天然產物提取方法及原理一、溶劑提取法：（滲透、溶解、分配、擴散）1溶劑提取法的原理：根據各種成分在溶劑中的溶解性質，選用對活性成分溶解度大，對不需要溶出成分溶解度小的溶劑，而將有效成分溶解出來的方法。l過程滲透：對干原料，首先要濕潤，新鮮的水分占80%左右，原料與疏水性的石油醚溶劑接觸時更為困難，為了加快滲透，需添加少量的極性溶劑如乙醇或丙酮等。溶解：溶劑滲入細胞后，可溶解的成分按溶解度大小先后溶解到溶劑中去。對于干原料，以溶解過程為主。分配：若在兩相中溶質濃度不平衡，則在相互接觸時，將在相與相之間進行分配，即為有效成分從細胞液的液相轉入溶劑相中，直到有效成分在細胞原生質液和溶劑兩個液相內達到完全平衡。擴散：從植物原料中浸提精油時，溶劑經滲透浸入含有精油的原料內，在細胞內生成一種溶液。l方法1） 浸漬法：水或有機溶劑，不加熱，效率低，易發霉發酵，需加防腐劑。2）滲漉法：有機溶劑，不加熱，提取脂溶性成分，溶劑消耗量大，費時。3）煎煮法：加熱提取水溶性成分，易揮發，熱不穩定。4）回流提取法：應用有機溶劑加熱提取，需采用回流加熱裝置，以免溶劑揮發損失。在水浴中不斷加熱回流至基本提盡有效成分為止。此法提取效率較冷浸法高，大量生產中多采用連續提取法。5）連續回流提取法：用索氏提取器需用溶劑量較少，提取成分也較完全。索氏提取器。提取成分受熱時間較長。二、微波提取法：微波是頻率在300MHz至300GHz之間的電磁波，利用微波強烈的熱效應，當高頻電磁波穿透萃取媒介，到達被萃取物料的內部時，微波能迅速轉化為熱能而使細胞內部溫度快速上升，促使細胞破裂，有效成分流出。此外微波產生的電磁場可加速被萃取組分向萃取溶劑界面擴散的速率。三、超聲提取法：利用超聲波具有的機械效應，空化效應以及熱效應，通過增大介質分子的運動速度，增大介質的穿透力以提取生物有效成分。特點：1.不加熱、節能2.提取率高，溶劑用量少，時間短3、提取物含量高4、噪音大，有游離基生成，對一般植物生產物無影響，對蛋白質核酸有影響。l原理：1）機械效應：超聲波在介質中的傳播可以使介質質點在其傳播空間內產生振動，從而強化介質的擴散、傳質。a.產生輻射壓強對物料有很強的破壞作用，使細胞組織變形、植物蛋白質變性；b.促使介質&懸浮體產生摩擦力，使生物分子解聚，使細胞壁上的有效成分更快地溶解于溶劑中；2) 空化效應通常情況下，介質內部或多或少地溶解了一些微氣泡，這些氣泡在超聲波的作用下產生振動，當聲壓達到一定值時，氣泡由于定向擴散而增大，形成共振腔，然后突然閉合，這就為超聲波的空化效應。可造成植物cell壁&整個生物體破裂，利于有效成分溶出。3) 熱效應在介質傳播中，其聲能不斷被介質的質點吸收，介質將所吸收能量的全部或大部分轉變成熱能，從而導致介質本身和藥材組織溫度的升高，增大藥物有效成分的溶解度，加快有效成分的溶解速度。四、水蒸氣蒸餾法：適用于能隨水蒸氣蒸餾而不被破壞的成分的提取。此類成分的沸點多在100以上，與水不相混溶或僅微溶，且在約100時存一定的蒸氣壓。五、升華法：固體物質受熱直接氣化，遇冷后又凝固為固體化合物，稱為升華。升華法往往產生揮發性的焦油狀物，粘附在升華物上，不易精制除去，其次，升華不完全，產率低，有時還伴隨有分解現象。六、壓榨法七、超臨界流體提取法：流體在超臨界區附近，壓力和溫度的微小變化會引起流體密度的大幅度變化，非揮發性溶質在超臨界流體中的溶解度大致上和流體的密度成正比，利用此特性從固體或液體中萃取出某種成分，從而達到分離純化的目的。要求：萃取劑要具有較高的臨界溫度和臨界壓力，化學性質穩定（二氧化碳良好），操作溫度和超臨界流體的臨界溫度相近，超臨界流體化學性質和待分離物質性質相似。飴糖的制備一、飴糖定義：以大米、大麥、小麥、粟或玉米等含淀粉的糧食為原料，經糖化作用制成的糖類食品，其主要成分為麥芽糖與糊精。有軟、硬兩種，軟者稱膠飴，硬者稱白飴糖。二、物理性質：（1）熔點： 119-121 C (2)比旋光度： 137 C; (c=4, H2O, NH3)(3)水溶解性： 1080 g/L (20 c)(4)軟飴糖為黃褐色粘稠液體；硬者系軟飴糖經攪拌，混入空氣后凝固而成，為多孔之黃白 色糖塊(5)甜味溫和，約為蔗糖的30%(6)防維生素C氧化的能力比其他糖類大(7)抑菌能力比蔗糖強(蔗糖的抑菌濃度為60%以上，麥芽糖為40%以上)(8)不易褐變 化學性質：因飴糖主要成分含有麥芽糖，麥芽糖為含醛基的還原糖C12H22O11 ，因此能發生如下反應：（1） 銀鏡反應（2）與班氏試劑（用硫酸銅、碳酸鈉或苛性鈉、檸檬酸鈉等溶液配制）共熱生成磚紅色氧化亞銅沉淀（3）能使溴水褪色，被氧化成麥芽糖酸（4）在稀酸加熱或-葡萄糖苷酶作用下水解成2分子葡葡糖三、制備工藝麥芽糖化法 制作方法1、原料：飴糖中所含主要成分為麥芽糖與糊精，系由淀粉經過糖化作用而生成的，因此凡是含有淀粉的原料都可作飴糖。