中草藥有效成分提取工藝及毒害成分檢測方法分析

＊柯圣濤 祝媛媛

（湖北大學(xué)知行學(xué)院生物與化學(xué)工程學(xué)院 湖北 430000）

引言

所謂的中草藥指的是中醫(yī)對疾病進(jìn)行治療、防治和保健的相關(guān)藥物，種類有兩種，一種是中藥，一種是草藥，其都是大自然中生長的純天然動植物、礦物等等。在國內(nèi)，中草藥有非常悠久的歷史及完善的體系，形成了獨(dú)特的相關(guān)文化，備受世人的追捧和喜愛。目前，中草藥質(zhì)量評價(jià)主要是評價(jià)其質(zhì)量、真實(shí)性和安全性等。其一主要是對其真假進(jìn)行識別，主要是鑒定評價(jià)其外觀特征，這也是最重要和最基礎(chǔ)的內(nèi)容。其二是對質(zhì)量高低進(jìn)行評價(jià)，主要是通過現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù)對其中的功能性成分含量等進(jìn)行分析和檢測，借此評判其質(zhì)量高低。其三是對安全性進(jìn)行判斷，主要是通過各種測試、分析措施，對有毒有害成分等進(jìn)行檢測，觀察其含量情況。

1.提取中草藥的有效成分

對中草藥質(zhì)量來講，含有有效成分的高低是重要的指標(biāo)之一。中草藥中具有非常多的活性成分，結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜，其中主要成分的種類有多種，比如生物堿、多糖等等。對中草藥生產(chǎn)企業(yè)來講，其必須的生產(chǎn)工藝就是提取其中的有效成分。由于中草藥在我國的時(shí)間非常長，因此具有悠久的發(fā)展歷程，從提取工藝發(fā)展的情況來講，其主要分為三個(gè)階段，在下文中主要探討近現(xiàn)代和現(xiàn)代兩個(gè)階段常用的提取技術(shù)。

(1)近現(xiàn)代提取技術(shù)

①表面活性劑法。這種提取方法，主要是依托提取對象表面的活性，進(jìn)行通氣或者進(jìn)行攪拌有氣泡產(chǎn)生，讓其在氣泡上依附，進(jìn)而有效提取，具有簡單的操作方法。有的研究人員使用這種提取方法，濃縮分離了相關(guān)人參皂苷。還有一些研究人員通過該工藝對竹節(jié)參總皂苷進(jìn)行提取，相關(guān)研究表明，通過0.4～0.5mm直徑的氣泡，在65℃下，pH值為5.5，在這樣的條件下，其具有2.1的總皂苷富集比，具有2.6的純度比，回收率非常高，達(dá)到98.33%且非常穩(wěn)定。

②微波輔助萃取法。通過應(yīng)用微波技術(shù)，能夠把目標(biāo)成分的提取率顯著提升。微波直接向化學(xué)物質(zhì)作用，能夠把一些能量較低的化學(xué)鍵進(jìn)行斷鏈，開展重組。不僅如此，由于能量較高提升了細(xì)胞內(nèi)的溫度，對原結(jié)構(gòu)組織進(jìn)行破壞，讓液體和固體之間的接觸面積進(jìn)一步提升，實(shí)現(xiàn)提取過程的加快。這種提取技術(shù)的優(yōu)勢非常顯著，高效率、低能耗、短用時(shí)、環(huán)保等，因此廣泛應(yīng)用于提取中草藥的化學(xué)成分，但是這種技術(shù)的操作過程比較困難，控制不容易，由于會有較大的能量產(chǎn)生，所以爆沸現(xiàn)象容易出現(xiàn)。

③超聲輔助提取法。超聲波的作用非常綜合，可以實(shí)現(xiàn)固體和液體接觸面積的增加，更加高效的分離目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)提取過程的加快。相關(guān)研究表明，在提取人參皂苷的過程中，溶劑為甲醇，溫度為45℃，經(jīng)過一個(gè)小時(shí)45kHz的超聲波提取，能夠?qū)崿F(xiàn)最高的提取效率。這種提取方式用時(shí)較短，裝置比較容易操作，花費(fèi)的資金也較少，對大分子等的分離和提取比較適用。

