中藥提取的傳統(tǒng)方法有浸漬法、滲漉法、煎煮法、回流提取法、連續(xù)回流提取法、水蒸氣蒸餾法等。傳統(tǒng)方法往往各自存在較多的缺點(diǎn)，如高溫操作引起熱敏性有效成分的大量分解，提取液中除有效成分外雜質(zhì)較多等等。隨著技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，近年來(lái)中藥提取過(guò)程不斷從環(huán)境、化工、食品等行業(yè)引入新方法，并結(jié)合自身特點(diǎn)發(fā)展了一些新的技術(shù)，如動(dòng)態(tài)連續(xù)逆流提取、超臨界二氧化碳提取、亞臨界水提取、超聲強(qiáng)化提取、微波提取、超聲波強(qiáng)化超臨界流體萃取以及半仿生提取等。
1、動(dòng)態(tài)連續(xù)逆流提取技術(shù)
動(dòng)態(tài)連續(xù)逆流提取是通過(guò)多個(gè)提取單元之間物料和溶劑的合理的濃度梯度排列和相應(yīng)的流程配置，結(jié)合物料的粒度、提取單元組數(shù)、提取溫度和提取溶媒用量，循環(huán)組合，對(duì)物料進(jìn)行提取的一種新的中藥提取技術(shù)。該提取工藝設(shè)計(jì)原理是利用固液兩相的濃度梯度差，逐級(jí)將藥料中有效成分?jǐn)U散至起始濃度相對(duì)較低的套提溶液中，達(dá)到最大限度轉(zhuǎn)移物料中溶解成分的目的。專利指出該工藝確保了各提取單元的物料與溶劑始終保持較大的有效成分濃度差，大大增加提取推動(dòng)力，加快提取速率，提高最終溶劑有效成分的濃度，降低后續(xù)濃縮能耗，同時(shí)可有效地控制料渣中有效成分的含量，確保物料中的有效成分被提凈，具有有效成分提取率高的優(yōu)點(diǎn)。每個(gè)提取單元中的溶劑參與對(duì)所有罐內(nèi)藥材的提取，通過(guò)循環(huán)，大大降低了溶劑的絕對(duì)用量。
圖表 248 四效逆流提取過(guò)程示意圖
中藥提取的傳統(tǒng)方法有浸漬法、滲漉法、煎煮法、回流提取法、連續(xù)回流提取法、水蒸氣蒸餾法等。傳統(tǒng)方法往往各自存在較多的缺點(diǎn)，如高溫操作引起熱敏性有效成分的大量分解，提取液中除有效成分外雜質(zhì)較多等等。隨著技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，近年來(lái)中藥提取過(guò)程不斷從環(huán)境、化工、食品等行業(yè)引入新方法，并結(jié)合自身特點(diǎn)發(fā)展了一些新的技術(shù)，如動(dòng)態(tài)連續(xù)逆流提取、超臨界二氧化碳提取、亞臨界水提取、超聲強(qiáng)化提取、微波提取、超聲波強(qiáng)化超臨界流體萃取以及半仿生提取等。
成都中醫(yī)藥大學(xué)韓麗根據(jù)丹參酚酸類有效成分對(duì)熱不穩(wěn)定的性質(zhì)，采用階段連續(xù)逆流提取新技術(shù)對(duì)丹參提取工藝進(jìn)行了系統(tǒng)研究，考察了物料粒度、提取溶媒、提取溫度、提取時(shí)間、提取單元組數(shù)等對(duì)提取效果的影響，并與普通溫浸、煎煮方法進(jìn)行了比較，確定了丹參階段連續(xù)逆流提取的工藝條件。作者本身也研究了一套實(shí)驗(yàn)室模擬動(dòng)態(tài)連續(xù)逆流提取過(guò)程，以四罐為例，如上圖所示。圖中1、2、3…22等數(shù)字表示提取順序步驟，正方形右側(cè)的l、2…7等數(shù)字表示放溶劑的錐形瓶的編號(hào)，P1、P2、P3、P4代表一個(gè)循環(huán)中的四個(gè)提取階段，A、B、C、D表示四個(gè)提取單元，圓柱形表示藥材，正方形表示溶劑，而黑點(diǎn)代表有效物質(zhì)的含量。下圖可以清楚的表示出藥材和提取液中藥效成分的變化與轉(zhuǎn)移。實(shí)驗(yàn)步驟如下：1、稱取定量丹參粉末，用給定體積水浸潤(rùn)設(shè)定時(shí)間，隨后移入三口燒瓶，加入一定量的水(第一次加入新鮮溶劑)，提取t時(shí)間。2、將提取液與藥材過(guò)濾分離，藥材放回?zé)恐?，提取液放入一?hào)錐形瓶中。加入新鮮提取液(第二次加新鮮溶劑)至燒瓶中，提取t時(shí)間。