超聲技術(shù)在天然藥物有效成分提取中的應(yīng)用

丁健 喬楊

【摘要】超聲波技術(shù)在提取天然有效成分物質(zhì)中具有速度快和提取率高等優(yōu)勢，本文將綜述超聲技術(shù)在天然藥物有效成分提取中的相關(guān)作用，分析超聲波技術(shù)的基本工作原理。

【關(guān)鍵詞】超聲技術(shù)；天然藥物；有效成分；提起價值

【中圖分類號】 R8

【文獻標識碼】A

【文章編號】2096-5249（ 2018） 03-130-01

天然藥物的有效成分提取是其中最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，由于部分天然藥物的成分過于復雜（天然藥物中不僅僅包含有效成分，而且還包含無效成分和有毒成分），因此提取有效成分是提高天然藥物利用效率的最為重要方面。現(xiàn)階段常用的煎煮法和溶劑浸提法所提取的天然有效成分在實際生產(chǎn)過程中被廣泛應(yīng)用【1】。由于提取時間比較長，所以最終影響到天然藥物的提取率。隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展和進步，超聲技術(shù)已經(jīng)在諸多領(lǐng)域行業(yè)中所廣泛應(yīng)用，如醫(yī)學診斷方面、工業(yè)清洗方面等。超聲技術(shù)在天然藥物有效成分的提取過程中逐漸受到人們的廣泛重視，大量研究實驗表明，超聲提取天然有效成分一方面能夠縮短時間，另外一方面還能夠提高天然藥物有效成分的提取率【2】。

1.超聲提取技術(shù)的基礎(chǔ)特點

超聲提取技術(shù)廣泛使用在天然產(chǎn)物之中.尤其是提取我國傳統(tǒng)中草藥有效成分。超聲提取技術(shù)相比起傳統(tǒng)的提取方法具有以下幾個方面的特點：（1）提取溫度比較低，避免常規(guī)提取方法長時間加熱而導致天然藥物有效成分受到負面影響；（2）適用性比較廣，超聲提取性質(zhì)和目標提取物的性質(zhì)之間關(guān)系不大，大多數(shù)中草藥的各種類型成分均能夠被超聲所提取；（3）降低能源消耗，超聲提取不需要進行加熱，加上提取時間較短，因此能夠在很大程度上降低能源消耗；（4）消毒殺菌效果，超聲波利用強烈震動、熱效應(yīng)和高速度等加速藥物有效成分進入到溶劑中，最終起到消毒滅菌效果，保證萃取液不會輕易變質(zhì)。

2.超聲波的基礎(chǔ)作用原理

2.1空化作用原理

超聲波的空化作用原理主要指的是：空腔隨著傳播聲波頻率而出現(xiàn)壓縮或者伸張情況【3】。聲空化是在液體氣泡作用下發(fā)生的動力學過程，當有足夠的超聲波通過液體是，聲波負壓半周期的聲壓幅值顯著超過液體內(nèi)部的靜壓強，液體中的氣泡此時被迅速增大。當壓縮時，空腔尺寸逐漸表現(xiàn)，所產(chǎn)生的巨大壓力能夠使得空腔消失。在閉合之前的瞬間空腔出現(xiàn)熱點，繼而形成高溫高壓區(qū)。高溫背景下，伴有強大的沖擊波【4】。在空腔完全閉合時，由于出現(xiàn)極端化的物理環(huán)境情況，最終導致天然產(chǎn)物中的細胞溶劑產(chǎn)生空化泡，再使得溶劑滲透到細胞內(nèi)部之中。除此之外，超聲波在破碎過程中是一個物理過程，因此在浸提過程中未出現(xiàn)化學反應(yīng)，被浸提的天然藥物結(jié)構(gòu)和天然藥物性質(zhì)不會發(fā)生相應(yīng)拜年話。超聲波的振動作用顯著縮短破碎時間，提高破碎速度，促進化學成分向溶劑中所溶解。超聲波所提取的化學成分能夠縮短天然藥物的有效成分提取時間，最終顯著提高天然有效藥物的提取率，未改變化學成分和化學性質(zhì)等【5】。

