红花的提取方法研究进展

PAGEPAGE1红花的提取方法研究进展摘要：综述了红花提取的现代技术以及传统技术，针对目前红花提取工艺研究与开发研究中存在的时间长、能耗大、收率低等传统技术问题，提出采用超声波、微波辅助萃取技术提高浸取效率，采用膜分离技术减少能耗等解决问题的方法和建议。关键词：红花，提取方法，现代技术，传统技术1.引言红花是菊科植物红花的干燥管状花，主产于新疆、甘肃、河南等地。其主要化学成分为红花黄色素和红花红色素，是天然色素的原料。红花是中医重要的活血化瘀药，红花黄色素为国家级新药，二者均属黄酮衍生物。目前，关于红花利用的研究热点集中在三个方面：红花药理研究；红花的提取工艺；从红花中分离和提取核黄素等新的化合物。有效成分的提取、分离过程是中药生产的关键环节，先进的提取工艺和质量控制手段对提高中药产品质量、增强中药疗效和稳定性非常重要；在中药提取过程中，由于提取液中成分众多且复杂，对其质量成分的含量进行快速测定往往比较困难。在提取过程中，由于实现有效成分浓度梯度的控制比较困难，导致提取过程依然缺乏有效的质量控制手段，无法实时监控提取过程中有效成分含量的变化。进而使生产工艺很难得到精确控制，导致产品批次间质量差异较大、稳定性差等问题。因此，研究适用于中药提取过程有效成分含量的快速无损测定方法，将有助于解决中药提取生产过程中质量检测与控制等难题，有助于推进该技术产业化应用和提高该产品质量。以水为溶剂，采用超声波、微波辅助萃取技术，可有效降低提取温度，提高传质速率，缩短浸取时间，并提高有效成分的回收。本文重点探讨红花提取方法的研究进展，以期为红花的实验、生产提供依据。2.红花概述2.1红花的有效成分红花化学成分的提取分离一直是红花有效成分研究的基础，只有对有效成分能充分的提取才能使之后的药理作用和临床应用的研究得到促进和提高。红花黄色素在红花中含量占20%~30%，是含多种有效成分的水溶性成分，被认为红花的主要有效成分。红花还含有红花苷、红花醌苷及新红花苷；淡黄色的花含新红花苷及微量红花苷；深黄色的花含红花苷；橘红色的花含红花苷和红花醌苷。红花花冠由黄变红是由于这些成分的变化而变化。2.2红花功效红花性凉味甘，《本草纲目》中记载：“红花乃天方国人所传，主治妇女血瘀诸症”，具有祛瘀通络，解毒养血的功效，有治疗斑疹血热，吐血，妇女经痛，产后瘀血，腹痛，跌打肿痛等功效。中医美容学认为红花能改善血液循环，具有很强的美白嫩肤的美容功效，同时可减去体内各部位多余脂肪，再现女性曲线窈窕之美。红花茶能通过活血化瘀，加速血液循环，促进新陈找谢，排除黑素细胞所产生的黑色素，促进滞留于体内的黑色素分解，使之不能沉淀形成色斑，或使沉淀的色素分解而排出体外。2.3红花的其他用途红花是近年世界上发展很快的油料作物，种子含油35%~47%，高于大豆，油的碘值120~152。脂肪酸组成中富含亚油酸、油酸以及豆蔻酸、棕榈酸等，还在丰富的维生素E。其中亚油酸含量高达84%，居食用油之冠，有降血脂和降血清胆固醇，防止动脉粥样硬化的作用。红花的花可提取优良的天然食用色素。红花制成饼粕含蛋白质高达19%~36%，作饲料喂养奶牛，能增加牛乳中脂肪与亚油酸的含量。红花工业上可用来制作精密机件的喷漆。3.红花的传统技术提取方法目前传统生产采用的仍主要是煎煮提取技术、回流提取技术、冷浸提取技术、渗漉提取技术等。3.1回流提取技术3.1.1回流提取技术原理回流提取法是用乙醇等易挥发的有机溶剂提取原料成分，将浸出液加热蒸馏，其中挥发性溶剂馏出后又被冷却，重复回流浸出容器中浸提原料，这样周而复始，直至有效成分回流提取完全的方法。3.1.2红花黄色素的提取过程采用回流法通过各单因素及进一步的正交实验，对红花中的有效成分黄色素进行了综合提取。得出黄色素较佳提取工艺为：料液比1:14，浸泡时间30min，提取时间20min。因为溶剂的循环使用，回流法溶媒用量少，浸提较完全，但由于回流提取需要连续加热，浸出液受热时间较长，故不适用于对热敏感型有效成分的浸出。3.2渗漉提取技术3.2.1渗漉提取技术原理渗漉法是将适度粉碎的药材置渗漉筒中，由上部不断添加溶剂，溶剂渗过药材层向下流动过程中浸出药材成分的方法。渗漉属于动态浸出方法，溶剂利用率高，有效成分浸出完全，可直接收集浸出液。