④高壓與超高壓提取法。這種提取方式主要是借助流體突然降低的方式，透化中草藥細(xì)胞璧膜，進(jìn)而快速便捷的實(shí)現(xiàn)提取目的，這種提取方式花費(fèi)的時(shí)間較短，不需要溫度等條件，適用于一些中草藥具有熱不穩(wěn)定性的成分提取。

2.現(xiàn)代提取方法

(1)半仿生提取法

作為一種新的提取技術(shù)，半仿生提取主要是借助灰思維方式，在人的身體之外，模擬人的胃部消化吸收相關(guān)藥物的原理，通過對酸堿度進(jìn)行控制實(shí)現(xiàn)提取，能夠把有效成分盡可能多的保留下來。相關(guān)研究表明，在提取人參皂苷的過程中，對比水提取法，仿生提取法的效果更好，同時(shí)通過這種提取方式，食用人員不會有太大的異物感覺，吸收效果更好。同時(shí)通過設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，利用半仿生提取措施對天麻鉤藤口腔崩解片進(jìn)行提取，最終在60℃12倍水量下，經(jīng)過2個(gè)小時(shí)的提取，實(shí)現(xiàn)最高的提取效率。

(2)脈沖電場提取法

這種提取方式主要是根據(jù)電穿孔細(xì)胞膜原理，讓膜電位在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生改變，對其膜進(jìn)行破壞，從而有效的提取細(xì)胞內(nèi)的各種有效成分，這種提取方式具有短耗時(shí)、低能耗、不易變性等特點(diǎn)，但是由于研究的時(shí)間比較短，裝置比較單一，目前還在發(fā)展之中。

(3)基質(zhì)固相分散提取法

這種提取方式主要是把相關(guān)萃取劑和樣品等混合在一起進(jìn)行充分研磨，讓其有效的混合在一起，然后在萃取柱中放置，通過科學(xué)萃取劑的方式對樣品中的組分進(jìn)行萃取。相關(guān)研究表明，對丹參、冬蟲夏草等的提取使用這種提取方式，對比溶劑提取法，提取劑的使用數(shù)量顯著降低，具有較高的提取效率，且比較簡單便捷。但是我們比較難以控制自填裝柱子的穩(wěn)定性，因此會出現(xiàn)一定的誤差，所以試驗(yàn)條件的統(tǒng)一性難以保障。

(4)酶提取法

這種提取方法能夠把細(xì)胞的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)進(jìn)行溶解，把成分釋放而出，根據(jù)具有高度專一酶的特點(diǎn)，把其反應(yīng)活化性降低，借此實(shí)現(xiàn)反映時(shí)間的降低和反映效率的提升。這種方法對溫度、酸堿度等的要求比較苛刻，我們只有保障其具有相應(yīng)的條件才能實(shí)現(xiàn)更好的提取行為。由于酶的專一性特點(diǎn)，因此需要綜合性的酶進(jìn)行作用，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)成分物質(zhì)的提取。由于這種方式具有較多的中間產(chǎn)物，難以徹底進(jìn)行水解，因此需要花費(fèi)的成本很高，所以不常用這種措施。

3.毒害成分提取

在土壤、水源、天氣等多種因素的影響下，目前中草藥的生長環(huán)境非常惡劣，遭受到相關(guān)不良因素的影響，甚至出現(xiàn)重金屬、農(nóng)藥殘留等毒害成分超標(biāo)嚴(yán)重，不僅讓中草藥及其后續(xù)的加工成本不斷提升，還影響了其品質(zhì)，嚴(yán)重威脅使用者的安全。所以，對中草藥質(zhì)量因素來講，安全因素指標(biāo)至關(guān)重要。

