天然产物分离技术
天然产物分离技术

提取
利用适当的溶剂从食品原料中提取出天然产 物。
品质控制
对分离得到的天然产物进行品质控制,确保 其符合食品安全标准。
天然香料产物的分离
天然香料来源
选择具有芳香成分的天然香料来源, 如香草、花卉、果实等。
提取
利用有机溶剂或水从天然香料中提取 芳香成分。
分离纯化
通过蒸馏、萃取、吸附等方法将芳香 成分从提取液中分离出来。
利用人工智能、机器学习 等技术,实现天然产物分 离过程的智能化控制和优 化。
绿色环保技术
发展环保、可持续的分离 技术,减少对环境的负面 影响。
多学科交叉融合
加强化学、生物学、物理 学等多学科的交叉融合, 推动天然产物分离技术的 发展。
05
天然产物分离技术的前 沿研究
超临界流体萃取技术
总结词
超临界流体萃取技术是一种高效、环保的分离技术,利用超临界流体的特殊性质,实现对天然产物的选择性萃取 和分离。
化妆品行业
用于提取天然活性成分,如植 物精油、抗氧化剂等,用于化 妆品的配方。
农业领域
用于提取植物中的天然农药、 植物生长调节剂等,促进农业
可持续发展。
02
天然产物分离技术方法
萃取分离法
萃取分离法是利用物质在两种不混溶的溶剂中的溶解度差异,使目标物质 从一种溶剂转移到另一种溶剂中,从而实现分离的方法。
详细描述
分子蒸馏技术利用不同物质分子间的沸点差异,在低于常规蒸馏温度的条件下进行分离。该技术具有 分离度高、处理量大、操作温度低等优点,适用于分离天然产物中的高沸点化合物,如油脂、香料、 天然药物等。
高速逆流色谱技术
总结词
高速逆流色谱技术是一种高效的分离技术,通过不断旋转的填料和流动相实现天然产物 的分离。
天然产物分离纯化方法

分离纯化方法的组合应用
01
多种方法的组合
为了提高分离效果和纯度,可以 将多种分离纯化方法组合使用, 如沉淀法和结晶法的组合等。
方法的优化
02
03
方法的改进
根据实际情况对分离纯化方法进 行优化,以提高分离效果和纯度。
针对现有方法的不足之处进行改 进,以提高分离效果和纯度,降 低生产成本。
04
天然产物分离纯化实例
植物精油是指从植物中提取出来的具有芳香气味的挥发性油状物质,具有抗菌、抗炎、抗氧化等生物 活性。
植物精油的分离纯化通常采用水蒸气蒸馏法、溶剂萃取法、吸附法等方法,通过这些方法可以将植物 精油中的不同组分进行分离和纯化,得到高纯度的植物精油。
海洋生物活性物质的分离纯化
海洋生物活性物质是指从海洋生物中提取出来的具有生物活性的物质,如海洋药 物、海洋食品等。
色谱法
原理
利用不同物质在固定相和流动相 之间的吸附、分配等作用力差异, 使目标物质与其他杂质在色谱柱 上分离。
应用
广泛用于天然产物的分离纯化, 包括硅胶色谱、凝胶色谱、离子 交换色谱等。
注意事项
选择合适的色谱柱和流动相,控 制操作参数,避免色谱柱堵塞和 失活,同时注意色谱柱的再生和 维护。
03
分离纯化方法的比较与选 择
VS
纯度问题
由于天然产物的复杂性和多样性,分离纯 化过程中往往难以获得高纯度的产物。
分离纯化过程中的活性保持问题
活性保持
天然产物往往具有生物活性,分离纯化过程 中需要确保其生物活性不被破坏。
活性成分的稳定性
有些天然产物在分离纯化过程中容易失去活 性或稳定性,需要采取措施进行保护。
新技术与新方法的研发与应用
分析天然产物的分离与鉴定方法

分析天然产物的分离与鉴定方法天然产物是指从动植物中提取的具有药用、保健或化妆品等用途的化合物。
由于天然产物的复杂性和多样性,分离和鉴定方法对于研究和应用具有重要意义。
本文将从分离和鉴定两个方面进行探讨。
一、分离方法1. 薄层色谱法(TLC)TLC是一种简单、快速且经济的分离方法,常用于初步筛选和纯化天然产物。
