有限。
二、超临界流体提取技术超临界流体提取技术是近年来发展起来的一种新型的提取技术。
超临界流体是指在一定温度和压力下,物质的密度和粘度迅速降低,而且和气体一样具有较好的扩散性。
这种流体在物质的提取过程中能起到良好的溶剂作用。
而且提取过后溶剂可以通过降压或升温简单的复苏和再利用。
该技术具有提取速度快、提取效率高、对毒性物质提取不易产生污染等优点。
尤其是对于高级别化合物的提取非常有效。
目前该技术已被广泛应用于药物、食品、香料、化妆品等领域的提取。
三、微波辅助提取技术微波辅助提取技术是通过微波能量在提取介质中的吸收和传导,将能量迅速传到待提取物质中,使它快速加热、破裂,使其原有结构发生变化进而释放出目标成分。
该技术具有速度快、效率高、纯度高等优点。
也非常适合于热敏性、易挥发的物质提取。
目前该技术已经应用于植物提取,食品添加物提取和生物化学等领域。
四、胶束提取技术胶束提取技术是以高分子表面活性剂为媒介来提取化合物的一种新型方法。
该技术在提取过程中对待提取物质和催化剂的选择比较灵活,提取速度快,但与传统提取技术类似,胶束提取对符合某些特定条件下的物质类型明显。
由于其选择性强,该技术已经被广泛应用于草药提取、华丽品和精细化学品等领域。
五、离子液体提取技术离子液体提取技术是将熔融态的离子液体作为提取剂来提取目标成分。
它与传统的提取技术不同,不需要使用有机溶剂或水作为提取剂,在提取过程中不会产生污染,安全环保。
天然产物的提取分离技术研究进展摘要:本文对天然药物化学成分的传统提取和分离技术进行了简单的介绍,并对近些年来发展起来的新技术,新方法加以总结。
关键词:天然药物中药提取分离Progress in the Techniques of Separation and Extraction of theNatural ProductsAbstract:This paper has introduced the natural products chemistry of traditional extraction and separation technology briefly,and summarized the new techniques and new methods developed in recent years.Key words:Natural products;Chinese medicine ;extraction and separation1引言中药作为我国传统文化重要的组成部分,在华夏五千年源远流长的文明中起着不可替代的作用,中医传统用药强调炮制和复方,中药的功效在长期的生活实践中被证明是稳定有效的。
在当下日益加快的生活节凑中,西药由于其快速、便捷的特点,使其成为人们治疗疾病的首选。
但是随着绿色养生的生活理念逐渐走入人们的生活中,中药被更多地现代人所应用。
为了使中药能够走出国门,我们对于中药的研究方法必须加以改进和完善,进而更好的为世人服务,而从中药中提取天然产物是中药现代化的一个重要组成部分。
天然产物是药物研发中极具潜力的原料资源,分离纯化天然产物中具有独特生物活性的物质是中药研究的重要基础工作。
天然产物中的有效成分复杂,含量低,难于富集,用传统的分离方法不仅步骤繁琐,能源及材料消耗大,而且产率及纯度不高,尤其难以分离结构和性质相似的组分。
随着中药现代化的发展,高新技术不断在天然药物的提取分离中推广和应用。
天然产物有效成分提取新技术探讨邬元娟1,王文亮2,岳晖1,谷小红1,姜国华1,尚燕3(1山东省农科院中心实验室,济南250100;2山东省农科院原子能农业应用研究所,济南250100;3莱芜市产品质量监督检验所,莱芜271100)作者简介:邬元娟(1977~),女,山东济南人,助理研究员,主要从事食品安全与营养方面的研发。
通讯作者:王文亮摘要:本文介绍了几种天然产物有效成分提取的新技术,分析了这些新技术在有效成分提取工艺中的研究应用现状,并对它们的应用前景进行了展望。
关键词:天然产物;提取;新技术中国食物与营养Food and Nutrition in ChinaNo.2,20082008年第2期天然产物活性成分是指从再生资源中提取的具有独特功能和生物活性的化合物,其中许多有效成分是疾病防治、强身健体的物质基础。
天然产物安全性高,已成为医药、食品及饲料的重要来源。
天然产物活性成分包括有黄酮、多酚、萜类等几百种,其分子主要特点有:相对分子质量较低,从几百到几千;具有一定的极性,可溶于许多有机溶剂中。
在天然产物分离纯化上取得突破,开发高效的天然产物分离方法对彻底改变中国天然产物开发层次低、生产方式粗放、技术落后等有重要作用,对我国中药现代化及改造和提升传统中药行业有重要意义[1,2]。
