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随着我国中药现代化进程的加快和国际交流的进一步扩大,必将为MAE技术的发展提供新的更好的契机.针对如何以中药复方的特点设计MAE方案及能够在仪器设备的设计上实现突破,需要相关的科技工作者共同努力,大胆创新,更深入的研究引。
1.4超临界流体萃取技术
超临界流体萃取(SFE)技术是以超临界流体一氧化碳,氨,水,乙醇,C2H6等代替常规有机溶剂,利用流体(溶剂)在其临界点附近的某一区域内,与待分离混合物中的溶质具有异常相平衡行为和传递性能而进行的萃取分离技术.CO由于适中的临界条件、无毒、无燃爆危险等诸多优点成为最常用的超临界流体J。
近年来,超临界CO萃取技术已广泛用于制药、食品、饲料、化妆品等领域的天然植物有效成分的萃取。
植物中的一些生物碱类、胡萝卜素、萜类等化合物因其极性小,可以通过超临界CO得到有效提取;
啤酒花中酒花浸膏的提取和纯化,烟草中烟碱的脱除,天然物质中香料、精油、色素的提取和纯化,植物籽中籽油的提取和纯化等无极性和弱极性的物质多数也可以通过超临界CO进行分离。
纯的超临界CO体系极性较小,不适用于极性物质的提取口。
萃取分子量较小的极性分子时,可以通过加人乙醇、丙酮和水等极性物质来改善萃取效果.为了使超临界co2适用于极性大分子的萃取,Huie等将无毒的全氟聚醚碳铵表面活性剂和水按一定比列添加到超临界CO2中,形成CO包水的微乳液滴,这种微乳液滴的特性与水的特性相近,可以萃取某些大分子量的蛋白质。
Mcciain等将非离子表面活性剂和水添加到超临界CO:
体系中,可形成胶束,胶束核心可以作为大分子强极性化合物的溶解质,憎水部分则溶于超I}缶界CO中.这些研究把SFE的应用领域扩展到水溶液体系,为超临界流体分离天然植物中高极性的大分子化合物提供了可以借鉴的方法。
1.5酶法提取工艺原理
在药用植物有效成分提取过程中,当存在于细胞原生质体中的有效成分向提取介质扩散时,必须克服细胞壁及细胞间质的双重阻力,应用纤维素酶作用于药用植物材料,使细胞壁及细胞间质中的纤维素、半纤维素等物质降解,减小细胞壁、细胞间质等传质屏障对有效成分从胞内向提取介质扩散的传质阻力,促进有效成分提取率提高¨
引。
该过程的实质是通过酶解反应强化传质过程,该反应过程的因素有酶的种类、反应温度、酸碱度、水分、光线、金属离子微生物等;
酶的加入方法、加人时间、药材是否浸泡、浸泡时间、是否需要搅拌、搅拌的速度等都能影响酶解的反应的效果,都应该选择合适的指示剂进行严格的筛选.此外,酶解反应的时间、次数及激动剂或抑制剂的存在都能影响酶解的效率—,引。
酶处理技术在部分中药提取以及提取液的分离纯化中的应用结果表明,酶反应在较温和的条件下植物组织分解,使有效成分暴露出来,较大幅度地提高了药物有效成分的提取率,提高了产品的纯度¨
.因此,酶反应法用于植物有效成分的提取和提取物的分离纯化,具有操作简单、成本低廉、大生产的可能性。
由此可见,随着酶反应技术在中药中应用的进一步深人,必将为提高中药提取效率、改进剂型、创新新药提供新的技术手段,为中药制剂现代化注入新的内容和活力.
