2013年初級(jí)中藥師考試講義重點(diǎn):第四章
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第四章 浸提、分離、精制、濃縮與干燥
一、浸提
1. 浸出過(guò)程
?、?浸潤(rùn)與滲透:所用溶劑、藥材性質(zhì)
② 解析與溶解:“相似相溶”
?、?擴(kuò)散:
2. 影響因素
藥材粒度 |
藥材粒度愈細(xì),對(duì)浸出愈有利。但實(shí)際生產(chǎn)中藥材粒度不宜太細(xì),因:①過(guò)細(xì)的粉末對(duì)藥液和成分的吸附量增加,造成有效成分的損失;②大量組織細(xì)胞破裂,浸出的高分子雜質(zhì)增加;③藥材粒度過(guò)細(xì)則提取液分離操作困難。 |
藥材成分 |
有效成分多為小分子化合物(相對(duì)分子質(zhì)量<1000),擴(kuò)散較快,在最初的浸出液中占比例高,隨著擴(kuò)散的進(jìn)行,高分子雜質(zhì)溶出逐漸增多。因此,浸提次數(shù)不宜過(guò)多,一般2~3次即可將小分子有效物質(zhì)浸出完全。 |
浸提溫度 |
提高溫度可加速成分的解吸、溶解和擴(kuò)散,有利于浸出。但溫度過(guò)高,熱敏性成分易降解、高分子雜質(zhì)浸出增加。 |
浸提時(shí)間 |
浸提過(guò)程的完成需要一定的時(shí)間。當(dāng)有效成分?jǐn)U散達(dá)到平衡時(shí),該浸提過(guò)程即已完成。長(zhǎng)時(shí)間浸提,高分子雜質(zhì)浸出增加,并易導(dǎo)致已浸出有效成分的降解。因此,有效成分?jǐn)U散達(dá)到平衡時(shí)應(yīng)停止浸提,分出浸提液,更換新的溶劑。 |
濃度梯度 |
是浸提擴(kuò)散的動(dòng)力。不斷攪拌、更換新溶劑,或強(qiáng)制循環(huán)浸出液,采用動(dòng)態(tài)提取、連續(xù)逆流提取等均可增大濃度梯度,提高浸出效率。 |
溶劑用量 |
溶劑用量大,利于有效成分?jǐn)U散,但用量過(guò)大,則后續(xù)濃縮等工作量增加。 |
溶劑pH |
酸性溶劑提取生物堿,用堿性溶劑提取酸性皂苷等。 |
浸提壓力 |
加壓浸提可加速質(zhì)地堅(jiān)實(shí)藥材的潤(rùn)濕和滲透,縮短浸提時(shí)間。加壓還可使部分細(xì)胞壁破裂,亦有利于浸出成分的擴(kuò)散。但浸潤(rùn)滲透過(guò)程完成后或?qū)τ谫|(zhì)地疏松的藥材,加壓的影響不大。 |
新技術(shù)應(yīng)用 |
超臨界流體提取、超聲波提取、微波加熱提取 |
3. 常用浸提溶劑(水、醇等)與浸提輔助劑(酸、堿)
酸 |
加酸可促進(jìn)生物堿的浸出,也可使某些以鈣鹽形式存在于植物中的有機(jī)酸游離,便于浸提。 |
常用硫酸、鹽酸、醋酸、酒石酸、枸櫞酸等。用量不宜過(guò)多,一般濃度為0.1%~1%。應(yīng)注意對(duì)設(shè)備、管道的腐蝕,及時(shí)清洗。 |
堿 |
加堿可增加偏酸性有效成分的溶解度和穩(wěn)定性,如用稀氨水浸提甘草中的甘草酸、用稀碳酸氫鈉水溶液浸提土槿皮中的土槿皮酸。 |
同樣應(yīng)注意其腐蝕性,及時(shí)清洗。應(yīng)用最多的是氨水。 |
水 |
極性溶劑,安全價(jià)廉,溶解范圍較廣。缺點(diǎn)是浸出選擇性差,可浸出大量雜質(zhì),浸提液濾過(guò)、純化困難,易霉變,也能引起某些有效成分的水解。 |
生物堿鹽類、苷類、多糖、氨基酸、微量元素、酶等有效成分,以及鞣質(zhì)、蛋白質(zhì)、樹(shù)膠、果膠、黏液質(zhì)、色素、淀粉等,均可被水浸出。 |
乙醇 |
既可溶解極性成分,也能溶解親脂性成分。適當(dāng)濃度的乙醇可減少水溶性雜質(zhì)的浸出。 |
