[发明专利]植物有效成分提取的预处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及植物有效成分的提取方法，具体涉及在植物有效成分提取之前对植物进行预处理的方法，通过预处理使植物细胞壁破裂，从而使植物有效成分的提取有更好的得率。 

背景技术

我国地域辽阔，地理和气候条件优越，蕴藏着极为丰富的天然植物资源，仅高等植物就有30000余种，其中药用植物就有11146种，其种类和数量均为世界之最，它们构成了中华民族几千年来的中药医学的基础。我国虽是植物药的产量大国，但不是植物药生产的强国。目前我国植物药在世界植物药市场上所占份额不到5％，其中大部分还是药材原料，我国在发达国家的植物药市场所占份额更低，在英美约占2％，在德国约为0.2％，我国在植物药产品开发和生产方面已落后于日本和韩国。植物有效成分的含量往往相对较少，提取过程需要耗费大量的溶剂和能量，因此提取是植物药生产中最重要的工序，直接影响产品的质量、生产成本及原料的利用率等。如何快速、高效、简捷、低成本地将植物中的药用或营养保健有效成分提取出来一直是植物提取研究和生产的“瓶颈”，开发高效节能的提取新技术和设备是关键，对加快中药生产现代化的进程，有效开发和利用中草药资源，有着重要的意义。 

常规的植物有效成分的提取方法如：煎煮法、回流提取法、索氏提取法、浸渍法、渗漉法和水蒸气蒸馏法等，这些方法都是将植物与适当的溶媒混合加热，溶媒渗入组织内部及细胞中，可溶性成份在浓度差的推动下，从物质内部逐步迁移到表面，再转移到溶媒中，其转移的时间长短与加热度有极大的关系。上述方法的局限与缺点是：(1)物质转移缓慢，需要长时间加热，大大增加能耗；(2)需要大量的溶媒，增加了后段能耗；(3)长时间高温处理，可能造成有效成分破坏；(4)生产效率低，为提高生产能力，通常采用加大提取罐体积和用多组提取罐的方法；(5)占地大，操作不便。上述方法都属于间歇式提取方法。 

目前植物有效成分的提取还有连续动态逆流提取方法，并与分离、浓缩、 干燥等现有技术构成生产工艺路线。但是其提取设备庞大，提取时间长。 

近年来出现了一些新的提取技术，如超临界流体提取技术、微波辅助提取技术、超声辅助提取技术、酶辅助提取技术等。这些新技术各有其特点，在一定程度上丰富了提取的手段，提高了提取率和提取速度。其中，微波辅助提取方法(Microwave Assisted Extraction，简称MAE)是一项最具潜力的提取新技术，MAE的提取原理主要是利用微波的加热特性，微波可以透过提取介质到达物料内部的维管束和腺胞系统，导致细胞内的极性物质尤其是水分子吸收微波能量而产生大量的热量，使细胞内温度迅速上升，液态水汽化产生的压力将细胞壁/膜冲破或形成微小的孔洞。此外，微波所产生的电磁场也能加速被提取组分在溶剂中的扩散速率。 

但上述现有微波辅助提取方法在工业规模的应用存在着技术、经济和安全瓶颈。国内外众多学者研究微波辅助提取，以微波炉或微波实验仪等为手段，进行了大量试验，观察到微波对提取的促进作用，并发表了大量相关的论文，但这些工作均停留在小规模及实验室水平，至今未能在工业规模的植物提取中得到成功的应用。微波提取从实验室规模转化到工业规模需要全面解决生产能力、提取效率、生产成本和生产设备等一系列问题。影响微波提取效果的局限性在于：微波在液体中的穿透深度有限，如2450MHz的微波在水中的穿透深度仅30mm，超过这一深度，微波大多被溶剂吸收，微波的作用极其微弱，微波的利用率低，由此会影响其工业上的应用；微波由电能转化而来，其能耗成本要比一次能源贵5-6倍，由于工业上提取植物有效成分的生产量大，如果微波的能耗成本过大，在工业上的规模生产也是难以接受的；此外，如果植物有效成分的溶媒为有机溶剂，微波辐射有机溶剂存在爆炸的可能性。