1.6膜法超滤工艺
超滤(UF)是指在常温下,利用不对称微孔结构半透膜分离介质,料液以一定的压力、流量,以错流方式进行过滤,使溶剂及小分子物质通过,高分子物质和微粒子如蛋白质、水溶性高聚物、细菌等被过滤膜阻留,从而达到分离纯化浓缩的目的,是膜分离技术在中草药应用中的具体体现。
超滤(10—100nm,分子量范围1—100kD)可用于溶液脱大分子、大分子溶液脱小分子、大分子分级¨
。
超滤作为一项膜分离技术,可在常温下进行操作,不需要反复加热和相态转变,有利于保持中药有效成分的生物活性和物理化学稳定性,并有阻留细菌和热原的作用。
它不仅可用于混合液中悬浮和分散物质的纯化和分离,而且也可用于溶液中低聚物和大分子物质的截除,因此越来越多的人致力于超滤技术在中药成分中的分离、除杂、浓缩等方面的应用与研究。
超滤是一种新型分离技术,分离过程无相变,无需加人其它试剂,产品质量高,操作条件温和,设备简单,费用较低.根据提取液特点,通过制备具有适当孑L径的超滤膜,达到对提取液除杂精制的目的,对药用植物提取液分离精制,取得满意效果.
1.7超高压技术
超高压技术是近年来发展较快的一种新型的加工技术,具有快速、高效、耗能小、提取温度低、操作简单以及绿色环保等特点,是一种新型的提取技术,广泛地应用于热敏和易焦糊食品的低温灭菌、病毒灭活、疫苗制取、淀粉和蛋白质改性、食品加工、制药等诸多领域,为生物、医药和食品工程的科学研究、产品开发、工艺改革提供了新的平台。
近几年,超高压技术开始应用于中药有效成分的提取。
刘春娟进行了常温高压提取黄蔑多糖的研究,发现高压提取技术有许多独特的优势。
朱俊杰等利用超高压技术进行了破壁提取灵芝抱子多糖的研究,发现该方法在降低提取费用的同时提高了灵芝抱子多糖提取得率.陈瑞战等研究了常温下超高压提取西洋参根中皂苷,并将超高压提取法与热回流提取、微波提取、超声提取、超临界CO萃取等提取法进行了比较。
1.8分子蒸馏技术
分子蒸馏技术(MD)又称为短程蒸馏(SPD),是一种对高沸点、热敏性物料进行有效分离的手段,自20世纪30年代以来,得到了世界各国的重视引.分子蒸馏的分离原理是利用液体分子受热从液面逸出后,由于其分子有效直径不同,其平均自由程不相同,也就是不同种类的分子从统计学观点看,逸出液面后,不与其它分子碰撞的飞行距离是不相同的;
分子蒸馏的分离作用则是利用不同种类分子逸出后其平均自由程不同的性质来实现的。
分子蒸馏装置就是通过降低蒸发空间的压力0.0133~1.3300Pa,使冷凝表面靠近蒸发表面,当其间的垂直距离小于轻气体分子的平均自由程而大于重分子的平均自由程时,从蒸发表面气化的轻气体分子就可以不与其它分子碰撞,直接到达冷凝表面而冷凝。
分子蒸馏器的结构有很多形式,但发展到现在主要有离心薄膜式和转子刮膜式两种结构形式。
分子蒸馏一般经过以下4个步骤:
①分子从液相主体向蒸发面扩散;
②分子从蒸发面(加热面)上自由蒸发;
③分子从蒸发面向冷凝面飞射,在飞射过程中,可能与残存的空气分子碰撞,也可能相互碰撞,但只要有合适的真空度,使蒸发分子的平均自由程大于或等于两面(蒸发面与冷凝面)之间的距离即可,过高提高真空度毫无意义;
④分子在冷凝面上冷凝,冷凝面形状合理且光滑,从而完成对该物质分子的分离提取。
各种植物有效成分提取分离技术和方法各有其特点,但由于植物结构的复杂性和差异性,各种方法的适用性也各有差异,不可能简单作出优缺点比较。
有研究发现提取黄芩苷和虫草素时,微波法比超声法更佳;
郝金玉将微波法和超临界二氧化碳萃取法提取除虫菊酯进行了比较,发现微波法成本低、投资少,所得产品中除虫菊酯含量更高;
袁珂在提取冬凌草甲素的研究中比较了超声法和微波法的提取效果,综合考虑,超声法比微波法更适用于冬凌草甲素的提取。
上述的新技术在某些提取过程中可能不比传统的方法好,这点也应引起重视。
我们不能单一的只以一种技术论好坏,必须全面分析,综合对比针对不同植物的特性和成分在实际生产操作中选用最好的方法。
在科研、生产时需要具体分析综合考虑,以选定最佳的提取技术和工艺.