1超临界萃取1.1超临界萃取的原理超临界萃取技术(Supercritical Fluid Extraction,SFE)一般采用CO2作为萃取剂,具有工艺简单、无有机溶剂残留、操作条件温和、不易破坏有效成分的优点。
超临界流体萃取技术是20世纪60年代兴起的一种新型提取分离技术。
20世纪80年代中期,超临界萃取技术特别是超临界二氧化碳萃取技术逐步应用于中药有效成分的提取分离及分析,是研究和应用较为成功的一项新技术。
其原理是利用超临界流体的独特溶解能力和物质在超临界流体中的溶解度对压力、温度的变化非常敏感的特性,通过升温、降压手段(或两者兼用)将超临界流体中所溶解的物质分离出来,达到分离提纯的目的,它兼有精馏和萃取两种作用[1]。
1.2超临界萃取的特点与应用超临界二氧化碳萃取技术应用于中草药有效成分的提取具有一系列优点:一是选择性好,可通过对温度、压力的调控改变物质在超临界二氧化碳的溶解度,有针对性地萃取天然产物的有效部位或有效成分。
二是操作温度低,能有效防止中药中热敏成分和化学不稳定成分的高温分解和氧化。
三是可调节萃取物的粒度,使萃取物达到期望的粒度和粒度分布。
四是萃取率高,萃取周期短,溶剂回收方便简单,可循环使用,无污染。
超临界二氧化碳对挥发性成分、低分子质量、低极性和脂溶性成分表现出良好的溶解性能,因而用超临界萃取技术提取上述成分具有明显的优越性。
对于相对分子质量较大、极性较强的物质的提取,可以通过在萃取时加人夹带剂,提高这些物质在超临界二氧化碳中的溶解度,提高和维持萃取的选择性。
随着研究的不断深入,发现全氟聚醚碳酸铵能使二氧化碳与水形成分散性很好的微乳液,从而把超临界二氧化碳萃取技术的应用范围扩展到水溶液体系,现已经使强极性化合物蛋白质的提取成为可能。
超临界流体萃取设备属高压设备,一次性投资较大,运行成本高,因此这一技术目前在工业生产中较难普及。
但随着国产化、工业化超临界二氧化碳萃取生产设备的开发,超临界萃取技术将在中药提取领域发挥巨大的作用[1,2]。
2超声波提取技术2.1超声波提取的原理超声波提取技术(Ultrasonic Wave Extraction)是利用超声波产生的强烈的空化效应、机械振动、高的加速度、乳化、扩散、击碎和搅拌作用,增大物质分子运动频率和速度,增加溶剂穿透力,从而加速药物有效成分进人溶剂,促进提取的进行。
2.2超声波提取的特点与应用早在20世纪50年代,人们就把超声波用于提取花生油和啤酒花中的苦味素、鱼组织中的鱼油等。
近年来超声技术逐渐用于中药化学成分的提取,并展示出良好的应用前景。
实验表明,超声提取可以缩短提取时间,提高有效成分的提出率,提高药材的利用率,节约能源,并且避免了高温对提取成分的影响。
超声波提取技术能提高提取率,但它对提取瓶放置的位置和提取瓶的瓶壁玻璃厚薄要求较高,这两个因素直接影响超声效果,而且目前超声波提取技术主要用在小型实验室,要用于大规模的工业生产,还要解决有关工业设备放大的问题[1,3]。
3微波辅助萃取技术3.1微波萃取的原理微波萃取技术(Microwave Extraction Method)是利用微波能来提高萃取效率的一种新技术。
微波指频率在300MHz和300 kMHz之间的电磁波。
在微波场中分子会发生极化,将其在电磁场中所吸收的能量转化为热能。
介质中不同组分的介电常数、比热、含水量不同,吸收微波能的程度不同,由此产生的热量和传递给周围环境的热量也不相同。
微波萃取技术的原理就是利用不同组分吸收微波能力的差异,使基体物质的某些区域或萃取体系中的某些组分被选择性加热,从而使得被萃取物质从基体或体系中分离,进入到介电常数较小、微波吸收能力相对较差的萃取剂中,并达到较高的产率。
在微波萃取过程中,溶剂的极性对萃取效率有很大的影响。
3.2微波萃取的特点及应用微波萃取技术在天然产物有效成分提取中的优势在于:一是选择性好。
微波萃取过程中由于可以对萃取物质中不同组份进行选择性的加热,因而能使目标物质直接从基体分离。
二是微波具有极强的穿透力。
微波能使天然植物的细胞壁和细胞膜快速破碎,使萃取剂容易进入细胞内。
三是加热效率高。
微波有利于萃取热不稳定物质,可以避免长时间高温引起样品的分解。
四是仪器设备简单、低廉,适应面广。
五是试剂用量少,萃取率高,节时、节能、污染小。
在微波萃取技术中,存在溶剂水和细胞内水分同时吸收微波以及微波辅助设备的工业放大问题,解决此问题可以采用破壁——浸取联合工艺,先用微波处理润湿的干药材,再用有机溶剂浸提。