通过将待测样品溶解在合适的溶剂中,然后在薄层硅胶或薄层聚脂酰胺基质上涂布样品,再将其置于合适的溶剂系统中进行展开。
展开过程中,不同组分会在硅胶上以不同速度移动,从而实现分离。
之后,可以使用紫外灯或化学试剂对分离的斑点进行检测和定性分析。
2. 柱层析法柱层析法是一种常用的分离方法,根据化合物在固定相和流动相之间的相互作用力差异实现分离。
常见的柱层析方法包括正相层析和反相层析。
正相层析使用极性较大的固定相,适用于分离极性化合物;反相层析则使用非极性固定相,适用于分离非极性化合物。
柱层析法可以通过调整流动相的组成、流速和温度等参数来实现分离和纯化。
3. 液液萃取法液液萃取法是一种将目标化合物从混合物中转移到溶剂中的方法。
通常使用有机溶剂作为萃取剂,将其与待测样品混合,通过摇床或离心机等设备进行充分混合,然后分离出有机相。
有机相中含有目标化合物,可以通过蒸发或浓缩等方法进行纯化。
二、鉴定方法1. 紫外-可见光谱法(UV-Vis)紫外-可见光谱法是一种常用的分析方法,可用于确定天然产物的吸收峰和吸收强度,从而推测其结构和功能。
通过将样品溶解在适当的溶剂中,然后使用紫外-可见光谱仪测量样品在一定波长范围内的吸收情况。
根据吸收峰的位置和形状,可以初步判断天然产物的结构特征。
2. 质谱法(MS)质谱法是一种高灵敏度的分析方法,可用于确定天然产物的分子量和分子结构。
通过将样品转化为气态或溶液态,然后使用质谱仪对样品进行离子化和分析。
质谱仪可以根据离子的质荷比和相对丰度,推测化合物的分子式和结构。
3. 核磁共振波谱法(NMR)核磁共振波谱法是一种常用的分析方法,可用于确定天然产物的结构和功能。
天然产物提取纯化方法及活性分析

天然产物提取纯化方法及活性分析天然产物是指存在于自然界中的化学物质,通常来源于动植物、微生物、海洋生物等生物体,具有丰富的结构多样性和生物活性。
提取纯化天然产物是天然产物研究的重要步骤,它可以帮助科学家们获取纯净的化合物以进行后续研究。
同时,活性分析是评估天然产物生物活性的关键方法。
本文将介绍一些常用的天然产物提取纯化方法,并介绍其中几种常见的活性分析方法。
第一部分:天然产物提取纯化方法1. 溶剂提取法溶剂提取法是最常见的天然产物提取方法之一。
它基于天然产物在溶剂中的溶解度差异,通过反复萃取来分离和富集有机溶剂可溶性的成分。
常用的溶剂有乙醇、乙酸乙酯、甲醇等。
这种方法操作简单、成本较低,适用于大量样品的处理。
2. 硅胶柱层析法硅胶柱层析法是一种常用的分离纯化方法。
它基于天然产物在硅胶柱中的分配系数差异,通过溶剂梯度洗脱来分离和纯化化合物。
硅胶柱层析法广泛应用于中小分子天然产物的提取纯化,具有分离效果好、样品处理量大的优点。
3. 高效液相色谱法高效液相色谱法(HPLC)是一种高效、精确的分离技术,常用于天然产物的纯化。
HPLC基于天然产物在色谱柱中的保留系数差异,通过流动相的梯度变化来实现分离和纯化。
HPLC可以根据不同化合物的特性选择合适的检测器,如紫外、荧光、电喷雾等,进行分析和鉴定。
第二部分:天然产物活性分析方法1. 抗氧化活性分析抗氧化活性是天然产物的重要生物活性之一,可以评估其对自由基引起的氧化损伤的保护作用。
一种常用的抗氧化活性分析方法是自由基清除法,如DPPH自由基清除实验和ABTS自由基清除实验。
这些方法通过检测天然产物对自由基的清除能力来评估其抗氧化活性。
2. 抗菌活性分析抗菌活性是评估天然产物抗菌能力的重要指标。
常用的抗菌活性分析方法包括纸片扩散法和微量稀释法。
纸片扩散法通过将不同浓度的天然产物溶液滴在培养基上,观察对细菌生长的抑制效果。
微量稀释法则是通过测定最小抑菌浓度,评估天然产物对具体细菌的活性。
天然产物的提取分离

膜分离技术
总结词