随着科技的全面进步,所谓的传统提取方法和上述的几种新方法的提取技术必将得到进一步的发展,形成互补,交叉,综合或融合,也可应用电场、磁场、射线等对某些提取过程进行改进和强化。
总之,未来的植物有效成分提取技术必将向着安全高效、易于操作、成本低廉、环境友好的方向发展,使植物有效成分提取分离技术更加完善。
一
植物芳香油的提取
精油是从植物的花、叶、茎、根或果实中,通过水蒸气蒸馏法、挤压法、冷浸法或溶剂提取法提炼萃取的挥发性芳香物质。
精油有分稀释的(复方精油)和未经稀释(单方精油)。
精油的挥发性很强,一旦接触空气就会很快挥发,也基于这个原因,精油必须用可以密封的瓶子储存,一旦开瓶使用,也要尽快盖回盖子.并不是所有的植物都能产出精油,只有含有香脂腺的植物才可能产出精油。
不同植物的香脂腺分布有区别,有的是花瓣、叶子、根茎或树干上.将香囊提炼萃取后,即成为我们所称的“植物精油”。
精油里包含很多不同的成份,有的精油,例如玫瑰,可由250种以上不同的分子结合而成。
精油具有亲脂性,很容易溶在油脂中,因为精油的分子链通常比较短,这使得它们极易渗透于皮肤,且借着皮下脂肪下丰富的毛细血管而进入体内。
天然香料的来源:
植物、动物
不同植物的根、茎、叶、花、果实、种子都可以提取芳香油.
芳香油的提取方法:
蒸馏、压榨、萃取等。
芳香油的性质:
挥发性强,成分复杂,以萜类化合物及其衍生物为主。
1.水蒸气蒸馏法:
原理:
水蒸汽可将挥发性较强的芳香油携带出来形成油水混合物,冷却后水油分层.
方法:
水中蒸馏:
原料放在沸水中加热蒸馏。
水上蒸馏:
原料隔放在沸水上加热蒸馏。
水汽蒸馏:
利用外来高温水蒸气加热蒸馏.
不足:
有些原料不适宜于水中蒸馏,如柑橘、柠檬等易焦糊,有效成分容易水解.
2.常用压榨法(通过机械压缩力将液相物从液固两相混合物中分离出来的一种简单操作.)
3。
萃取法:
芳香油易溶于有机溶剂,溶剂挥发后得到芳香油。
如石油醚、酒精、乙醚等.
方法:
原料浸泡在溶剂中→得到浸泡液→有机溶剂挥发→芳香油。
有机溶剂中的杂质影响芳香油的品质.
(一)玫瑰精油的提取
玫瑰精油是世界上最昂贵的精油,被称为“精油之后”.能调整女性内分泌,滋养子宫,缓解痛经,改善性冷淡和更年期不适.尤其是具有很好的美容护肤作用,能以内养外淡化斑点,促进黑色素分解,改善皮肤干燥,恢复皮肤弹性,让女性拥有白皙、充满弹性的健康肌肤,是适宜女性保健的芳香精油。
玫瑰鲜花在清晨摘下后24小时内即取出黄褐色的玫瑰精油,大约五吨重的花朵只能提炼出两磅的玫瑰油,所以是全世界最贵的精油之一。
玫瑰精油是世界名贵的高级浓缩香精,是香精油中的精品,是制造高级名贵香水的既重要又昂贵的原料,不但用来制造美容、护肤、护发等化妆品,还广泛用于医药和食品。
玫瑰花鲜艳,美丽,这也是玫瑰在历史上总是受到赞美的原因.大约四千年前,花匠在普通的蔷薇上培育出了第一朵玫瑰。
古代医生用玫瑰水治疗神经衰弱,用玫瑰熏香治疗肺病,用玫瑰花汁治疗心脏病和肾病.