日本過去用大米，后因大米原料價格昂貴，現在大部分改為山芋淀粉、馬鈴薯淀粉和玉米淀粉作為生產飴糖的原料。 2、糖化劑：過去一直沿用大麥芽作糖化劑，主要是利用大麥芽中存在大量的、淀粉酶。-淀粉酶亦稱液化型淀粉酶，-淀粉酶亦稱糖化淀粉酶。據日本報道現在已有采用麩皮中-淀粉酶及脫脂大豆中的-淀粉酶應用于飴糖生產。應用于飴糖生產。 3、淀粉乳調制：淀粉加水后用Ca（OH）2中和，用量約為淀粉的0.02 0.08%，要求最適 pH為6.06.5。加入-淀粉酶混合均勻。 4、液化反應：要視淀粉種類而定，如用山芋、馬鈴薯淀粉為原料，通常以85液化，最后升溫至120，玉米淀粉采用二段液化法，即分二次加-淀粉酶。5、糖化反應：液化后降溫至60左右，加入-淀粉酶保持品溫554小時糖化。 6、過濾：糖化完畢，糖化醪進行過濾去渣，得澄清糖液。7、脫色：糖液用活性炭脫色，大型廠用炭柱脫色。 8、離交：為了凈化糖液，必須通過陽陰組合的離子交換樹脂。 9、脫色：為了得到高白度的飴糖，再經脫色一次。 10、濃縮：糖液濃縮時保持680毫米汞柱真空度，使色澤不易加深。按不同飴糖規格要求，將糖液濃縮至7585%固形物，即為飴糖成品。 粉末飴糖做法 采取噴霧干燥法，將麥芽飴糖干燥，工藝設備一般同奶粉噴霧干燥。 酸糖化法 將淀粉乳用鹽酸調pH值為2，在不銹鋼反應罐內120保持20分鐘，然后加Na2CO3溶液調pH至4.5，其余工序同麥芽飴糖生產。四、飴糖純度檢驗（蔗糖含量檢驗）高效液相色譜法測定 旋光法 直接滴定法 高錳酸鉀法（1） 鐵氰化鉀法1.原理：樣品中原有的和水解后產生的轉化糖都具有還原性質，在堿性溶液中能將鐵氰化鉀還原，根據鐵氰化鉀的濃度和檢驗滴定量可計算出含糖量。其反應為下：C6H12O6+6K3Fe(CN)6 + 6KOH (CHOH)4(COOH)2 + 6K4Fe(CN)6+ 4H2O滴定終了時，稍過量的轉化糖即將指示劑次甲基蘭還原為無色的隱色體。（二）KMNO4（高錳酸鉀法）阿雪鐵還原為硫酸亞鐵，再用KMNO4溶液滴定硫酸亞鐵，即可標出還原糖的量。（二）直接滴定法（斐林氏溶液法）1. 原理樣品經過處理除去蛋白質等雜質后，加入鹽酸，在加熱條件下使蔗糖水解為還原性單糖，用直接滴定法測定水解后樣品中的還原糖總量。天然產物的開發利用方案根據研究的不同目的，確定不同的有效成分，即有不同的的研究步驟，大致要經過以下程序：1.確定研究對象；1）根據古代醫學典籍、民族醫學實踐提供的資料或民間經驗和臨床觀察2）根據當地植物樣品隨機選取3）根據天然產物成分信息確定4）根據已有的天然產物、醫藥學及相關科學研究成果的基礎上，通過大量的文獻檢索5）根據市場商品要求確定研究對象2.生物材料采集和品種鑒定及質量控制；對生物材料、品種、理化性質進行分析。因產地、環境、部位、品種、采收、干燥、儲存方法不同導致原料質量不同，可通過有效成分測定來進行原料質量控制。3.原料預處理：除雜、洗滌、切割:需要在新鮮狀態進行除雜和洗滌，原料處理按生產工藝的要求，選擇采收原料的時間，制定除雜方法；原料的干燥：目的是為了便于貯藏和運輸，有破壞細胞膜和細胞壁的作用，利于浸出的順利進行；不同原料需采用不同的干燥方法進行干燥；中藥材采后多用曬干法，在日光的直接照射下，干燥速度較快、細胞膜破壞較好，不適合光不穩定性的有效成分的干燥；如：小檗根，含有雙卞基異喹啉生物堿，對光不穩定，易發生結構改變，不適用于曬干法，適合風干法干燥；粉碎：目的增加表面積，提高浸出速度；原料的粉碎程度同原料的種類和性質相關：草類原料，粉碎粗一些，木質類原料，粉碎細一些，較粗的根、莖和果實以及種子類原料，需粉碎的更細發酵和水解處理法脫脂處理：原料中含較多的油、脂或蠟含揮發油類原料的處理：宜在新鮮狀態處理，防止成分改變；以酶和蛋白質為主要成分的原料處理：需在新鮮狀態處理，以免變性或失活。4.提取純化工藝研究：分離純化的早期：宜選擇分辨能力較低的純化方法；如萃取、沉淀、吸附；安排純化順序：利于減少工序、提高效率；分離后期：避免產品的損失（器皿的吸附，液體殘留，空氣氧化及其他原因等）5.新實驗研究階段：檢查生產工藝流程的可行性和存在問題，并為中間生產實驗或正式工業生產提供科學義依據。6.小實驗階段：原料用量少，參與實驗人員少，為放大實驗提供數據及經驗，可節約放大實驗