适用于贵重药材、毒性药材及高浓度制剂；也可用于有效成分含量较低的药材提取。但对新鲜的及易膨胀的药材、无组织结构的药材不宜选用。该法常用不同浓度的乙醇或白酒做溶剂，故应防止溶剂的挥发损失。3.2.2渗漉提取过程采用渗漉法提取红花黄色素和红花黄色素A，得出的最佳提取条件是以60%乙醇浸渍12h，25倍量进行渗漉，流速为0.5ml/min。由于药粉不断与低浓度提取液接触，始终保持一定的浓度差，浸提效率要比冷浸技术高，提取比较完全，效果比较好，但溶剂用量大、时间长。对药物的粒度及工艺要求要高，并且可能造成堵塞而影响正常工作。提取温度越高，提取效果越好，但不能太高，药材的粒度越细，提取效果越好，提取时间适宜。3.3浸渍提取技术3.3.1浸渍提取技术原理冷浸提取技术是将天然药物粗粉用适当的溶剂在常温下浸泡出有效成分的一种技术。热浸提取技术是将药物粉碎成粗粉或碎成碎块置于特制的罐中，加定量溶剂，水浴或蒸汽加热，让药料在40~60℃浸渍一定时间，使被提取成分溶入溶剂中，过滤收集浸渍液。3.3.2冷浸提取过程将红花粉碎成粗粉，置于戴塞容器内，加10~20倍量的溶剂，摇匀后放置，常温浸渍12~24h，浸泡时间应注意经常搅拌或振摇，利用溶剂的穿透性和溶解性将提取的成分溶入溶剂中，当溶质和溶剂达平衡时，过滤，收集浸渍液。不用加热，适用于热不稳定化学成分，或含有大量淀粉、树胶果胶、黏液质的成分提取。缺点：效率低、时间长。3.4煎煮提取技术3.4.1煎煮提取技术原理煎煮提取技术是将药材加水煎煮取汁的方法。该法是最早使用的一种简易浸出方法，至今仍是制备浸出制剂最常用的方法。由于浸出溶煤通常用水，故有时也称为“水煮法”或“水提法”。所用的容器一般为陶器、砂罐或铜制、搪瓷器皿、不宜用铁锅。3.4.2煎煮提取过程将药物适当地切碎或粉碎成粗粉放入容器中，加水浸过药面，充分浸泡后，直火加热（不断搅拌以免药材局部受热，温度太高而焦糊，要注意红花吸水较多，在煎煮的过程中就要适当地加点水）。煎煮2~3次，每次30min左右（保持微沸）收集各次煎出液，经过滤后，浓缩至规定浓度。红花煎煮时间不宜过长．如果煎煮时间过长,会使药内有效成分被破坏掉或挥发掉而达不到治疗目的：使用溶剂为水，适用于热稳定的药材的提取。缺点：不适用于含有挥发性或淀粉较多的成分的提取；不能使用有机溶剂提取。4.红花的现代技术提取方法在我国中药有效成分的提取分离方面，引进高新技术已成为新的发展趋势和关注重点。如超声波提取技术、微波提取技术、膜分离提取技术等。已经应用到中药及其它天然药物的研究领域中，并且逐步得到推广和发展，高新技术在中药有效成分的提取分离中有着广泛的应用前景；现代提前技术具有的产物明确、生产周期缩短、效率提高、能耗降低、质量可靠的优势。4.1微波提取技术4.1.1微波提取技术原理微波萃取是利用微波来提高萃取速率的一种最新发展起来的技术。它的原理是在微波场中，吸收微波能力的差异使得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，从而使被萃取物质从基体或体系中分离，进入到介电常数较小、微波吸收能力相对差的萃取剂中。微波萃取具有设备简单、适用范围广、萃取效率高、重现性好、节省时间、节省试剂、污染小等特点。目前，微波萃取技术被广泛应用于天然产物化学成分的提取，已被列为我国21世纪食品加工和中药制药现代化推广技术之一，显示出良好的发展前景。4.1.2微波提取过程取一定量的红花，加入一定量的提取剂润湿30min，使提取剂充分渗透，在微波的辅助下提取30min后，滤过。微波萃取具有设备简单、适用范围广、萃取效率高、重现性好、节省时间、节省试剂、污染小等特点。微波萃取技术与传统煎煮法相比较，微波萃取技术与传统煎煮法相比较克服了药材细粉易凝聚易焦化的弊病，提取时间极短，设备简单，投资较少，但这一技术用于中草药提取尚属起步，其萃取机理还需进一步研究。