3、將提取液與藥材過(guò)濾分離，藥材放回?zé)恐?，提取液放入二?hào)錐形瓶中。加入新鮮提取液(第三次加新鮮溶劑)至燒瓶中，提取t時(shí)間。4、將提取液與藥材過(guò)濾分離，藥材放回?zé)恐?，提取液放入三?hào)錐形瓶中。加入新鮮提取液(第四次加新鮮溶劑)至燒瓶中，提取t時(shí)間。將提取液與藥材過(guò)濾分離，藥材棄去，提取液放置四號(hào)錐形瓶中。隨后依5-22編號(hào)的提取順序進(jìn)行提取。當(dāng)某一階段(如P1)提取過(guò)程結(jié)束后，按下規(guī)律進(jìn)行藥材和提取液的操作：a。列有效成分被提凈的單元進(jìn)行排渣和加料；b。其他未提凈的單元，有效成分被提凈的單元的下一單元的提取液排至濃縮工序；不飽和提取液按有效成分含量遞減的反方向隔一個(gè)的單元進(jìn)行遷移；新鮮溶劑加入到無(wú)溶劑的單元中。
2、超臨界流體提取
超臨界流體(Supercrti CalFluid，SCF)是指熱力學(xué)狀態(tài)處于：臨界點(diǎn)之上的流體。這種流體具有十分獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)，粘度接近于氣體，密度接近于液體，擴(kuò)散系數(shù)介于氣體和液體之間，兼有氣體和液體的優(yōu)點(diǎn)。既象氣體一樣容易擴(kuò)散，又象液體一樣有很強(qiáng)的溶解能力，因而SCF具有高擴(kuò)散性和高溶解性。超臨界萃取就是利用SCF在臨界點(diǎn)附近體系溫度和壓力的微小變化，使物質(zhì)溶解度發(fā)生幾個(gè)數(shù)f級(jí)的突變性質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)其對(duì)中藥有效成分的提取和分離。二氧化碳作為超臨界溶劑具有較大的優(yōu)越性。二氧化碳無(wú)毒、無(wú)嗅、無(wú)味、不燃燒，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不會(huì)與溶質(zhì)反應(yīng)，純度高，易與溶質(zhì)分離，使用安全，基本上能滿足非極性提取劑的要求，是中草藥超臨界萃取中的一種較理想和使用較普遍的溶劑。
盡管用超臨界CO2流體萃取中草藥有效成分的方法起步較晚，但已經(jīng)取得了很多科研成果。如應(yīng)用超臨界CO2流體提取萜類、揮發(fā)油、生物堿、香豆素、木脂素、黃酮類化合物、醌及其衍生物、糖及其苷類以及一些脂溶性的種子油、天然維生素、植物甾醇、酚類等藥用有效成分。大量研究表明：就中草藥的原材料而言，SCF-CO2萃取既可用于各種植物的固體原料(如根、莖、皮、葉、果實(shí)、種子以及全草等)，又可用于常規(guī)提取后的固體及液體粗制品的原料。就提取對(duì)象而言，可用于揮發(fā)油、各種含氧化物(如醇、醛、酚、酮、酸、內(nèi)酯等)、色素及生物堿等物質(zhì)的提取，可用于各種常規(guī)提取粗產(chǎn)品的純化，除去有機(jī)溶劑和有害雜質(zhì)。此外，SCF-CO2流體技術(shù)為絕對(duì)無(wú)有機(jī)溶劑殘留的高純度注射劑的獲取提供了極大的方便。
3、亞臨界水提取技術(shù)
水是一種環(huán)境友好的萃取劑。常溫下水對(duì)非極性有機(jī)化合物溶解性非常小，然而水的極性可以通過(guò)升高溫度使其達(dá)到超臨界(T>374℃，P>22.1MPa)或亞臨界狀態(tài)而大大降低，使其對(duì)在室溫下水中溶解度很低的疏水性有機(jī)物具有良好的溶解能力。由于超臨界水產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)條件較為苛刻，并具有強(qiáng)腐蝕性，提取的有機(jī)物會(huì)由于熱力學(xué)穩(wěn)定性差而分解，使其應(yīng)用受到限制，而亞臨界水的產(chǎn)生條件較為溫和，它與常溫常壓下的水在性質(zhì)上有較大差別，更類似于有機(jī)溶劑，因而亞臨界水提取的應(yīng)用國(guó)外報(bào)道較多，多用在開(kāi)展環(huán)境樣品測(cè)定、處理污水和污染的土壤等領(lǐng)域。對(duì)中草藥有效成份的提取也有報(bào)道。