玫瑰油是玫瑰基本的药用成分。
它能刺激和协调人的免疫和神经系统,同时有助于改善内分泌腺的分泌,去除器官硬化,修复细胞.玫瑰油有助于增进消化道功能。
玫瑰油富含维生素c、胡萝卜素、维生素b和维生素k,维生素k能促进血液凝固。
玫瑰花的香美之气,奇特的药效,自古以来为中国历代中医药学家高度重视,《食物本草》、《药性考》、《纲目拾遗》、《本草再新》、《伪药条瓣》、《现代实用中药》等中医药书籍中均有研究和记载.并以本项目种植的品种花大、瓣厚、色紫、泽鲜、不露蕊、香气浓等质量最佳。
入药能够防治心脑血管、妇科、肠胃、肝气郁结及神经系统等多种疾病;
经常饮(食)用玫瑰制品有养颜美容、防病疗疾的保健功效。
(2)玫瑰精油的提取方法
玫瑰花以其花色艳丽,香气浓郁纯正,而成为人们所喜爱的芳香植物。
玫瑰精油的提取起源于古代,最初用水浸渍鲜花,以提取其中的有效成分。
随着科学技术的发展,出现了用水蒸气蒸馏玫瑰鲜花获得精油的技术。
玫瑰精油生产设备
玫瑰精油的蒸馏设备主要包括:
蒸馏釜、复蒸柱、鹅颈、冷凝器、油水分离器。
最好都用不锈钢质材制作,油水分离器也可用铝材料制作.供热设备一般用锅炉。
工艺流程
玫瑰花与水按1:
4投入蒸锅内,先用间接蒸气加热,温度上升到70—80℃时,通入直接蒸气加热到沸腾,约用30-40分钟,继续蒸馏2。
5—3小时,控制流出液量为花重的1-2倍,蒸馏速度为蒸锅容积的8-10%,控制冷却水量,使流出液头半小时温度控制在28-35℃,半小时后至最后温度控制在40—45℃,一般不超过50℃。
流出液经油水分离器将玫瑰油与玫瑰油饱和蒸馏水分开,取出玫瑰油,饱和蒸馏水由油水分离器在高差作用下流入复馏柱,在蒸锅上升的蒸气的作用下进行加热复馏,再经冷凝器回到油水分离器,这样反复蒸馏、复馏
技术要点
1、采摘:
玫瑰花采摘时间与玫瑰精油的含量有很大关系,一般清晨5—7时,含油量最高,最适宜的气温为15—23℃,相对湿度55—70%。
花开放程度不同含油量也不同,在花开至呈半杯状、花蕊黄色时,含油量最高.
2、运输:
采摘完后运输过程中要注意使用通风好的盛器,以花篮、麻袋为好,要自然装满,不要挤压,免得生热损失油分。
3、加工前预处理:
⑴玫瑰花采摘后,一般应立即加工,存放时间不超过2小时,来不及加工的玫瑰花可临时贮存,将玫瑰花摊薄层于水泥地面上或铺席的湿地面上,并经常翻动.⑵食盐水淹渍保鲜,用20%食盐水将鲜花淹在干净防渗的池子里,盐水要将花全部淹没,密封存放.
4、装锅:
装花量应为蒸锅的2/3。
5、通气加热:
蒸馏开始时,不宜使用直接蒸气,因锅内温度较低,使用直接蒸气无疑会增加锅内水量,同时直接蒸气使锅内鲜花翻动激烈,蒸出的气流中夹带花渣、飞沫的现象严重,这时,加热升温缓慢一些,使花朵充分被水湿润,待花瓣受热变软沉于水中时,再适当加快升温过程。
6、冷凝器出口处应装有温度计,以观测馏出液的温度。
7、油水分离:
玫瑰油为水不溶性油,密度小于水,静止时,油在上层,用分离器将其与水分离,取出玫瑰油.