微波萃取法以其快速的萃取速度和较好的萃取物质量成为天然植物有效成分提取的有力工具,但其萃取机理还需进一步研究,尤其是在国内,微波萃取技术用于中草药提取这方面的研究报道还比较少,其研究和开发的空间和价值极大[1,2,4]。
4半仿生提取法4.1半仿生提取的原理“半仿生提取法”(Semi—Bionic ExtractionMethod,简称SBE)是近几年提出的新方法。
它是从生物药剂学的角度,将整体药物研究法与分子药物研究法相结合,模拟口服药物经胃肠道转运吸收的环境,采用活性指导下的导向分离方法;是为经消化道口服给药的制剂设计的一种新的提取工艺。
4.2半仿生提取的特点及应用半仿生提取法的主要特点是:一是提取过程符合中医配伍和临床用药的特点和口服药物在胃肠道转运吸收的特点。
二是在具体工艺选择上,既考虑活性混合成分又以单体成分作指标。
这样不仅能充分发挥混合物的综合作用,又能利用单体成分控制中药制剂的质量。
三是有效成分损失少,成本低,生产周期短。
具体的操作方法是将提取液的酸碱度加以生理模仿,先将药粉以一定pH值的酸水提取,再用一定pH值的碱水提取,提取液分别滤过、浓缩、制剂。
对提取液的最佳pH值和其它工艺参数的选择用一种或几种有效成分结合主要药理作用为指标,用正交试验法、比例分割法进行优选。
在对多个单味中药和复方制剂的研究中,半仿生提取法已经显示出较大的优势和广泛的应用前景。
5结论天然产物有效成分的提取技术近几年发展迅速,不断融入新的技术。
但是我国在这方面的研究还比较落后,和国外还有相当大的差距。
我们要加强这些新技术应用于工业生产的研究,相信随着这些新技术在天然产物有效成分提取领域应用的进一步完善,一定能够使该学科建设提高到一个新的层次。
新型分离纯化提取技术的研究特别是一些平台技术对中国天然产物的有效成分邬元娟等:天然产物有效成分提取新技术探讨31提取和新产品的开发都有重要的现实意义。
◇参考文献[1]谭天伟.天然产物分离新技术.化工进展,2003,7:665-668.[2]刘辉琳,唐明林,安莲英,等.中草药化学成分提取新技术.广州化学,2003,2:59-64.[3]冷薇.超声波提取技术的新探索.中国现代实用医学杂志,2006,5:43-45.[4]杨再,陈佳铭,郜志坤,等.天然植物有效成分的提取新技术一生物酶解技术.饲料博览,2006,1:40-42.[5]曾惠玲.中药化学成分提取新技术研究进展.海峡药学,2005,5:1-3.胶原蛋白主要存在于动物的皮、骨、软骨、牙齿、肌肉、韧带、血管中,是结缔组织重要的结构蛋白质,起着支撑器官保护机体的功能。
胶原蛋白由3条α多肽链构成三股螺旋结构,其分子结构十分稳定,相对分子量在30KDa以上,不利于人体直接吸收。
国内外研究表明,水解胶原蛋白的主要产物胶原多肽,具有保护胃粘膜、抗溃疡、抑制血压上升,促进骨形成、皮肤胶原代谢等营养及生理功能,在食品及医药等领域具有巨大的开发前景。
1结构及特性1.1理化性质胶原蛋白经水解后主要形成相对分子量较小的胶原多肽,其吸收利用率更高,且可以促进食品中的其它蛋白质的吸收。
胶原多肽除了肽链的两端含有未缩合的末端羧基和氨基外,在侧链上还含有Lys的ε-NH2以及Asp和Glu的-COOH。
胶原多肽可完全溶解于水(冷水亦可溶解),水溶液低粘度,在60%的高浓度下也有流动性,耐酸碱性能好,在酸、碱存在的情况下均无沉淀;耐高温性能好,200℃加热亦无沉淀,同时它还具有良好的吸油性、起泡性和吸水性等。
等电点的测定可用等电聚焦法、Zata电位法,不同来源的胶原蛋白的水解产物的等电点在4.41~7.00之间不等。
1.2成分分析胶原蛋白的水解产物含有多种氨基酸,其中以甘氨酸最为丰富。
陈申如[1]等通过对顶灰星鲨鱼皮、骨胶原蛋白的氨基酸组成研究发现,除甘氨酸外,含量多的依次是丙氨酸、谷氨酸和精氨酸,半胱氨酸含量很低。
林炜[2]采用茚三酮法分析了猪皮和牛皮胶原多肽的氨基酸组成,发现胶原多肽含有19种氨基酸,其中包括7种成人必需氨基酸和2种幼儿必需的半必需氨基酸;而且氨基酸总量高达90%以上。
分子量的测定方法目前常用的SDS-PAGE,凝胶色谱法以及质谱法,曹健等[3]采用凝胶过滤色谱法测定了脱铬革屑中胶原水解产物分子量分布在16.1KDa左右。
通过飞行时间质谱法,韩凤杰[4]等测定比目鱼皮胶原寡肽分子量的分布主要集中在0.6~1.8KDa。
蒋哲[5]等发现动物蛋白酶水解后的胶原多肽的分子量在2~7Ku,比植物蛋白酶水解的胶原多肽分子量范围更广,可能是由于各种酶的酶切位点不同造成水解胶原蛋白的研究进展宋晓燕,高彦祥,袁芳(中国农业大学食品科学与营养工程学院,北京100083)作者简介:宋晓燕(1985~),女,河南省三门峡市人,在读硕士研究生,研究方向为天然产物提取。