第八节　天然药物常用提取方法

天然药物的化学成分非常复杂，化学结构、理化性质及含量都差别很大。天然药物化学成分的提取是用适当的溶剂或适当的方法将化学成分从天然药物的组织中抽提出来的过程，是天然药物生产的前处理过程。本节主要介绍目前最常用的提取方法，包括溶剂提取法、水蒸气蒸馏法、升华法和超声波提取法四种。

一、溶剂提取法

1.溶剂提取法的原理

天然药物成分的提取，多采用溶剂提取法，根据天然药物中各种成分在溶剂中的溶解度大小遵循“相似相溶”原理而进行。选用对有效成分溶解度大，对无效成分或杂质溶解度小的溶剂，通过溶剂浸润、溶解、扩散的过程，将有效成分从天然药物组织内部溶解出来。

应用溶剂提取法时，所用溶剂可以是单一溶剂，如水或乙醇；也可以是多种溶剂分步提取，即选择两种以上不同极性的溶剂，由低极性到高极性，根据各成分在不同溶剂中溶解度的差异分步提取，达到初步分离的效果；还可以采取混合溶剂进行提取，使之极性更适应所提取成分的溶解度要求。

2.常用提取溶剂的分类与选择

天然药物的提取应根据欲提取成分的亲水性与亲脂性选择与之相适应的溶剂。实验室常用有机溶剂的极性由弱到强的顺序可表示如下：

石油醚（低沸点→高沸点）＜四氯化碳＜苯＜二氯甲烷＜乙醚＜三氯甲烷＜乙酸乙酯＜正丁醇＜丙酮＜乙醇＜甲醇＜乙腈＜水＜吡啶＜乙酸。

通常我们将溶剂分为水（强极性溶剂）、亲水性有机溶剂及亲脂性有机溶剂三大类。

（1）水　水是一种强极性溶剂。可提取天然药物中亲水性的成分，如无机盐，糖类（单糖、低聚糖及淀粉、树胶、黏液质等），鞣质，氨基酸，蛋白质，有机酸盐，生物碱盐及各种苷类。另外，可用酸水提取碱性成分，如生物碱；也可用碱水提取含羧基或羟基的成分，如有机酸、黄酮、蒽醌、内酯、香豆素以及酚类。水作为提取溶剂，优点是廉价、无毒、易得，适用范围广；缺点是沸点高，专属性差，提取物杂质较多，过滤及浓缩较困难，提取液易霉变、变质，不易保存。

（2）亲水性有机溶剂　亲水性有机溶剂是指与水能混溶的有机溶剂，如甲醇、乙醇、丙酮等。其中以乙醇最为常用。乙醇对药材细胞的穿透力较强，溶解性能较好。亲水性成分（除强亲水性的蛋白质、黏液质、果胶、淀粉和部分多糖外）和亲脂性成分大多能在乙醇中溶解。此外，用乙醇提取，可抑制酶的活性；提取液不易降解、发霉、变质；提取后溶剂可以回收利用，且毒性小，来源方便。

（3）亲脂性有机溶剂　亲脂性有机溶剂是指与水不能混溶的有机溶剂，如石油醚、二氯甲烷、氯仿、乙醚、乙酸乙酯等。这些溶剂的选择性强，不容易提取出亲水性杂质。但这类溶剂对植物组织的透入能力较弱，往往需要长时间、多次反复才能取得较好的提取效果。并且这类溶剂挥发性大，多易燃，一般有毒，价格较贵。因此，当大量提取天然药物时，直接应用此类溶剂有一定的局限性。

另外，溶剂选择时还需要注意以下三点：

①溶剂不能与待提取成分发生不可逆的反应；

②溶剂对待提取成分的溶解度需要远大于对杂质的溶解度，或反之；

③溶剂要经济、易得，使用安全，便于回收及重复利用。

3.常用溶剂提取方法

（1）浸渍法（maceration）　取药材粗粉，在常温或加热（＜80℃）的条件下，置于适宜容器中，加入适量溶剂，密闭，不断搅拌或振摇，浸渍3～5天，使有效成分浸出，滤过。药材再加入适量溶剂浸泡2～3次，使有效成分大部分浸出。然后将药渣充分压榨、滤过，合并滤液，经浓缩后可得提取物。

