微波提取药用植物的实验和传质机理研究

作     者：张恒春 

作者单位：天津大学 

学位级别：硕士

导师姓名：杨俊红

授予年度：2007年

学科分类：1007[医学-药学(可授医学、理学学位)] 10[医学] 

主      题：中草药 微波提取 分子量分布 原子力显微特征 纳微尺度传质 

摘      要：本文选择有代表性的药用植物黄芪、当归为研究对象,以水为提取溶剂,考虑微波特殊的加热特性和复杂的药材形态结构及其提取物组成,结合实验研究和理论分析,考察微波辅助溶剂提取过程中提取物分子量分布、药材微观结构及原子力显微特征的变化,研究生物材料内部纳微尺度的物质传递现象及其规律,探讨微波场强化药用植物提取的传质机理。 主要研究内容和结果如下: 1.通过比较微波辅助提取和传统回流两种提取工艺下黄芪提取液分子量分布特征及其变化规律,结果表明,对于分子量为2000～50000 Da的较大物质,MAE提取10 min的浸出量是传统回流30 min的16.6倍;对于分子量大于50000 Da的物质,MAE提取10 min的浸出量仅占总浸出物的2.87 %,而传统回流30 min时为7.94 %,说明微波辅助提取工艺在目标成分的快速浸出,尤其是在较大分子量的快速浸出和避免无效物质的浸出方面显著优于传统回流工艺,能够很大程度地缩短提取时间,同时提高目标成分的提取率和纯度,这对于中药现代化研究和开发具有重要的意义。 2.对于含有阿魏酸、藁本内酯等热不稳定成分的中药材当归,微波辅助提取工艺也明显优于传统回流。微波15 min提取得到的分子量2000Da以下的物质是传统30 min的2.33倍,分子量100000 Da以下的物质是传统的4.91倍。 3.进一步的研究表明,微波提取黄芪有效成分时功率选择应小于400 W,过大的微波功率会使药材发生热凝固,微小导管通道闭塞,不利于有效成份的浸出;微波作用可以使黄芪多糖发生降解,提取物的粒径较小且尺度分布集中,微波工艺提取到的有效成分的粒径分布在3.8500 nm～4.3640 nm之间,而传统提取到的有效成分粒径分布在4.3230 nm～14.8118 nm。另外,对提取工艺进行放大时,应考虑微波穿透深度对提取效果的影响;对黄芪提取液进行干燥操作时,微波工艺具有一定的优越性。