4.2超声波提取技术4.3.1超声波提取技术原理超声波萃取中药材的优越性，是基于超声波的特殊物理性质。主要是通过压电换能器产生的快速机械振动波来减少目标萃取物与样品基体之间的作用力从而实现固液萃取分离。超声波在介质中的传播可以使介质质点在其传播空间内产生振动，从而强化介质的扩散、传播，这就是超声波的机械效应。超声波在传播过程中产生一种辐射压强，沿声波方向传播，对物料有很强的破坏作用，可使细胞组织变形，植物蛋白质变性；同时，它还可以给予介质和悬浮体以不同的加速度，且介质分子的运动速度远大于悬浮体分子的运动速度。从而在两者间产生摩擦，这种摩擦力可使生物分子解聚，使细胞壁上的有效成分更快地溶解于溶剂之中。4.2.2超声波提取过程以95％乙醇为溶媒，分别用不同频率的超声波及不同的提取时间从红花中提取红花黄色素。超声技术提取方法简单，提取率高，低耗高效，作为提取的一种手段有着广阔的应用前景。超声波独具的物理特性能促使植物细胞组织破壁或变形，使中药有效成分提取更充分，提取率比传统工艺显著提高达50~500%；超声波强化中药提取通常在24~40min即可获得最佳提取率，提取时间较传统方法大大缩短2/3以上；超声提取中药材的最佳温度在40~60℃，对遇热不稳定、易水解或氧化的药材中有效成分具有保护作用，同时大大节能能耗；超声提取中药材不受成分极性、分子量大小的限制，适用于绝大多数种类中药材和各类成分的提取。4.3膜分离技术4.4.1膜分离技术原理膜分离技术是利用化学成分分子量差异而达到分离目的。在中药应用方面主要是滤除细菌、微粒、大分子杂质（胶质、鞣质、蛋白、多糖）等或脱色。用天然或人工合成的高分子薄膜，以外界能量或化学位差为推动力，对双组分或多组分的溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集的方法，统称为膜分离法。膜分离过程是以选择性透过膜为分离介质，利用膜对混合物各组分渗透性能的差异，实现对多组分混合物进行物理的分离、纯化和富集。4.3.2采用纳滤技术分离由于浸取液浓度很低，脱水量很大，导致目前工艺的能耗很大，成本很高。应用现代膜分离技术代替蒸发浓缩步骤，在常温下操作，既可以节约能量，又可以保证有效成分不变质。根据初步的研究结果，可以先用超滤膜脱除大分子物质后再用纳滤浓缩脱水，这样可以减少膜的污染。纳滤浓缩的透过液中含有少量红花黄色素，可以作为下次的提取液，既提高了资源的利用率，又为工业化整个流程奠定基础。4.3.3膜提取技术优点该工艺与传统的醇流工艺比较，省去了醇沉工艺中的多道工序，达到除杂的目的，仍然保持了传统中药的煎煮和复方配伍具有侵膏干燥容易、吸湿性小，添加赋形剂少，节约大量乙醇和相应的回收设备，缩短生产周期，减少工序及人员，节约热能等特点。5.展望传统提取方法优点在于简便、设备要求低、成本低廉。缺点在于提取效率低、资源浪费严重。煎煮、回流技术适用于耐热不挥发成分的中药，冷浸、渗漉技术适用于遇热易被破坏成分的中药。现代提取技术优点为无需高温，萃取率高，减少能耗。缺点为此技术对设备要求较高，目前尚未实验小规模使用，大规模生产有待于解决设备问题。我国拥有丰富的红花资源，国内红花主产地希望开发附加值较高的产品，但是由于研究不够深入，工艺不够完善，导致红花资源的利用程度很低。所以，加强红花综合利用的研究，采用超声波、微波辅助萃取技术，推广和利用新型膜分离技术，应用化学工程传递原理指导整个研究过程和工艺设计，提高红花综合利用水平，具有良好的经济效益和社会效益。参考文献：[1]于生兰.天然药物化学实用技术[M].北京:中国农业大学出版社,2008.12-16.[2]张莉.天然红花黄色素的提取及稳定性研究[J]食品研究与开发,2003,24(4):46.[3]李攻科,杜甫佑.微波辅助萃取技术在中药现代化中的应用[J].精细化工,2007,24(12):1184~1190.[4]颜辉,边旭云.超声辅助提取红花总黄酮的研究[J].安徽农业科学,2008,36(39):13675-13.致谢大学生活一晃而过，回首走过的岁月，心中倍感充实，当我写完这篇毕业论文的时候，有一种如释重负的感觉，感慨良多。首先诚挚的感谢我的论文指导老师。还有教过我的所有老师们，你们严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样；他们循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪。感谢我的家人对我大学四年学习的默默支持；感谢我的母校给了我在大学四年深造的机会，让我能继续学习和提高；感谢导员和班主任以及同学们四年来的关心和鼓励。这次毕业论文设计我得到了很多老师和同学