基本信息
- 项目名称：
- 微波压力提取中草药工艺方法的研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 通过正交试验考察了大黄在微波加压条件下的最佳提取条件，并与传统提取法进行了比较，表明料液比1:16,0.20MPa,维压20min时浸膏产率和蒽醌含量最高。显微观察并拍摄了不同提取方法提取后的大黄薄壁细胞的显微结构，说明微波作用下细胞壁会发生破裂而导致产率的增高。通过小鼠急性毒性和慢性毒性试验，说明微波加压提取过程不会产生有毒物质。通过小鼠腹泻模型证明微波压力提取过程中并未破坏药效成分。
- 详细介绍：
- 作品首次将微波压力联合应用于提取中草药饮片，详细地研究了中草药饮片的微波加压提取中草药饮片工艺过程，确定了完整独特的微波压力提取中草药的试验体系，获得了最佳操作参数。微波压力提取中草药饮片的提取率比常规水煎煮平均提高73.48%。 以大黄饮片为主要试验材料，通过单因素试验分别考察了料液比、提取压力、提取时间对大黄总蒽醌含量和浸膏产率的影响，通过正交试验确定了大黄在微波加压下的最佳提取条件：料液比1:16，提取压力0.20MPa，提取时间20min，浸膏平均产率为53.41%，总蒽醌平均含量为0.249%。微波加压法的浸膏产率比常规煎煮法提高68.58%，比常压微波法提高47.75%，比常规加压法提高36.02%；大黄总蒽醌提取率比常规微波提高48.78%，比常规加压提高37.85%，比常规水煎煮提高55.41%。 用显微镜观察微波加压提取后的药材饮片，细胞壁破裂严重，证实微波加压方式有利于有效成分的溶出。 对微波加压提取大黄饮片的提取液进行小鼠急性毒性和慢性毒性试验，小鼠无急性中毒死亡及慢性中毒现象。 对微波加压提取大黄饮片的提取液用小鼠进行药效试验，提取液对复方地芬诺酯建立的小鼠便秘模型有明显的治疗作用。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 常用的中草药提取方法在提取过程中存在有效成分提取率低、提取周期长、工序多等缺点，严重制约了中药产业的现代化发展。基于以上背景，我们研究一种提取时间短、溶剂消耗少、提取率高，适合工业应用的微波压力提取中草药方法。 本作品使用自主知识产权的“微波压力中药萃取装置”（发明专利：ZL 2009 1 0073920.5）为试验装置，对根、茎、叶、花类多种中草药进行提取试验，按提取条件将药材归类，确定每类药材微波压力提取的时间、压力范围。用正交试验确定微波压力提取中草药的最佳参数，以浸膏的产率与传统煎煮法、加压提取法、常微波提取法进行比较；显微镜观察提取后的药材薄壁细胞的变化；用小鼠对微波加压力提取中草药的提取液进行急性毒性和慢性毒性及药效试验。 微波压力提取中草药饮片的提取率比常规水煎煮平均提高73.48%。以大黄饮片为具体特例，确定最佳的料液比1:16，提取压力0.20MPa，提取时间20min，微波加压法的浸膏产率比常规煎煮法提高68.58%，比常压微波法提高47.75%，比常规加压法提高36.02%；大黄总蒽醌提取率比常规微波提高48.78%，比常规加压提高37.85%，比常规水煎煮提高55.41%。小鼠试验结果证实本方法安全有效。
科学性、先进性
- 采用已获得国家发明专利授权（发明专利：ZL 2009 1 0073920.5）的微波压力提取装置 1.作品首次将微波压力联合应用于提取中草药饮片，详细地研究了中草药饮片的微波压力提取的工艺过程，并获得了最佳操作参数。首创大黄提取条件：料液比1:16，提取压力0.20MPa，提取时间20min。 2.在相同的固液比、提取时间下，微波压力提取中草药饮片的提取率比常规水煎煮平均提高73.48%。以大黄饮片为例，采用微波加压提取的浸膏产率比常规煎煮法提高68.58%，比常压微波法提高47.75%，比常规加压法提高36.02%；大黄总蒽醌提取率比常规微波提高48.78%，比常规加压提高37.85%，比常规水煎煮提高55.41%。 3.为了探究该提取方法的安全性，用小鼠对提取液进行急性毒性和慢性毒性试验，小鼠中毒现象，表明该方法安全。 4.为了验证该提取方法对药效的影响，对提取液进行药效试验，提取液对小鼠便秘模型有明显的治疗作用，证明作品提供的方法不会影响药物原有药效。
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 中试阶段
技术转让方式
- 独家转让
作品可展示的形式
- 现场演示
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 本方法采用微波加热使提取压力升高，通过压力与温度控制实现中草药的提取。 该作品提出的方法提取效率高、能耗低；所确定的技术参数可靠；采用的设备简单、对环境友好。 该作品模拟工业化微波压力提取环境，按提取条件将中草药分类，并确定每类药材的提取工艺参数，工艺过程简单，容易操作控制，可直接指导工业化生产应用。可广泛应用于各种中草药的大规模工业化提取。 传统的中草药提取方法在提取过程中存在有效成分提取率低、提取周期长、工序多等缺点。微波压力提取中草药饮片的提取率比常规水煎煮平均提高73.48%，扣除设备投资等费用，预计整体经济效益比传统提取方法提高30%。 该作品所提供的方法具有广泛的应用前景。
同类课题研究水平概述
- 1986年，Ganzler等首次应用微波对酵母、大豆及土壤等样品材料进行提取。1993年，Onuska和Terry使用多种溶剂对泥渣中有机氯农药残留进行微波提取，实验仅用3.5min就获取了索氏提取法6h的结果。1994年，Greenway等报道了流动微波提取体系，从此流动微波提取开始发展起来。自1997年至今，国外有关微波提取的研究报道快速递增，不仅方法上有了一定的突破，而且在研究领域上也扩展到环境、食品、生物医药、天然植物、石油化工和矿物等各个方面。 微波提取在我国的应用开始于20世纪90年代初期，第一篇报道是1994年谢永荣等用微波法提取柑橘皮中的天然色素，实验证明若要达到同等收率，传统浸泡时间是微波处理时间的22倍。由于微波提取的独特优势，它一出现就受到了我国化学工作者的关注，并得到了较快的发展。鲁建江等运用微波技术从佩兰中提取挥发油，并测定其含量。结论表明运用微波技术提取速度大大加快，收率提高。刘志勇等应用微波提取技术提取红景天根中总黄酮和多糖，并进行了含量分析，结果表明提取时间大大缩短，收率提高。用微波提取丹参酮、重楼皂苷、丁香油、雪莲黄酮、植物样品中的单宁、银杏黄酮等也均取得了较好效果。目前，微波提取技术的提取成分涉及生物碱类，蒽醌类，黄酮类，总皂苷类，多糖类，植物挥发油以及色素等。虽然微波提取技术还是处于起步阶段，但其已经显露出了其他提取方法所不能比拟的优点：提取时间短，溶剂消耗少，有效成分含量高，适于热不稳定成分的提取，而且设备简单、易于操作、投资小等。因此，微波提取技术有着良好的应用前景，已经成为当前和今后新型提取技术研究的热点之一。 国内虽然有微波提取中草药材的报道而且有超高压提取中草药的报道，但少有微波加压条件下提取中草药的报道。现有的报道中仅涉及微波技术对提取率的影响，未深入研究微波高压提取后的药物的药效及药物的毒性。