90%乙醇適于浸提揮發(fā)油、樹(shù)脂、葉綠素等; 70%-90%乙醇適于浸提香豆素、內(nèi)酯、某些苷元等; 50%-70%乙醇適于浸提生物堿、苷類等; 50%以下也可浸提一些極性較大的黃酮類、生物堿及其鹽等; 含量達(dá)40%時(shí),能延緩酯類、苷類等成分的水解,增加制劑的穩(wěn)定性; 20%以上乙醇具有防腐作用。 |
其它 |
①丙酮可與水以任意比例混溶,常用于新鮮動(dòng)物藥材的脫脂或脫水; ②氯仿、乙醚、苯、石油醚等非極性溶劑,可用于揮發(fā)油、親脂性物質(zhì)的浸提、分離,或用于脫脂。也可在純化精制時(shí)應(yīng)用。 |
4. 常用浸提方法
超臨界流體提取法:
超臨界流體提取法系指利用超臨界流體提取藥材有效成分的方法。
超臨界流體系指處于臨界溫度(Tc)與臨界壓力(Pc)以上的流體。超臨界流體既具有類似氣體低黏度、高擴(kuò)散系數(shù),又具有接近于液體的高密度和良好的溶解能力。CO2是最常用的超臨界流體。
該法的優(yōu)點(diǎn):①無(wú)溶劑殘留,提取速度快,效率高;②提取溫度低,無(wú)氧,藥材成分不易分解;③可選擇性地提取藥材中的成分;④工藝簡(jiǎn)單,溶劑可以循環(huán)利用。尤適于熱敏性、易氧化的有效成分的提取。適于提取親脂性、相對(duì)分子質(zhì)量較低的物質(zhì)。
其它方法:
單滲漉法的操作:
①粉碎:常用藥材粗粉、最粗粉或薄片;
?、跐?rùn)濕:藥材在填裝前應(yīng)先以浸提溶劑潤(rùn)濕,避免填裝后因膨脹造成的滲漉器堵塞;
?、厶钛b:滲漉器底部裝假底并鋪墊適宜濾材,將已潤(rùn)濕的藥材分層均勻裝入,松緊一致;
?、芗右?、排氣:從上部添加溶劑,同時(shí)打開(kāi)下部滲漉液出口排除空氣;
?、萁n:添加溶劑后應(yīng)浸漬放置一定時(shí)間(24-48h),使溶劑充分滲透擴(kuò)散;
⑥滲漉:滲漉速度應(yīng)符合各品種項(xiàng)下的規(guī)定。一般慢漉為每1kg藥材每分鐘流出1~3ml漉液,快漉為3~5ml。
二、分離與精制
1. 常用分離方法
?、?沉降分離法:適于團(tuán)體物雜質(zhì)含量高的水提液或水提醇沉(醇提水沉)液的粗分離,簡(jiǎn)便易行。
但耗時(shí)長(zhǎng)、沉淀物吸附有效成分較多。對(duì)料液中固體雜質(zhì)含量少、粒子細(xì)而輕、料液易腐敗變質(zhì)者不宜使用。
為加速沉降可采取降溫或加用澄清劑。
② 離心分離法:對(duì)于含不溶性微粒的粒徑很小或者黏度很大的濾漿的分離,或者兩種密度不同且不相混溶的液體的分離可以考慮。
?、?濾過(guò)分離法
2. 常用精制方法
水提醇沉法 (水醇法) |
中藥水提液濃縮至每毫升相當(dāng)于藥材1-2g。冷卻后,邊攪拌邊緩慢加入乙醇 | ||||||
藥液濃縮的程度 |
過(guò)稀,需醇量大,浪費(fèi);過(guò)濃醇沉?xí)r會(huì)迅速出現(xiàn)大量沉淀,易吸附有效成分,造成損失。 | ||||||
藥液冷卻 |
密閉冷藏 |
洗滌沉淀 | |||||
加醇方式 |
分次醇沉、梯度遞增逐步提高醇濃度、慢加快攪。 制備顆粒劑、合劑,通常使含醇量達(dá)50%~60%,而口服液為提高澄明度含醇量達(dá)60%~70%。 | ||||||
醇提水沉法(醇水法) |
適用于含黏液質(zhì)、蛋白質(zhì)、糖類等水溶性雜質(zhì)較多藥材的提取。 | ||||||
鹽析法 |
主要用于蛋白質(zhì)類成分的精制,也常用于芳香水中揮發(fā)油的分離。 常用氯化鈉、硫酸鈉、硫酸銨、硫酸鎂等。硫酸銨鹽析能力強(qiáng),不會(huì)使蛋白明顯變性。 | ||||||
pH值在蛋白質(zhì)等電點(diǎn)附近,可降低鹽析所需鹽濃度; |
離子強(qiáng)度越大,鹽析作用越強(qiáng); | ||||||
對(duì)溫度敏感的蛋白質(zhì)或酶類,最好在4℃以下迅速操作; |
鹽的濃度越高,鹽析作用越強(qiáng); | ||||||