2.2熱力學原理

由于超聲波介質(zhì)吸收的超聲波分子發(fā)生劇烈診斷情況，因此超聲波的機械能將逐漸轉(zhuǎn)為內(nèi)能，最終提高介質(zhì)溫度【6】。介質(zhì)對超聲波的吸收能夠產(chǎn)生多少生成熱能，將吸收能量逐漸轉(zhuǎn)化為熱能，最終升高組織溫度。超聲波吸收聲能所引起的溫度上升具有一定穩(wěn)定性，因此超聲波能夠在短時間內(nèi)升高問題，加速有效成分的溶解，與此同時并不改變有效成分的性質(zhì)。

2.3機械作用原理

超聲波在媒介作用下傳播可以使得傳播空間進入到振動狀態(tài)下，將溶質(zhì)進行擴散處理，進行超聲波機械機制。超聲波的機械作用主要是由于以下因素所引起的：（1）超聲壓強；（2）輻射壓強。輻射壓強會引起以下兩種效應(yīng)：（1）簡單的騷動效應(yīng)；（2）懸浮體和溶劑之間出現(xiàn)摩擦。輻射壓強所產(chǎn)生的騷動會使得蛋白質(zhì)變性和細胞組織變形。超聲壓對溶劑和懸浮體等會給予不同的速度加持，溶劑分子的速度顯著大于懸浮體速度，使得懸浮體和溶劑分子之間產(chǎn)生摩擦性，最終促使生物分子解題，使得細胞壁中的有效成分被溶解在溶劑之中。

3.超聲技術(shù)在天然藥物有效成分提取中的相關(guān)應(yīng)用

3.1生物堿

生物堿是一種來源于植物的堿性含氮有機化合物，生物堿是中草藥中的重要組成成分，生物堿還是一種具有復雜結(jié)構(gòu)的雜環(huán)化合物【7】。常規(guī)提取生物堿的方法時間長且效率低，而有學者表明超聲技術(shù)能夠在15min內(nèi)獲得高效提取率。

3.2皂苷類

皂苷是植物中結(jié)構(gòu)較為復雜的苷類化合物，用水加熱或者使用有機溶劑加以提取耗費時間長，顯著降低皂苷類提取效率。有學者表明，使用超聲提取技術(shù)能夠提取人參皂苷，超聲技術(shù)相比起常規(guī)提取方法效率高4倍作用，并且由于超聲提取技術(shù)的溫度比較低，所以人參皂苷活性也比較高【8】。

3.3有機酸

有機酸是一種不包含氨基酸的含羥基化合物，有機酸被廣泛分布在中草藥之中。有機酸包含諸多中草藥活性成分，有學者在相關(guān)文獻中研究顯示，使用超聲提取方法提取綠原酸能夠提高有機酸的提取率。有機酸廣泛分布在植物界之中，大多數(shù)有機酸與金屬離子的形式而存在，有機酸是很多中草藥的活性成分。采用高效液相色譜方法與超聲提取方法相比較而言，具有以下幾種特點：（1）提出效率高；（2）操作簡單。

參考文獻：

【1】楊祖榮.超聲技術(shù)在天然藥物有效成分提取中的應(yīng)用[J]云南中醫(yī)學院學報，2003，26（3）：29-31.

【2】沈文娟，岳亮，何英翠等.天然藥物常用提取技術(shù)與方法研究概況[J]中南藥學，2011，09（2）：127-130

【3】徐陽，鄒翔，曲中原等.天然藥物有效成分抗氧化作用及機制研究[J].哈爾濱商業(yè)大學學報.自然科學版），2015，14（3）：259-262

【4】譚明雄，陳振鋒，羅旭健等.天然藥物有效成分的金屬配合物研究進展[J]林產(chǎn)化學與工業(yè)，2008，28（6）：93-99

【5]嚴婧，李亞梅，賀福元等.基于相似度價比法優(yōu)化天然藥物有效成分的提取工藝[J]中南林業(yè)科技大學學報，2016，36（10）：124-127.

【6】謝蓉蓉，張德志天然藥物有效成分調(diào)脂治療的研究進展[J]亞太傳統(tǒng)醫(yī)藥，2009，5（12）：149-152

【7】馬盼香，金華，李雅玲等.大孔吸附樹脂在天然藥物有效成分提取分離中的應(yīng)用進展[J]中國現(xiàn)代藥物應(yīng)用，2008，2（6）：101-102.

【8】馮喜文，杜平，張利等.分子印跡技術(shù)在天然藥物有效成分提取分離中的應(yīng)用[J]廣東化工，2011，38（2）：71-72