利用半透膜使物质通过或被截留组分在半透膜上的透过速率不同,在压力的作用下,使小分子物质 透过膜而大分子物质被截留,从而达到分离的目的。常用的膜分离技术有超滤、纳滤和反渗透等。
色谱分离技术
总结词
利用物质在固定相和流动相之间的吸附 、分配等作用力的差异进行分离的方法
提取方法:根据生物工程中目 标产物的性质,可选择细胞破
碎法、沉淀法、色谱法等。
生物工程中天然产物的提取分 离有助于深入研究和开发生物 技术的潜在应用价值,推动生 物工程和生物制药产业的创新 发展。
05
CATALOGUE
天然产物提取分离的前景与挑战
新技术的研发与应用
01
02
03
超声波辅助提取
利用超声波的振动和空化 作用,加速植物细胞壁的 破碎,提高提取效率。
分离纯化:分离纯化是中草药有效成分提取过程 中的重要环节,常用的分离纯化方法包括沉淀法 、色谱法(如薄层色谱、高效液相色谱等)、结 晶法等。
提取方法:常用的提取方法包括溶剂提取法、超 声提取法、微波提取法等。这些方法可根据中草 药的性质和目标成分的溶解性进行选择。
中草药有效成分的提取分离有助于深入研究和开 发中草药的潜在药用价值,提高中药制剂的疗效 和安全性,推动中药产业的可持续发展。
天然产物的提取分 离
目录
• 天然产物提取分离概述 • 天然产物提取方法 • 天然产物分离纯化技术 • 天然产物提取分离的应用 • 天然产物提取分离的前景与挑战
01
CATALOGUE
天然产物提取分离概述
天然产物的定义与分类
定义
天然产物是指自然界中存在的、未经 人工合成或加工的物质,包括植物、 动物、微生物等生物体内的活性成分 。
天然产物的分离提纯新技术

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
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。
天然产物的传统提取分离方法及其原理
天然产物的传统提取分离方法及其原理一、概述天然产物是指由生物体产生的具有特定育胎亲庖、化学结构和生理活性的有机物质。
这些天然产物常常具有重要的药用、保健和化妆品等功能。
为了从天然产物中提取有效成分,人们发展了多种提取分离方法,其中包括传统提取分离方法。
本文将介绍天然产物的传统提取分离方法及其原理。
二、传统提取分离方法1. 水蒸气蒸馏法水蒸气蒸馏法是一种古老的提取分离方法,通常用于提取植物中的挥发油。
其原理是利用水蒸气将植物中的挥发性成分带出,再通过冷凝后形成液态,最终分离得到目标物质。
这种方法简单易行,对于一些挥发性成分含量较高的植物很有效。
2. 浸提法浸提法是通过将天然产物与溶剂浸泡一定时间后,再通过过滤或蒸发得到目标成分的方法。
浸提法主要适用于提取植物中的高分子化合物、脂溶性成分和生物碱等。
3. 化学提取法化学提取法是利用化学反应将天然产物中的目标成分转化为易提取的化合物,再通过溶剂提取或结晶蒸发等方法分离得到目标成分。
这种方法通常用于提取生物碱、色素等。
4. 蒸馏法蒸馏法是通过将含有目标成分的液体加热至沸点后,将产生的蒸汽冷凝后收集得到目标成分的方法。
蒸馏法主要适用于提取易挥发的天然产物成分。
5. 萃取法萃取法是将天然产物与合适的溶剂混合,通过溶解和分配平衡来实现目标成分的分离。
这种方法适用于提取天然产物中的脂溶性成分、生物碱等。
三、传统提取分离方法的原理1. 水蒸气蒸馏法的原理水蒸气蒸馏法的原理是利用水蒸气的温度和湿度来使植物中的挥发性成分转化为蒸气,再通过冷凝形成液态。
这种方法利用了水蒸气的特性和挥发性成分的物理性质,实现了提取分离的过程。
2. 浸提法的原理浸提法的原理是利用溶剂与植物中的目标成分发生物理或化学作用,使目标成分溶解到溶剂中,最终通过过滤或蒸发分离得到目标成分。