國(guó)內(nèi)針對(duì)亞臨界水提取中藥材中揮發(fā)油的研究未有報(bào)道，即使是應(yīng)用于中藥方面的研究報(bào)道也較少。近兩年，四川大學(xué)華西藥學(xué)院徐志宏教授對(duì)黃芩中黃芩苷的亞臨界水色譜進(jìn)行了分析方面的研究，其后研究丹參中脂溶性成分亞臨界水提取工藝。
國(guó)際上使用亞臨界水對(duì)中藥材中有效成分進(jìn)行提取研究較多的是西班牙Cordoba大學(xué)M。D。Luque deCastro教授和美國(guó)North Dakota大學(xué)的Steven B。Hawthorne教授領(lǐng)導(dǎo)和衍生的課題組。J。Gonzalez drlgues等使用超高熱水與乙醇(10~60%乙醇含量)混合溶劑研究從橡樹(shù)木材中提取非揮發(fā)性化合物，得到了最佳工藝條件，并且發(fā)現(xiàn)通過(guò)調(diào)節(jié)溶劑壓力、溫度和乙醇濃度可控制提取物成分組成。P。Karek進(jìn)行了高壓•有機(jī)液體、亞臨界水和傳統(tǒng)索氏提取方法在啤酒花中苦味酸分析過(guò)程中的應(yīng)用，認(rèn)為水作為一種環(huán)境友好的萃取劑，在其分析研究過(guò)程中表現(xiàn)出很好的前景。Mu stafa。Z。Ozel等研究了從百里香穗中亞臨界水提取揮發(fā)油的過(guò)程，研究了不同溫度、壓力和流速情況下的提取效率，得到了揮發(fā)油最佳提取得率的工藝條件。Alena Kubatova等開(kāi)展亞臨界水從卡瓦胡椒中提取內(nèi)酯的研究，分別得到粉碎和未粉碎的卡瓦胡椒中內(nèi)酯完全提取的工藝條件，并且與索氏提取、沸水提取、丙酮超聲提取方法進(jìn)行了對(duì)比，發(fā)現(xiàn)無(wú)論粉碎與否，它們的提取率均遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于亞臨界水提取方法。M。M。Ji menez-Carmona等對(duì)牛至屬植物的揮發(fā)油進(jìn)行亞臨界水提取工藝條件優(yōu)化，采用氣相色譜-氫焰離子化檢測(cè)器進(jìn)行測(cè)定，使用質(zhì)譜進(jìn)行成分鑒定。亞臨界水提取中藥揮發(fā)油相比水蒸氣蒸餾法提取效率更高，有效成分保留的更好，并且大大降低能耗，而相比超臨界二氧化碳萃取和索氏提取也均有很好的優(yōu)勢(shì)。因此，M。DLuque de Castro認(rèn)為亞臨界水提取的出現(xiàn)相比常規(guī)提取(水蒸氣蒸餾、索氏提取)和新提取技術(shù)(超臨界二氧化碳萃取)，是一種非常有前景和強(qiáng)有力的變革技術(shù)，顯示出很強(qiáng)和決定性的優(yōu)勢(shì)。
國(guó)內(nèi)外的亞臨界水無(wú)論是否應(yīng)用于提取中藥揮發(fā)油，大多數(shù)研究者都是側(cè)重于開(kāi)發(fā)一種新的分析方法，實(shí)驗(yàn)藥材和提取溶劑都在幾克或幾毫升數(shù)量級(jí)，研究側(cè)重的是分析條件而不是工藝工程應(yīng)用條件。目前作者己著手從工程應(yīng)用的角度出發(fā)，研究使用亞臨界水大容量提取中藥有效成份工藝過(guò)程以獲得共性知識(shí)和規(guī)律。
4、超聲波強(qiáng)化超臨界流體提取技術(shù)
超聲波強(qiáng)化超臨界流體萃取過(guò)程，可以降低萃取溫度及萃取壓力、減少流體流量、縮短萃取時(shí)間、改善操作條件、降低能耗、放寬對(duì)原料粒徑的要求，而且有效成分萃取率高，是一種很有前途的技術(shù)。其機(jī)理不是超聲空化效應(yīng)，而是由于超聲有效地傳播至顆粒內(nèi)部，引起質(zhì)點(diǎn)快速振動(dòng)及超聲作用力對(duì)顆粒內(nèi)表面進(jìn)行“沖刷”，對(duì)微孔內(nèi)的超臨界流體實(shí)行“微攪拌”，從而減小內(nèi)擴(kuò)散阻力，加速內(nèi)擴(kuò)散，強(qiáng)化物料內(nèi)部的傳質(zhì)，同時(shí)超聲對(duì)顆粒外部的流體造成湍動(dòng)作用，破壞顆粒表面滯留層，減薄傳質(zhì)邊界層或傳質(zhì)推動(dòng)力，增大傳質(zhì)系數(shù)，促進(jìn)顆粒外部的傳質(zhì)；另外超聲能的傳遞可使溶質(zhì)活化，降低過(guò)程能壘，增大溶質(zhì)分子運(yùn)動(dòng)，加速其溶解。因此，超聲能夠?qū)ΤR界流體萃取過(guò)程產(chǎn)生強(qiáng)化效應(yīng)，使萃取速率增大，萃取率提高。
