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微波技术用于草药成分提取

时间:2008-08-20 09:08:00  浏览:        

 微波是一种波长在1~ 0.001m、频率在300MHz~300GHz的电磁波。由于其具有独特的性质——似光特性、穿透特性、热特性、生物效应,因而已被广泛应用于医药领域。在中草药有效成分的提取中亦有尝试和应用,但尚未在规模生产中应用。

  一、微波技术提取中草药有效成分的可行性分析中草药有效成分往往包埋在细胞中,只有把细胞壁和细胞膜破碎或溶解,才能将有效成分提取出来。传统浸提方法以热传导、热辐射、渗透等方式由外向里,提取出水溶性或脂溶性有效成分,但提取效率低,提取时间长。微波提取技术主要是基于微波的热特性,其加热原理是利用微波场中介质的偶极子转向极化与界面极化的时间与微波频率吻合的特点,促使介质转动能级跃迁,加剧热运动,将电能转化为热能。微波辐射导致细胞内的极性物质尤其是水分子吸收微波能量而产生大量的热量,使胞内温度迅速上升,液态水汽化产生的压力将细胞壁和细胞膜冲破,形成微小的孔洞。进一步加热,细胞内部和细胞壁水分减少,细胞收缩,表面出现裂隙。因此使胞外溶剂容易进入胞内,溶解并释放出有效成分。与传统浸提方法相比,微波提取具有穿透力强、选择性高、加热效率高等显著特点,而且其操作简便、快速、节能、高效。因此,微波技术用于中草药有效成分提取具有巨大潜力。

  二、微波技术在提取中草药有效成分中的应用

  1.微波技术用于多糖的提取 中草药多糖类成分具有多种生物活性,是免疫增强剂。王莉等运用微波技术用水提醇沉法提取板蓝根多糖,用酚.硫酸比色法测定多糖含量。结果板蓝根多糖提取率由O.81%提高到3.47%,时间缩短至1/2。李艳等…运用微波技术用水提醇沉法提取党参多糖,用酚硫酸比色法测定多糖含量,提取率由50.01%提高到53.92%。

  2.微波技术用于挥发油的提取 挥发油常用水蒸气蒸馏法提取,但操作繁杂,提取效率低,时问长。鲁建江等运用微波技术从佩兰中提取挥发油,反应时间由传统方法的5h减为20min,所需时间是传统方法的1/15,挥发油的含量由1.83%提高到 2.106%。闰豫君等运用微波技术对红景天根茎叶中挥发油的含量进行测定,时间由5h减为 20rain,缩短至l/5,根、茎、叶挥发油的含量分别由0.20%、 0.05%、0.15%提高到0.50%、 0.10%、0.40%。

  3.微波技术用于黄酮的提取 范志刚等采用微波技术,对影响雪莲浸出液中黄酮含量的因素进行正交考察。采用微波技术,2/ 3全量药材细粉浸出15rain的效果与采用常规煎煮法,对全量饮片进行30min浸出效果相当。孙萍等运用微波技术提取狭叶红景天总黄酮,比色法测其总黄酮含量,高达21.06%。

  4.微波技术用于蒽醌的提取 郝守祝等运用微波技术对大黄游离蒽醌浸出量进行考察,微波浸提法对大黄游离蒽醌的提取效率明显优于常规煎煮法,同乙醇回流提取法相当。

  5.微波技术用于生物碱的提取 范志刚等采用微波技术,用紫外分光光度法测量麻黄浸出液中麻黄碱含量,半量麻黄粗粉用微波技术的浸出量优于煎煮法全量麻黄饮片的浸出量。

  6.微波技术用于苷的提取 中草药苷类成分可用有机溶剂提取或超声提取。后者浸出时间较长。王威等采用微波技术,与传统的乙醇回流提取比较,从高山红景天根茎中提取红景天苷。结果微波处理红景天1.5min,水提 lOmin的提取红景天苷与用70%乙醇回流提取2h效果相当,而杂蛋白的浓度乙醇回流提取是水提的1.6倍。范志刚等采用微波技术从槐花中提取芸香苷,紫外分光光度法测定含量。结果微波处理20min的效果明显优于常规煎煮30min浸出的效果。

  三、微波技术应用中存在的问题及相应对策

  尽管微波技术用于中草药有效成分提取具有独特的效果,应用前景广阔,但对它的应用研究还不够深入,主要存在以下问题:

  1.工业微波设备的开发滞后 目前工业生产中微波提取技术和设备应用甚少,法国PRO—LABO公司于1994年研制了 SOS—1100微波萃取仪;加拿大环保部和CWT—TRAN公司联合开发了微波萃取系统Microwave—Asisted Extraction Process(简称 MAP),均在多国申请了专利;而该技术在我国处于实验阶段。

  2.微波提取方法的局限性微波提取方法只适用于对热稳定的有效成分,如多糖、挥发油、黄酮、蒽醌、生物碱、苷类等。对于热敏性物质,如蛋白质、多肽、酶等,微波加热能导致其变性失活。

  3.微波提取方法的选择性一是微波对不同中草药的细胞组织有不同的作用,即对有效成分的释放具一定的选择性,因此须根据不同有效成分,选择的处理方式。二是被处理的中草药须具有一定的吸水性,否则细胞难以吸收足够的微波能将自身击破,有效成分也难以迅速释出。

  4.临床疗效的评价 一种新技术在中草药中应用成功与否,临床疗效是其最终的评价,故须对药理、药效、临床疗效等深入考察,以确认其技术的优劣
  
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