*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)
所謂的中草藥指的是中醫(yī)對(duì)疾病進(jìn)行治療、防治和保健的相關(guān)藥物,種類(lèi)有兩種,一種是中藥,一種是草藥,其都是大自然中生長(zhǎng)的純天然動(dòng)植物、礦物等等。在國(guó)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(ài)。目前,中草藥質(zhì)量評(píng)價(jià)主要是評(píng)價(jià)其質(zhì)量、真實(shí)性和安全性等。其一主要是對(duì)其真假進(jìn)行識(shí)別,主要是鑒定評(píng)價(jià)其外觀(guān)特征,這也是最重要和最基礎(chǔ)的內(nèi)容。其二是對(duì)質(zhì)量高低進(jìn)行評(píng)價(jià),主要是通過(guò)現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù)對(duì)其中的功能性成分含量等進(jìn)行分析和檢測(cè),借此評(píng)判其質(zhì)量高低。其三是對(duì)安全性進(jìn)行判斷,主要是通過(guò)各種測(cè)試、分析措施,對(duì)有毒有害成分等進(jìn)行檢測(cè),觀(guān)察其含量情況。
對(duì)中草藥質(zhì)量來(lái)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(lèi)有多種,比如生物堿、多糖等等。對(duì)中草藥生產(chǎn)企業(yè)來(lái)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(guó)的時(shí)間非常長(zhǎng),因此具有悠久的發(fā)展歷程,從提取工藝發(fā)展的情況來(lái)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表面活性劑法。這種提取方法,主要是依托提取對(duì)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(jiǎn)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(guò)該工藝對(duì)竹節(jié)參總皂苷進(jìn)行提取,相關(guān)研究表明,通過(guò)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(guò)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(kāi)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(duì)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(guò)程的加快。這種提取技術(shù)的優(yōu)勢(shì)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(guò)程比較困難,控制不容易,由于會(huì)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(guò)程的加快。相關(guān)研究表明,在提取人參皂苷的過(guò)程中,溶劑為甲醇,溫度為45℃,經(jīng)過(guò)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(duì)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。
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(guò)對(duì)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(lái)。相關(guān)研究表明,在提取人參皂苷的過(guò)程中,對(duì)比水提取法,仿生提取法的效果更好,同時(shí)通過(guò)這種提取方式,食用人員不會(huì)有太大的異物感覺(jué),吸收效果更好。同時(shí)通過(guò)設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),利用半仿生提取措施對(duì)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(guò)2個(gè)小時(shí)的提取,實(shí)現(xiàn)最高的提取效率。
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(duì)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。
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(guò)科學(xué)萃取劑的方式對(duì)樣品中的組分進(jìn)行萃取。相關(guān)研究表明,對(duì)丹參、冬蟲(chóng)夏草等的提取使用這種提取方式,對(duì)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(jiǎn)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(huì)出現(xiàn)一定的誤差,所以試驗(yàn)條件的統(tǒng)一性難以保障。
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(zhuān)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(duì)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(zhuān)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。
在土壤、水源、天氣等多種因素的影響下,目前中草藥的生長(zhǎng)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(duì)中草藥質(zhì)量因素來(lái)講,安全因素指標(biāo)至關(guān)重要。
目前國(guó)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(duì)使用者的安全有很大的影響。這一問(wèn)題的存在對(duì)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(kāi)展檢測(cè)。我們分析農(nóng)藥殘留的過(guò)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(duì)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(duì)檢測(cè)儀器的使用時(shí)長(zhǎng)有直接的影響。提取農(nóng)藥殘留并對(duì)其進(jìn)行提取、凈化等過(guò)程,和提取有效成分相同,我們會(huì)根據(jù)不同的農(nóng)藥種類(lèi)來(lái)選擇相應(yīng)的提取劑和凈化物質(zhì)。
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(huì)非常強(qiáng)烈,導(dǎo)致相應(yīng)的失活情況,也會(huì)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(cè)重金屬作為其是否安全的指標(biāo)之一,當(dāng)然檢測(cè)的方式也有很多種,下面簡(jiǎn)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(guò)高溫、灰化、殘?jiān)?,然后再次進(jìn)行檢測(cè)。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(cè)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(guò)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(cè)。
②濕式消解法。這種檢測(cè)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(wú)機(jī)物比較多的時(shí)候,可以使用混合酸對(duì)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(duì)比干法灰化法,其具有簡(jiǎn)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。
中草藥的質(zhì)量直接對(duì)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(lái)看,隨著中醫(yī)走出國(guó)門(mén),受到越來(lái)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(píng)價(jià)體系。然而,我們?cè)谔崛』瘜W(xué)成分,使用相關(guān)儀器、試劑的過(guò)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(duì)體系有直接的影響。隨著社會(huì)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(jiǎn)單、成本低等的措施。在本文中筆者對(duì)此進(jìn)行研究和分析。