本法适用于有效成分遇热易被破坏，或含有大量多糖、淀粉、树胶、果胶和黏液质的天然药物的提取。本法操作简便，但缺点是提取时间长，溶剂用量大，提取效率不高。若用水作为溶剂时易发霉、变质，需加入适量的三氯甲烷、正丁醇等作为防腐剂。

（2）渗漉法（percolation）　将药材粗粉放在有盖容器内，再加入药材粗粉量60%～70%的浸出溶剂均匀湿润后，密闭，放置15min至数小时，使药材提前充分膨胀后备用。取渗漉筒，一般为圆柱形或圆锥形。另取脱脂棉一团，用浸出液润湿后，铺垫在渗漉筒的底部，然后将已湿润膨胀的药材粗粉分次装入渗漉筒中，每次装药后，均须摊匀压平。药粉装完后，用滤纸或纱布将药材面覆盖，并加一些玻璃等重物，以防加入溶剂时药粉被冲浮起来。然后向渗漉筒中缓缓加入溶剂，应注意需要先打开渗漉筒下方浸液出口的活塞，以排除筒内空气。待溶液自下口流出时，关闭活塞。流出的溶剂应再倒回筒内，并继续添加新溶剂至高出药粉表面数厘米，加盖放置数小时，使溶剂充分渗透扩散。开始渗漉时，漉液流出速度以每秒1～2滴为宜。渗漉过程中需随时补充新溶剂，使药材中有效成分充分浸出。药材粉末与渗漉溶剂的用量的比例一般为1∶4～1∶8。

本法因随时添加新溶剂，故植物细胞内外保持较大的浓度差，提取效率较高，既适用于预试提取也适用于大规模提取。但本法的缺点是溶剂用量大，耗时长。实验装置见图1-2-4。

（3）煎煮法（boiling）　取药材饮片或粗粉，置于适当容器中，加水浸没药材，充分浸泡后，加热煎煮，待药液沸腾后，继续保持微沸一定时间，然后进行过滤，得到水煎液。药渣再加适量水，重复操作数次至水煎液味淡薄为止。合并各次水煎液，浓缩即得提取物。一般需煎煮2～3次，煎煮的时间可根据药材的量及质地而定。对少量质松、轻薄的药材，第一次可煮沸20～30min，而对于量多或质地坚硬的药材，第一次煎煮1～2h，第二、三次煎煮时间可酌情减少。

该法是最传统的提取方法，简便易行，但水溶性杂质较多，水煎液也易发霉，且挥发性或受热易被破坏的成分不宜用此法。

（4）回流提取法（refluxing）　将药材粗粉装入圆底烧瓶内，添加溶剂使没过药材表面1～2cm，烧瓶内药材及溶剂的总量一般不超过烧瓶容积的2/3。烧瓶上方连接冷凝管，置于水浴中或电热套中加热回流一定时间，电热套加热温度不可太高，煮沸后能维持微沸回流即可。滤出提取液，药渣再添加新溶剂回流提取。一般需提取3次，合并提取液，减压蒸馏回收溶剂即得提取物。大量提取时，一般使用有蒸气加热隔层的提取罐。

此法提取效率比冷浸法高，但溶剂用量也大，操作也较复杂，受热易被破坏的成分不宜用此法。

（5）连续回流提取法（索氏提取法，Soxhlet）　实验室常用的连续提取装置为索氏提取器（图1-2-5），共分三部分，上部是冷凝管，中部是带有虹吸管的提取筒，下部为圆底烧瓶。三部分通过磨口严密连接。先将研细的药材粉末装入滤纸筒中，轻轻压实，以少量脱脂棉盖住上端，然后放入提取筒中，再将提取筒下端和盛有适量提取溶剂的烧瓶连接，上端接上冷凝管。安装完毕后，水浴加热，当溶剂沸腾时，蒸汽通过提取筒旁的侧管上升到达冷凝管中，被冷凝成为液体后，滴入提取筒中，当筒中液体的液面超过虹吸管的最高处时，由于虹吸作用，提取液自动全部流入烧瓶中，烧瓶内的溶液再受热汽化上升，而被溶出的中药成分因不能汽化而留在烧瓶中，如此循环提取，直至药材中的可溶性成分大部分提出后为止，一般需要数小时才能完成。