國(guó)內(nèi)華南理工大學(xué)丘泰球教授領(lǐng)導(dǎo)的課題小組對(duì)這一技術(shù)進(jìn)行較好的研究。丘泰球等人考察了超聲波強(qiáng)化超臨界流體萃取薏苡仁中的薏苡仁油和薏苡仁酯的效果。結(jié)果表明超聲強(qiáng)化超臨界流體萃取過(guò)程，最適宜的萃取溫度為40℃，比超臨界流體萃取最適宜的萃取溫度降低了5℃：最適宜的萃取壓力為20Mpa，比超臨界流體萃取最適宜的萃取壓力降低了5Mpa，最佳萃取時(shí)間為3.5h，比超臨界流體萃取的最佳萃取時(shí)間縮短了0.5h，萃取率提高約10%左右。胡愛(ài)軍等人研究了超聲波強(qiáng)化超臨界流體萃取海藻DHA技術(shù)，發(fā)現(xiàn)超聲波強(qiáng)化超臨界流體萃取可以降低萃取溫度、萃取壓力以及超臨界流體的流量，還可以縮短萃取時(shí)間，提高萃取。
高密度超聲應(yīng)用可以產(chǎn)生微小振動(dòng)，從而增強(qiáng)超臨界流體提取過(guò)程中的傳質(zhì)。E。Riera等人研究從杏仁中超聲波強(qiáng)化超臨界流體提取油脂的過(guò)程，將20kHz超聲換能器安裝在5L超臨界流體萃取釜中。實(shí)驗(yàn)在280 b ar，55℃情況進(jìn)行，粉碎好的含油量約55%杏仁1500g放置在超臨界萃取釜，20kg/h二氧化碳進(jìn)行萃取研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)大約50W的超聲能作用在超臨界流體中時(shí)，油提取速度和提取率分別提高30%和20%。Sethurama，Ravi shankar用超聲強(qiáng)化超臨界流體萃取(SSFE)辣椒中的辣椒素，取得了很好的效果，萃取率及萃取容器的負(fù)載量都明顯提高。
5、半仿生提取技術(shù)
“半仿生提取法”是1995年張兆旺等率先提出的中藥提取新技術(shù)，是將整體藥物研究法與分子藥物研究法相結(jié)合，從生物藥劑學(xué)角度，模擬口服給藥及藥物經(jīng)胃腸道轉(zhuǎn)運(yùn)的原理，為經(jīng)消化道給藥的中藥制劑設(shè)計(jì)的一種新的提取工藝。它的意義在于既體現(xiàn)了中醫(yī)臨床用藥的綜合作用特點(diǎn)，又能體現(xiàn)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)水平，在中藥提取中堅(jiān)持了“有成分論，不唯成分論”。具體做法是，先將藥材用酸水提取，再以堿水提取，提取液分別濾過(guò)、濃縮，制成制劑。這種提取方法可以提取和保留更多的有效成分，縮短生產(chǎn)周期，降低成本。
半仿生提取法突破了幾千年來(lái)中藥及復(fù)方水煎工藝，以及近半個(gè)世紀(jì)水煎醇沉工藝的舊框框，將中藥口服給藥的傳統(tǒng)同現(xiàn)代生物藥劑學(xué)理論相結(jié)合，提供了既符合中醫(yī)學(xué)重視中藥及復(fù)方以綜合成分發(fā)揮藥效的傳統(tǒng)理論與經(jīng)驗(yàn)，又同西醫(yī)藥學(xué)重視單體有效成分和用動(dòng)物試驗(yàn)指標(biāo)評(píng)價(jià)藥效與安全性的現(xiàn)代科技相接軌，同時(shí)考慮了工業(yè)化生產(chǎn)的可行性和適用性。從對(duì)多種制劑及單味藥進(jìn)行SBE法的研究。結(jié)果表明，SBE法在增加有效成分的提取率，提高某些藥效學(xué)指標(biāo)方面明顯優(yōu)于水提法(WE法)，半仿生提取醇沉法也較水提醇沉法提取的有效成分含量高。SBE的局限性在于仍沿襲高溫煎煮法，使許多熱敏性物質(zhì)受到破壞，降低了藥效。針對(duì)半仿生提取法的局限性，人們研制了仿生提取法。它模擬人體胃、腸的內(nèi)環(huán)境，提出用人工胃液、人工腸液在低溫下提取中藥，并且引進(jìn)酶催化，使藥物轉(zhuǎn)化成人體易綜合利用的活性混合物，初步試驗(yàn)已顯示比單純水提的效果好。