8、贮存:
玫瑰精油为多醇、多烃、多烯等类有机物的混合物,见光及暴露在空气中,易发生氧化,影响香气质量,所以,最好用棕色玻璃瓶装,密封,贮放在阴暗处。
3。
玫瑰精油的主要成分
天然玫瑰花油的主要化学成分:
1、花含挥发油内主要成分:
芳樟醇(linalool)、芳樟醇甲酸酯(linalylfformate)、β-香茅醇(β-citronellol)、香茅醇甲酸酯(citronellylformate)、香茅醇乙酸酯(citronellylacetate)、牻牛儿醇(geramul)、牦牛儿酸甲酸酯(ger-anylformate)、牻牛儿醇乙酸酯(ger-anylacetate)、苯乙醇(phenylethanol)?
,橙花醇(nerol)以及3-甲基—1-丁醇(3-methyl—1-butanol)反式—β—罗勒烯(2-tridecanone)、十五烷(pentadecane)、2-十三烷酮(2-tridecanone)、1-戊醇(1—pentanol)、1-乙醇(1—hexanlo)、3—乙烯酯(3-hexenol)、乙酸乙酯(hexylacetate)、乙酸-3—乙烯酯(3-hexenylacetate)、苯甲醇(benzylalcohol)、丁香油酚(eugenol)、甲基丁香油脂(methyleugenol)?
等。
2、花粉的挥发成分:
6-甲基-5-庚烯-2—酮(6-methyl—5-hepten-2-one)、牻牛儿醇乙酸酯、橙花醛(neral)、牦牛儿醛(geranial)、牻牛儿醇、香茅醇乙酸酯、乙酸橙花醇酯(nerylacetate)、牻牛儿基丙酮(geranylacetone)、十五烷、2—十一烷酮(2—unde-canone)、2—十三烷酮、2—十五烷酮(2-pentadecnone)、十四烷醛(tetradecanal)β—苯乙醇、丁香油酚、甲基丁香油酚、乙酸-β—苯乙醇酯(β-phenylethylacetate).
3、对香气起重要作用的微量成分:
β—突厥酮(β—damascone)、玫瑰醚(roseoxide)、a-白苏烯.花还含槲皮素(quercetin)、矢车菊双甙(cyanin)、有机酸、β—胡萝卜素(β-carotene)、脂肪油等。
4.玫瑰精油的主要功效
玫瑰精油是纯天然植物精油,主要有以下功能:
气味芬芳,自然的芳香经由嗅觉神经进入脑部后,能刺激大脑前叶分泌出内啡汰及脑啡汰两种荷尔蒙,使精神呈现最舒适的状态,这是守护心灵的最佳良方;
能消炎杀菌、可防传染病、防发炎,防痉挛、促进细胞新陈代谢及细胞再生功能,让生命更美好;
能调节内分泌器官,促进荷尔蒙分泌,催情、补身,让人体的生理及心理活动获得良好的发展;
能适用于各种皮肤,发挥紧实、舒缓的特性,滋养皮肤,延缓衰老。
玫瑰精油具有抗菌、抗痉挛、杀菌、催情、净化、镇静、补身等功效.适用所有肤质犹其是成熟干燥或敏感,任何敏感红肿和发炎皮肤.一玫瑰有强壮和收缩微血管的效果,对老化皮肤有极佳的回春作用。
抚平情绪,沮丧、哀伤、妒忌和憎恶的时候,提振心情,舒缓神经紧张和压力,能使女人对自我产生积极正面的感受。
玫瑰精油为天然植物精油之王,广泛用于美容、美体、食品、烟草及香水及化妆品的调香剂。
玫瑰精油可预防传染病,治疗皮肤、调节内分泌,促进人体生理和心理活动。
其天然芬芳经嗅觉神经进入人体后,能使人精神舒适、愉悦、惬意,缓解焦虑、抑郁、压力,帮助睡眠,促进新陈代谢、细胞再生、血液循环,可使人体健康、美丽,生命更美好.