这种方法利用了溶剂的溶解性和植物成分的亲和性。
3. 化学提取法的原理化学提取法的原理是通过化学反应将目标成分转化为易提取的化合物,再通过溶剂提取或结晶蒸发等方法分离得到目标成分。
天然产物分离知识点总结
天然产物分离知识点总结一、天然产物分离的基本原理天然产物分离的基本原理是利用物质在不同条件下的物理化学性质的差异,通过一系列分离技术和方法,将复杂的混合体系中的目标化合物进行分离和提纯。
常用的分离方法包括溶剂萃取、析出、结晶、色谱、膜分离等。
其中,色谱是天然产物分离中应用最为广泛的方法,包括薄层色谱、柱层析色谱、液相色谱、气相色谱等。
二、溶剂萃取溶剂萃取是一种常用的分离方法,其基本原理是利用不同溶剂对待分离混合物中成分的亲疏性差异,通过溶剂与混合物中成分的相互作用,将目标化合物从混合物中分离出来。
溶剂萃取的关键是选择合适的溶剂对混合物进行萃取,有效提高目标化合物的萃取率。
常见的溶剂包括乙醚、丙酮、甲醇、乙醇等。
三、析出析出是一种通过改变溶液的物理条件(如温度、pH值等)使溶液中的溶质或溶剂转移到析出相中的分离方法。
常见的析出方法包括结晶析出、沉淀析出等。
在天然产物分离中,结晶析出是经常应用的方法,通过调节溶液的温度、浓度等条件,使其中的目标化合物析出形成晶体,从而实现分离和提纯的目的。
四、色谱分离色谱是一种利用固定相与移动相之间相互作用力的差异,将混合物中的成分逐一分离的方法。
色谱分离可以根据固定相的性质分为几种类型,包括薄层色谱、柱层析色谱、液相色谱、气相色谱等。
每种色谱方法都适用于不同类型的化合物,因此在天然产物分离中常常需要根据具体情况选择合适的色谱方法。
薄层色谱是一种简单、快速、低成本的色谱方法,常用于对小样品的初步分离和鉴定。
柱层析色谱是一种常用的分离方法,它通过将混合物通过填料柱进行分离,可有效提高分离纯度和分离效率。
液相色谱和气相色谱则是广泛应用于天然产物分离中的高效色谱方法,具有分离能力强、操作便捷、分析速度快等优点。
五、膜分离膜分离是一种利用半透膜对混合物中的组分进行筛选分离的方法。
膜分离技术可以根据膜的特性分为微滤、纳滤、超滤和反渗透等不同类型。
在天然产物分离中,膜分离技术常用于对蛋白质、多糖、生物活性成分等的分离和纯化。
天然产物的提取与分离技术
天然产物的提取与分离技术天然产物的提取与分离技术是一项重要的研究领域,涉及到从自然界中提取和分离有价值的化合物。
这些化合物可以用于药物开发、食品添加剂制备、香料生产等众多领域。
本文将探讨天然产物的提取与分离技术的原理、方法和应用。
一、提取技术天然产物的提取是指将目标化合物从天然来源中分离出来的过程。
常见的提取技术包括溶剂提取、蒸馏提取和超声波提取。
1. 溶剂提取溶剂提取是最常用的提取方法之一。
它利用溶剂与目标化合物的溶解度差异,将化合物从固体或液体的混合物中分离出来。
常见的溶剂包括乙醇、乙醚、丙酮等。
溶剂的选择应根据目标化合物的特性和提取条件来确定。
2. 蒸馏提取蒸馏提取是利用物质的沸点差异将目标化合物从混合物中分离出来的方法。
通过加热混合物,使其中的组分按照沸点顺序蒸发和凝结,然后收集目标化合物。
蒸馏提取适用于挥发性较高的化合物。
3. 超声波提取超声波提取是利用超声波的能量促进溶剂与混合物中的化合物反应,从而加速提取过程。
超声波的高频振动可破坏植物细胞壁,释放其中的化合物。
超声波提取具有提取效率高、时间短的优点,广泛应用于天然产物的提取过程中。
二、分离技术分离技术是将提取得到的混合物中的化合物进一步分离的过程。
常用的分离技术包括色谱技术、电泳技术和膜分离技术。
1. 色谱技术色谱技术是一种基于物质在固体或液体固定相上的分配系数差异进行分离的方法。
常见的色谱技术包括薄层色谱、纸层析、气相色谱和液相色谱等。