(1)農(nóng)藥殘留

目前國內(nèi)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域展現(xiàn)出嚴(yán)重的濫用農(nóng)藥的情況，導(dǎo)致其具有較多的農(nóng)藥殘留，出現(xiàn)嚴(yán)重超標(biāo)的情況，對使用者的安全有很大的影響。這一問題的存在對行業(yè)的安全發(fā)展有較強(qiáng)的影響和阻礙，因此我們必須深入分析農(nóng)藥殘留情況，一般情況下其步驟主要有三個(gè)。先提取，然后進(jìn)行凈化，最終開展檢測。我們分析農(nóng)藥殘留的過程中一般提取使用水溶性溶劑等措施。提取農(nóng)藥殘留并對其進(jìn)行純化非常重要，不僅和結(jié)果的準(zhǔn)確性有直接的影響，還對檢測儀器的使用時(shí)長有直接的影響。提取農(nóng)藥殘留并對其進(jìn)行提取、凈化等過程，和提取有效成分相同，我們會根據(jù)不同的農(nóng)藥種類來選擇相應(yīng)的提取劑和凈化物質(zhì)。

(2)重金屬

事實(shí)上如果金屬的比重大于5，其和人體內(nèi)的酶、蛋白質(zhì)等的作用會非常強(qiáng)烈，導(dǎo)致相應(yīng)的失活情況，也會在人體內(nèi)部的相關(guān)組織、器官內(nèi)不斷積累，導(dǎo)致出現(xiàn)慢性中毒情況。目前中草藥行業(yè)已經(jīng)把監(jiān)測重金屬作為其是否安全的指標(biāo)之一，當(dāng)然檢測的方式也有很多種，下面簡要敘述兩種方式。

①干法灰化法。這種方式主要是在使用特制的裝置，經(jīng)過高溫、灰化、殘?jiān)?，然后再次進(jìn)行檢測。該方式主要有兩種，其一是氧瓶燃燒法，其二是高溫灰化法，第一種方式主要是在密閉空間下富含相應(yīng)的氧氣進(jìn)行有機(jī)試樣的燃燒，接著檢測相應(yīng)的元素含量。第二種方式主要是在坩堝等裝置中放置，向其中通氣，經(jīng)過高溫環(huán)境進(jìn)行分解，實(shí)現(xiàn)相關(guān)重金屬元素含量的檢測。

②濕式消解法。這種檢測方式主要是把適量強(qiáng)氧化酸或混合酸（硝酸-次氯酸、硝酸-次氯酸-硫酸、硝酸-硫酸、硫酸、雙氧水、硝酸-雙氧水等）加入樣品之中，然后進(jìn)行加熱操作，如有必要，可以把催化劑加入其中，加快相應(yīng)的反應(yīng)。要是樣品中的無機(jī)物比較多的時(shí)候，可以使用混合酸對其進(jìn)行消解。要是樣品中有硅鹽酸的時(shí)候，消解的酸為氫氟酸。對比干法灰化法，其具有簡單的裝置、較短的耗時(shí)，但是如果樣品的油脂含量比較高，就不適合使用。

4.結(jié)束語

中草藥的質(zhì)量直接對其藥效的安全性和高效的發(fā)揮造成影響。就目前的實(shí)際情況來看，隨著中醫(yī)走出國門，受到越來越多人的追捧，其不僅需要進(jìn)一步提升質(zhì)量，更需要具有較高的安全性，因此也在不斷完善研究評價(jià)體系。然而，我們在提取化學(xué)成分，使用相關(guān)儀器、試劑的過程中，由于相關(guān)價(jià)格比較昂貴且具有繁瑣的工序，因此對體系有直接的影響。隨著社會上廣泛關(guān)注中草藥質(zhì)量，因此提取分離技術(shù)的研究在不斷深入，出現(xiàn)了一些高效簡單、成本低等的措施。在本文中筆者對此進(jìn)行研究和分析。