5.玫瑰精油的基本特性及使用技巧
1.玫瑰搭配苦橙花是绝佳的助眠按摩油
2。
瑰搭配香蜂草会产生相当馥欲芬芳的气味,也有非常好的平衡情绪的功效
玫瑰的故事——真爱与唯美的化身
4.一股清幽淡雅的花香扑鼻而来,让人有被爱温暖的幸福感,在舒伯特的「野玫瑰」中形容玫瑰有如清晨般的清丽~,但他暖暖的后味却给人无限的爱与浪漫的遐想空间。
5。
玫瑰花一直以来被视为是爱情的象征,原产自保加利亚、摩洛哥、土耳其一带,经过不断的衍生配种,至今世界上大约有两万多个品种花,但用于萃取精油比较知名的产地还是来自于保加利亚与土耳其。
6.玫瑰精油可以说是精油之后,不但香味气质独特,最让人肃然起敬是它昂贵的身价,因为五吨的玫瑰花只能萃取出约两磅的精油,所以我们也不难想象,为何玫瑰精油动辄要上万元了。
全世界的玫瑰精油的品种有好几种,比较知名的玫瑰精油有大马士革玫瑰、保加利亚玫瑰、土耳其玫瑰,其香味的同构型很高,但浓郁度与后劲都不同
7.土耳其玫瑰,一闻上去香味浓郁,后劲也不失其力道;
保加利亚玫瑰,则是闻上去,味道非常的沉,不如土耳其玫瑰浓郁,但后劲很强,且很持久;
大马士革玫瑰的味道浓郁度则介于这两者之间。
其颜色都是黄橘色,深浅有些微差距,但不脱原色。
8。
玫瑰最主要的功效在于活血化瘀、通经活血,强化子宫卵巢的功能,使荷尔蒙分泌顺畅,也可以强化神经系统,抚平焦虑沮丧的情绪,还能缓和肾上腺皮质的分泌,有抒解压力的作用。
使用技巧
1.滴5—6滴的玫瑰于浴缸中,可以促进血液循环,可以改善荷尔蒙失调,对于生理不顺、更年期荷尔蒙分泌不足有调理的作用的问题。
将5滴的玫瑰精油加入5CC的基底油中,按摩下腹部可以缓和经痛及调理经前症候群,也可用于的荷尔蒙失调的更年期障碍。
将以调和好玫瑰按摩油,按摩脸部具有柔软肤质,保湿与抗皱的作用,对于老化及干性肌肤,可以有效调理肤质,让皮肤的新陈代谢活泼化。
4。
浪漫玫瑰香花浴:
倒一浴缸温水,滴入8-10玫瑰精油。
在浴缸中泡浴15-20分钟,使全身每一个细胞都能得到玫瑰的滋养,鼻子吸入玫瑰的香气,可增加浪漫情趣,凝聚植物的生命能量。
玫瑰浴后不要先后把衣服穿上,用浴巾包裹身体,静做10分钟做深呼吸,使身体得到更好的放松,可延缓寿命,提升个人气质,玫瑰浴可一周1-2次。
5.DIY润手乳霜玫瑰蛋清护手乳:
甜杏仁油5ML、鸡蛋1个、蜂蜜1匙、玫瑰精油2滴。
将植物油、蜂蜜、玫瑰精油、蛋清搅匀,放入微波炉稍加热至人体温度。
双手清洗干净,将护手乳均匀涂抹在手部。
软化角质细胞、去除老化角质,滋养双手.
(二)柑橘精油的提取
橘精油具有细致优雅的甜味,除了独特的柑橘皮味之外,还带了少许幽幽花香。
橘精油清新的气味有提振精神的作用,常用于平扶沮丧与焦虑。
提取柑橘精油的主要方法有冷磨法、冷榨法、蒸馏法、溶剂萃取法和超临界流体萃取法。
其中,冷磨法和冷榨法除出油方式不同外,后续的工序基本相同;
溶剂萃取法根据所选择的溶剂不同,萃取油的品质差别较大,常用的萃取溶剂有己烷、石油醚、异丙醇、乙酸乙酯等,由于溶剂萃取很容易将柑橘皮中的色素、类黄酮物质等一起萃取出来,导致精油的后续分离纯化比较困难;
超临界流体萃取法主要采用超临界二氧化碳流体进行萃取,尽管得到的精油品质较好,但设备投资太大,操作条件要求较高。
因此,这里仅介绍针对果皮的最常用的冷榨法和蒸馏法。
1。
冷榨法
将新鲜柑橘皮放入压榨机中,通过压力作用将柑橘外果
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