通过选择合适的固定相和流动相,即可实现对混合物中的化合物进行有效的分离。
2. 电泳技术电泳技术是一种利用化合物在电场中的迁移速度差异进行分离的方法。
常见的电泳技术包括凝胶电泳、毛细管电泳和等电聚焦等。
电泳技术具有分离效率高、分离速度快的特点,被广泛应用于天然产物的分离领域。
3. 膜分离技术膜分离技术是一种利用半透膜对混合物中的组分进行分离的方法。
常见的膜分离技术包括超滤、逆渗透和蒸发浓缩等。
通过调节膜的孔径和渗透性,可以实现对混合物中的组分进行有效的分离和浓缩。
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天然产物分离纯化技术进展摘要:本文综述了当前我国天然产物有效成分提取和分离纯化技术的进展,对超声波提取技术、微波提取技术、双水相萃取技术、液膜分离和反胶团萃取、超临界C02提取技术、膜分离技术、分子蒸馏技术、分子精馏和短程精馏、吸附分离技术和高效絮凝技术等进行了评述。
关键词:天然产物;分离;纯化Development of Separation and Purification of Natural Products Abstract: the author make a brief introduction of extraction and purification technology of the active ingredient in natural product, and review the ultrasonic extraction, microwave extraction, aqueous two-phase extraction, membrane separation and reverse micelles extraction, supercritical CO2 extraction, membrane separation technology, molecular distillation, molecular distillation and short distillation, adsorption, flocculation separation technology.Keywords: natural products; separation; purification1 概述天然产物是一大类从植物(包括天然和人工种植的)提取的对人体有益的植物化学成分;以家禽、家畜为代表的动物脏器生化制品及各种矿物质。
其中,植物化学提取物为最有代表性的一类天然提取物,主要用于植物药(包括中药)、饮料、食品、化妆品等的生产。
由于此类产品来源于大自然,对人体副作用小且对某些疑难病症具有特殊的疗效;因此深受人们的欢迎,同时也大大激发和推动了该领域技术的发展。
对天然植物药的认可,由单纯的治疗疾病向预防、保健、治疗、康复相结合的模式转变,以及“回归自然”的潮流,营造了巨大的天然植物产品市场。
在国际医药市场上,天然药物已占30%的市场份额,销售额约270亿美元。
天然产物有效成分分离纯化的难点在于:天然产物有效成分含量低,难于富集;体系复杂,大分子和小分子,生命和非生命物质共存,特别是存在结构相近的异构体,分离纯化难点大;许多天然产物热敏,易水解等。
包括中药提取物在内的植物提取物是植物药制剂的主要原料,并可应用于营养补充剂、食品添加剂、保健食品、化妆品等,是天然医药保健品市场的核心产品,具有广阔的市场空间。
天然产物中最大也是最为重要的部类为植物提取物,即从植物提取的对人体有效的植物化学成分。