不僅可以用于芳香水中揮發(fā)油的分離,也可以在提取時(shí)或重蒸餾時(shí)于水或蒸餾液中加鹽,加速揮發(fā)油的餾出 | |||||||
鹽析后,用透析法或離子交換法進(jìn)行脫鹽處理。 | |||||||
透析法 |
用于去除中藥提取液中的鞣質(zhì)、蛋白質(zhì)、樹(shù)脂等高分子雜質(zhì)和植物多糖的純化。 | ||||||
預(yù)處理 |
加溫 |
保持濃度差 | |||||
吸附澄清法 |
吸附或包合固體微粒等特性加速提取液中混懸粒子的沉降。 | ||||||
澄清劑有殼聚糖、明膠、瓊脂、蛋清、硫酸鋁、101果汁澄清劑、ZTC天然澄清劑等。 | |||||||
藥液濃度:一般每毫升相當(dāng)于藥材0.5-1g |
溫度:通常為40℃-50℃ | ||||||
殼聚糖加入量:通常為藥液量的0.03%-0.3% |
| ||||||
脂溶性成分的水溶性小,絮凝沉淀時(shí)損失大,故不宜應(yīng)用; | |||||||
大孔樹(shù)脂吸附法 |
吸附性主要是由表面吸附、表面電性、范德華力或氫鍵等產(chǎn)生的。篩選性是由其多孔性結(jié)構(gòu)所決定。 | ||||||
經(jīng)預(yù)處理的中藥提取液通過(guò)大孔吸附樹(shù)脂柱,成分被吸附后,先以水或低濃度乙醇洗脫鹽和小分子糖等雜質(zhì),再以適宜濃度乙醇洗脫有效成分; | |||||||
參數(shù):大孔吸附樹(shù)脂類型、型號(hào)、粒度、柱高與直徑比、藥液上樣量、洗脫劑濃度、用量等 |
三、濃縮
1. 影響濃縮效率的因素
生產(chǎn)上多采用沸騰蒸發(fā)濃縮,其效率常用蒸發(fā)器生產(chǎn)強(qiáng)度,即單位時(shí)間、單位傳熱面積上所蒸發(fā)的溶劑量來(lái)表述。
U:蒸發(fā)器的生產(chǎn)強(qiáng)度[kg/(m2?h)]
W:溶劑蒸發(fā)量(kg/h)
S:蒸發(fā)器傳熱面積(m2)
K:蒸發(fā)器傳熱總系數(shù)[kJ/(m2?h?℃)]
r:二次蒸汽的汽化潛能(kJ/kg)
△tm:加熱蒸汽的溫度與溶液沸點(diǎn)之差(℃)
因此,生產(chǎn)強(qiáng)度與傳熱溫度差△tm以及傳熱系數(shù)K成正比,與二次蒸汽的汽化潛能成反比。
△tm的影響 |
加熱蒸汽的溫度與溶液沸點(diǎn)之差,是傳熱過(guò)程的推動(dòng)力。 提高加熱蒸汽的壓力可提高△tm,但過(guò)高可能會(huì)導(dǎo)致熱敏成分破壞。 借助減壓適當(dāng)降低冷凝器中二次蒸汽的壓力,可降低溶液沸點(diǎn)和提高△tm △tm的提高也有一定的限度。(真空度過(guò)高會(huì)增加能耗) 蒸發(fā)過(guò)程中△tm會(huì)逐漸變小。(溶液的沸點(diǎn)隨濃度增加而升高) 液層底部的沸點(diǎn)高于液面,△tm變小。采用沸騰蒸發(fā),控制適宜的液層深度可得到改善。 |
K的影響 |
提高K值是提高蒸發(fā)效率的主要因素。增大K值的主要途徑是減少各部分的熱阻。 合理設(shè)計(jì)蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu),建立良好的溶液循環(huán)流動(dòng),排除加熱管內(nèi)不凝性氣體,及時(shí)除垢。 |
2. 濃縮方法
常壓濃縮 |
耗時(shí)較長(zhǎng),易導(dǎo)致某些成分破壞。適用于對(duì)熱較穩(wěn)定的藥液的濃縮。 | |
減壓濃縮 |
適用于含熱敏性成分藥液的濃縮;也可用于回收溶劑。 | |
溶液的沸點(diǎn)降低;傳熱溫度差增大,提高了蒸發(fā)效率;沸點(diǎn)低,可用低壓蒸汽或廢氣作加熱源; 不斷地排除溶劑蒸汽,利于蒸發(fā)順利進(jìn)行。因維持真空和由于沸點(diǎn)的降低,黏度增大,傳熱系數(shù)降低,增加了耗能。 | ||
薄膜濃縮 |