该法与回流提取法相比，所需溶剂量较少，提取也较完全，但提取受热时间长，受热易被破坏的成分不宜采用此法。

二、水蒸气蒸馏法

水蒸气蒸馏法（steam distillation）适用于具有挥发性，能随水蒸气蒸馏而不被破坏，且难溶或不溶于水的成分提取。这类成分沸点在100℃以上，且在约100℃时有一定的蒸气压。当与水一起加热，其蒸气压和水的蒸气压总和为一个大气压时，液体开始沸腾，水蒸气将挥发性成分一并带出。馏出液经冷凝往往分出油水两层，将油层分出即得挥发性成分。

首先根据所欲提取的挥发油的密度选择合适的挥发油提取器，然后称取适量药材装入烧瓶中，加入蒸馏水及沸石，振摇混合后，连接提取器和冷凝管，自冷凝管上端加水使充满测定器的刻度部分并溢流入蒸馏瓶时停止。大功率加热至沸后，开始有挥发油形成，调小功率，待油量不再增加，静置1h后，放水分层，油层下降至上端与刻度“0”线平齐，读取挥发油量，计算生药量（mL·g^-1），尽量放出水层，接收挥发油，加入无水硫酸钠干燥，密闭、遮光保存。

该法主要用于挥发油的提取，也可用于某些小分子生物碱（如麻黄碱、槟榔碱）和小分子酚性物质（如丹皮酚等）的提取。但该法需要将原料加热，不适用于受热易被破坏的成分的提取。

三、升华法

某些固体化学成分受热直接变成气态，遇冷后又凝固为固体的性质称为升华。此法简单易行，但具有升华性的化学成分较少，仅见于少数单萜类、生物碱类、游离羟基蒽醌、香豆素和有机酸类等成分。如樟木中的樟脑、茶叶中的咖啡因、大黄中游离蒽醌类、牡丹皮中的丹皮酚等。升华法虽然简单易行，但中草药炭化后，往往产生挥发性的焦油状物，黏附在升华物上，不易精制除去。其次，化学成分往往升华不完全，产率低，有时还伴随有分解现象。故实际应用受到限制。

四、超声波提取法

超声波提取技术（ultrasonic extraction）是近年来应用于天然药物有效成分提取的有效方法。超声波是指频率在声频以上，即20～50MHz电磁波，它是一种机械波，需要能量载体——介质来进行传播。

超声波提取药材的原理主要包括机械作用、空化作用及热学作用。

（1）机械作用　它是指超声波在介质中传播可以使介质在其传播空间内产生振动，从而强化介质的扩散、传质。超声波的机械作用可以粉碎液体中的颗粒，使细胞组织变形，破坏介质的结构。

（2）空化作用　它被认为是超声提取的主要机制，是指液体中的微小气泡在超声作用下产生振动，在液体中形成空腔，当声压达到一定值时，气泡迅速膨胀，然后突然闭合，气泡闭合时可产生强大的冲击波。利用超声的空化作用可以破坏植物细胞壁，有助于有效成分的溶出与释放。

（3）热学作用　它是指超声波在介质中传播的过程中，其声能可以不断被介质的质点吸收，所吸收的能量大部分转化成热能，从而使介质本身和药材组织温度升高，加速有效成分的溶解。

此外，超声波的一些次级效应，如乳化、扩散、击碎、化学作用等也会促进有效成分的溶解、扩散。

与传统的提取方法比，超声波提取法具有提取速度快、提取效率高、无需高温加热、溶剂用量少、操作简单易行等优点，对绝大多数的中药材提取均适用。