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第五单元 浸提、分离、浓缩与干燥
一、 浸 提
( 一)浸出过程 :浸出过程是指溶剂进入细胞组织溶解其有效成分后变成浸出液的全部过程。是固――液相间的萃取问题,即可溶性物质从药材固相转移到液相中的传质过程,系以扩散原理为基础。
浸出过程由浸润、渗透、解吸、溶解、扩散等几个相互联系的阶段组成。
1、浸润与渗透阶段:表面润湿→进入药材空隙和裂缝→渗透进入药材内,细胞膨胀,溶剂渗入细胞
植物性药材中有很多带有极性基团的物质,如糖类、蛋白质等,易被极性溶剂所润湿;含多量脂肪油或蜡质的药材,须先行脱脂或脱蜡处理后方可用水或乙醇浸提。
2、解吸与溶解阶段: 溶剂首先解除细胞组织对药物成分的吸附,已经解吸的成分依照"相似相容原理"溶解于溶剂中。加热和加入适量的酸、碱、表面活性剂可以促进有效成分的溶出。
3、浸出成分的扩散阶段:细胞内溶液浓度显著升高,使细胞内外出现浓度差和渗透压差,细胞外侧溶剂渗透 入细胞,细胞内溶质扩散 出细胞,当内外浓度一致、渗透压平衡时,扩散终止。浓度差是渗透或扩散的推动力。
( 二)影响浸提的因素 :
1、药材的粉碎粒度:药材经粉碎后粒度变小,表面能增加,扩散面也扩大,浸出速度加快。粉碎需要适当的限度,细粉虽有较大的面积,但过细的粉末浸出的高分子杂质多,粘度大,扩散速度受影响;同时过细的粉末对溶质的吸附作用增强造成有效成分的损失;而且宜造成过滤困难等问题。所以,以水为溶剂时,叶、花、全草类一般不需粉碎;根茎类、树皮类宜用薄片或粗颗粒。乙醇提取时,选用粗颗粒或最粗粉。
2、浸出温度:温度升高,增加可溶性成分的溶解,扩散系数D 变大,扩散速度加快有利于浸出过程;而且温度适当升高,可使细胞蛋白质凝固、酶破坏,有利于浸出制剂的稳定性。但过高会造成杂质增多,热敏性物质破坏。
3、浓度梯度:浓度差越大药物的扩散推动力越大,有助于提高浸出效率。在浸出过程中不断搅拌或经常更换新鲜溶剂或采取流动溶剂的渗漉法就是为了增大扩散层中有效成分的浓度差,是提高浸提效果的有效措施。
4、浸提时间
5、溶剂用量
6、浸提压力 加压可加速溶剂对药材的润湿与渗透,可使部分细胞壁破裂,利于浸出。但对于组织疏松的加压对浸出不明显。
7、溶剂的pH值
(三)常用的浸提溶剂
1、水:水为最常用的溶剂之一。水极性大而溶解范围广,药材中的生物碱盐类、苷、有机酸盐、鞣质、氨基酸、蛋白质、糖、色素、多糖类以及酶等都能被水浸出。
2、醇:乙醇也是常用溶剂之一。可以溶解水溶性的某些成分,如生物碱、苷类及糖类等;又能溶解非极性溶剂所能溶解的一些成分,如树脂、挥发油、内酯、芳香化合物等。一般乙醇含量在90%以上时,适于浸出挥发油、有机酸、内酯、树脂等;乙醇含量在70%~90%,适于提取香豆素、内酯、某些苷元等; 在50%~70%时,适于浸取生物碱及苷类;50%以下乙醇可浸提一些极性较大的黄酮、生物碱及其盐类、苷类;另外含20%乙醇的浸出液具有防腐作用;含 40%以上乙醇浓度的浸出液可延缓某些酯类、苷类等成分的水解,增加制剂的稳定性。
3、其他:丙酮:新鲜动物药材脱脂或脱水。
(四)辅助剂:酸:生物碱的提取。
碱:偏酸性成分浸出。
(五)常用浸提方法
浸出方法:
煎煮法
浸渍法
渗漉法
回流
水蒸气蒸馏法
二、常用的分离方法
(一) 沉降分离法
特点:适于固体物含量高的水提液的粗分离,简便易行。但对料液中固体物含量少、粒子细而轻,料液易腐败变质者不宜使用。
(二)离心分离法
适于含粒径很小的不溶性微粒和粘度大的料液,或两种密度不同的且不相混溶的液体混合物的分离。
(三)滤过分离法
1.滤过速度与影响因素
①滤渣层两侧的压力差(P)越大,则滤速越大。常采用加压或减压滤过法。但压力大至一定程度时,由于滤饼被压实而增加了滤过阻力,又降低了滤速。
2.滤过方法与设备
(1)常压滤过法 一般适于小量药液的滤过。
(2)减压滤过法 一般中、大量药液的滤过。
(3)加压滤过法 常用板框压滤机,板框压滤机适用于粘度较低,含渣较少的液体作密闭滤过,醇沉液、合剂配液多用板框滤过。
(4)薄膜滤过法
微孔滤膜用以滤除细菌和细小的悬浮颗粒。生产中主要用于精滤,如水针剂及大输液的滤过;热敏性药物的除菌净化。
三 浓 缩
浓缩是采用适宜的方法,除去药液中部分溶剂,获得浓度较高的浓缩液的操作。浓缩是中药制剂中原料成型前处理的重要单元操作。蒸发是浓缩的重要手段。此外,还可采用反渗透法、超滤法使药液浓缩。
蒸馏与沸腾蒸发皆是在沸腾状态下,利用混合物中各组分的沸点不同而进行分离的操作。两者的区别为:蒸馏操作中,馏出物的蒸汽经冷凝成液体被收集,实现混合物中组分的分离;蒸发操作是为了获得浓缩液,不以收集挥散的蒸汽为目的。
(一)影响蒸发效率的因素
M∞s(F-f)/P
M:单位时间内蒸发量;S:液体暴露面积;P:大气压力;F:一定温度时液体的饱和蒸汽压;f:在一定温度时液体的实际蒸汽压
压差(F-f)是蒸发的动力,当为零时,蒸发停止;增大暴露面积,减低蒸发压力都会加快蒸发。
四、 干燥
干燥是利用热能或其他方式使含湿物料中所含水分或其他溶剂汽化并除去,获得干燥固体产品的操作。
(一)干燥的基本原理
物料的干燥是传热和传质同时进行的过程。干燥顺利进行的条件是同时具备传热和传质的动力,即空气的温度高于物料表面的温度,物料表面产生的水蒸气压大于空气中的水蒸气分压。
(二)影响因素
1、被干燥物料的性质 是物料的结构、形态、水分与物料的结合方式会影响水分在物料内部的扩散速度。一般物料呈颗粒状态、堆积薄者较膏、粉末、堆积厚者干燥快。
物料中的非结合水快于结合水分。
2、干燥介质的状态 适当提高空气的温度、流速、降低其湿度,有利。
3、干燥的速度与方法
速度过快,表面形成假干燥,不利于内部的扩散,采用动态干燥可增加物料与干燥介质的接触面,有利。
4、压力
在密闭的干燥箱中减压,可提高效率。
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