从成分组成十分复杂的植物体内将其提取分离纯化出来并达到某个应用目的所需的纯度是一个很困难的过程;而有效成分从药理学和生物学角度来看是指具有生物活性的物质,其产品应是“安全、高效、稳定、可控”的,对提取分离纯化技术要求很高。
天然产物的生产过程就是提取、分离及纯化的过程。
因此,开发和应用高效、与环境友好的天然产物提取、分离及纯化技术是当前天然产物开发与生产的核心问题,也是开拓市场的要求。
开发天然产物的提取分离纯化技术的根本目的就是为了能高效、低成本地生产出符合某种需要的产品。
从国内外的研究与发展情况看,主要有如下特点:1.1 提取工艺[1]天然产物生产的第一步是从植物体内将有用成分高效地尽可能完全地提取出来,既是产品得率的关键部位,又直接影响下一步的纯化工艺。
因此,提取工艺的有效性是天然产物的生产工艺中十分重要的一步。
天然产物提取工艺发展状况:(a)从提取用溶剂种类来看,已经从原来单纯的水提、醇提发展到目前的混合溶剂提取、超临界流体提取;(b)从提取技术来看,已经从传统的溶剂提取工艺发展到超临界流体萃取技术、超声波提取技术、微波提取技术、酶法提取技术、半仿生法提取技术、破碎提取技术、旋流提取技术、加压逆流提取技术等;(c)从提取设备及装置来看,已从敞口直火加热锅发展到夹层蒸汽加热锅、多功能提取罐,从静态提取发展到动态提取,从单元设备提取发展到多罐连续提取及兼备芳香性成分蒸馏提取等,最新开发推广的提取设备是逆流超声波组提取设备、恒温循环提取设备及多种工艺技术的组合提取设备。
1.2 分离纯化技术分离与纯化工艺是根据粗提物的物理化学性质,选择相应的分离纯化工艺,将无效和有害成分除去,尽量保留有效成分或有效部位,从而得到所需的天然产物成分。
传统分离纯化方法有:沉降分离法、过滤分离法、离心分离法等;常见的精制方法有:水提醇沉法(醇水法)、酸碱法、盐析法、离子交换法和结晶法等。
近年又开发出一些新的分离和纯化技术,如絮凝沉淀法、大孔吸附树脂法、膜分离法、高速离心法等。
传统的提取和分离纯化方法简便,在产品开发初期具有投资低的优点;但其物料处理时间长,往往会造成天然活性成分的分解,使收率和纯度降低,并有可能导致产品“污染”而影响产品品质。
2 提取技术的新进展2.1 超临界CO2提取技术超临界流体萃取技术(简称SFE)是一种以超临界流体(简称SCF或SF)代替常规有机溶剂对植物有效成分进行萃取和分离的新型技术。
其原理是利用流体(溶剂)在临界点附近的超临界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,且对溶质的溶解能力随压力和温度的改变而在相当宽的范围内变动,利用超临界流体作溶剂,可以从多种液态或固态混合物中萃取出待分离组分,具有“定向提取分离”的能力。
常用的超临界流体为CO2。
因为CO2无毒,不易燃易爆,价廉,有较低的临界压力(7.38MPa)和临界温度(31.1℃),易于安全地从混合物中将目标成分分离出来。
超临界CO2萃取法与传统提取方法相比,最大的优点是可以在近常温的条件下提取分离,操作条件温和、几乎保留产品中全部有效成分、有效成分不受到破坏,无有机溶剂残留,产品纯度高,工艺简单,节能。
超临界萃取特别适合于从天然资源中提取脂溶性成分,如邓启焕等[2]采用甲醇作夹带剂用SFE技术从银杏叶中提取银杏黄酮,目前已建立了中试装置。
Rostagno[3]采用CO超临界萃2取分离大豆异黄酮,研究了多种参数如压力、温度等对萃取的影响,认为超临界萃取比传统的溶剂萃取好。
采用不同浓度的乙醇作夹带剂,对藏药雪灵芝进行总皂苷粗品及多糖的萃取,与传统的溶剂萃取工艺相比较,收率分别提高至1.9倍和1.62倍。
利用超临界CO2法萃取技术从黄花蒿中得到的萃取物中杂质(蜡状物)含量低,青蒿素提纯精制简单,收率高,产品质量好。