浸提液的濃縮速度快,受熱時(shí)間短;可在常壓或減壓下進(jìn)行連續(xù)操作;不受液體靜壓和過(guò)熱影響,成分不易被破壞; 溶劑可回收重復(fù)使用。 | |
各種薄膜濃縮器均適用于熱敏性藥液的濃縮和溶劑的回收 | ||
升膜式 |
蒸發(fā)量較大,熱敏性、黏度適中和易產(chǎn)生泡沫的料液。不適用于高黏度、有結(jié)晶析出或易結(jié)垢的料液。 | |
降膜式 |
蒸發(fā)濃度較高、黏度較大的藥液。對(duì)熱敏性藥液的濃縮更有益。 | |
刮板式 |
適于高黏度、易結(jié)垢、熱敏性藥液的蒸發(fā)濃縮。 | |
離心式 |
適于高熱敏性物料蒸發(fā)濃縮。 |
四、干燥
1. 物料中水分的性質(zhì)
結(jié)合水與非結(jié)合水:結(jié)合水難以從物料中完全除去;非結(jié)合水易除去。
平衡水分與自由水分:物料中所含總水分=自由水分+平衡水分。干燥過(guò)程可除去自由水分,不能除去平衡水分。
2. 影響干燥的因素
?、?恒速階段:干燥介質(zhì)溫度、濕度、流動(dòng)情況。提高干燥空氣的溫度,減小濕度(排走濕空氣)、增加熱空氣流速、增大蒸發(fā)表面;
?、?降速階段:干燥速率主要與內(nèi)部擴(kuò)散有關(guān)。
?、?干燥速度:若干燥溫度過(guò)高、速度過(guò)快造成表面水分迅速蒸發(fā),物料表面硬結(jié),內(nèi)部水分很難再擴(kuò)散出來(lái),影響繼續(xù)干燥。
3. 常用干燥方法
壓干燥 |
烘干 |
簡(jiǎn)單易行,適用于對(duì)熱穩(wěn)定的藥物 時(shí)間長(zhǎng),易引起某些成分破壞,干燥品板結(jié),較難粉碎。 |
稠浸膏、糖粉、丸劑、顆粒劑 |
鼓式 |
蒸發(fā)面大,縮短時(shí)間,減少成分受熱破壞;干燥品呈薄片狀,易粉碎。 又稱滾筒式干燥、鼓式薄膜干燥干燥器分為單鼓式和雙鼓式。 |
浸膏的干燥和膜劑的制備 | |
帶式 |
物料受熱均勻,省工省力。 |
中藥飲片、顆粒劑、茶劑等物料。 | |
流化技術(shù) |
沸騰干燥 |
氣流阻力較小,物料磨損較輕,熱利用率較高; 蒸發(fā)面積大,干燥速度快,產(chǎn)品質(zhì)量好; 濕顆粒:20min;不需翻料,自動(dòng)出料,節(jié)省勞力; 大規(guī)模生產(chǎn);熱能消耗大,設(shè)備清掃較麻煩 |
顆粒性物料:顆粒劑、水丸、片劑 |
噴霧干燥 |
藥液呈細(xì)霧狀,表面積大,熱交換快,可瞬間干燥; 受熱時(shí)間短、溫度低,操作流程管道化,符合GMP; 產(chǎn)品多為疏松的細(xì)粉或顆粒,溶解性好,可保持色香味。 |
液體物料,特別是含熱敏性成分的液體物料的直接干燥。 | |
減壓干燥 |
溫度低,速度快;減少了物料與空氣的接觸,避免污染或氧化變質(zhì) 產(chǎn)品呈松脆海綿狀,易粉碎 |
稠膏、熱敏性物料 | |
冷凍干燥 |
干品多孔疏松,易溶解;含水量低,有利于藥品長(zhǎng)期貯存; 設(shè)備投資大,生產(chǎn)成本高。 |
熱敏性物料 | |
紅外線干燥 |
干燥速度快,熱效率較高,成品質(zhì)量好,但電耗大。 適用于熱敏性物料、尤其是中藥固體粉末、濕顆粒及水丸等薄料層、多孔性物料(振動(dòng)式);安瓿(隧道式) | ||
微波干燥 |
物料內(nèi)外加熱均勻,熱效高,時(shí)間短,破壞少;干燥兼殺蟲(chóng)、滅菌; 設(shè)備及生產(chǎn)成本較高。 |
飲片、散劑、水丸、蜜丸等制劑與物料 |
2013年初級(jí)中藥士/中藥師/主管中藥師報(bào)考指南
2013初級(jí)中藥師考試報(bào)名時(shí)間預(yù)告
2013版衛(wèi)生資格“考試寶典”上線 海量題庫(kù) 免費(fèi)升級(jí)
2012衛(wèi)生資格中藥學(xué)職稱考試成績(jī)分?jǐn)?shù)線
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