采用超临界CO2萃取技术对厚朴的有效成分进行萃取和分离,萃取物为淡黄色膏状物,经分析该萃取物由厚朴酚等11个化学成分组成,其中厚朴酚(Magnolod)、和厚朴酚(Honokio1)的相对含量高达46.81%和45.00%。
探讨了从黄山药中萃取薯蓣皂素的最佳条件,同时进行了中试放大,证明应用超临界CO2萃取薯蓣皂素进行工业化生产是可行的,与传统的汽油法相比,收率提高1.5倍,生产周期大大缩短,避免了使用汽油存在易燃易爆的危险。
采用超临界CO2法提取柴胡挥发油,与传统的水蒸气蒸馏法相比,能大大提高收率,缩短提取时间;而挥发油组成一致,只是各成分含量有差异。
原永芳等通过五因素四水平正交试验法,对超临界流体萃取技术从川芎中萃取挥发油的条件进行了优化选择,结果最佳萃取条件为:压力34.8 MPa,温度60℃,改性剂乙醇0.3 mL,静态萃取时间10 min,动态萃取量10 mL。
与水蒸气蒸馏法相比,超临界CO2提取法具有耗时少、提取安全等优点。
SFE技术对于提取分离挥发性成分、脂溶性物质、高热敏性物质、贵重药材的有效成分和高附加值产品显示出独特的优点,但SFE设备属高压设备,一次性投资较大;因此,这一技术目前在工业生产中还难以普及。
超临界萃取技术是一种符合当代绿色潮流的洁净的高效提取技术,并能获得高品质的产品,随着技术装备的国产化、工艺技术的进一步开发和与其它技术的集成化,对SFE技术的开发和应用将展示出光明的前景。
2.2 超声波提取技术超声波是一种弹性波,其振动能产生强大的能量,给予媒质点以很大的速度和加速度,加速度随着声波频率的增大而增大,声波在植物组织细胞里,比电磁波穿透更深,停留时间也较长。
大能量的超声波作用于液体使其被撕裂成很多小空穴,小空穴(又称微气压泡)闭合时产生高达几千个大气压的瞬时压力,作用于叶肉组织,称为空化。
空化可加速植物中的有效成分进入溶剂,增加有效成分的提取率。
除空化作用外,超声波还具有机械振动、乳化、扩散、击碎等多级效应,有利于植物中有效成分的转移,并充分与溶剂混合,促进提取的进行。
目前应用超声波技术提取制备的天然产物或中药有:在较低温度下最大限度地提取杜仲叶中的有效成分;大豆浓缩蛋白、核酸、异黄酮、皂苷、低聚糖产品的制备;金银花中主要有效成分绿原酸的提取;其它存在于各种天然产物或中药材中的生物碱、黄酮类化合物、甾体类化合物、糖苷化合物、苯丙素类化合物、醌类化合物、萜类化合物、鞣质、脂质及挥发油等的提取。
采用超声波提取技术可有效地强化萃取,减少萃取时间,降低活性物质的降解。
超声波提取技术在天然产物的提取中应用如表1所示。
表1 超声波在天然产物提取中的应用Table 1 Extraction of natural products with ultrasonic提取物质效果参考文献茶多酚比水提取率高40% 尹莲[4]青蒿素提取率达83% 赵兵[5]姜黄素改善溶剂萃取,提高浸取率和速率秦伟[6]葛根异黄酮20min高于传统工艺10h的结果张尊听[7]黄酮萃取率达94.6% 毕丽君[8]2.3 微波提取技术微波萃取技术是利用微波能提高萃取率的一种新发展起来的技术。
其原理是利用在微波场中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,从而使被提取物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。
微波加热导致细胞内的极性物质尤其是水分子吸收微波能产生大量的热量,使胞内温度迅速上升,汽化水产生的压力将细胞壁及细胞膜冲成微孔,失水的细胞又因收缩而出现裂纹,微孔及裂纹的存在使胞外溶剂很容易地进入胞内,溶解并释放出内含物。
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[9-10]。