分子蒸馏技术在中药研究中的应用

分子蒸馏技术(Molecular Distillation Technology)属于一种特殊的高真空蒸馏技术，是一种特殊的液一液分离技术。其最显著的特点是蒸馏物料分子由蒸发面到冷凝面的行程不受分子间碰撞阻力的影响，蒸发面与冷凝面之间的距离小于蒸馏物质分子在该条件下的分子运动平均自由程。分子蒸馏装置根据形成蒸发液膜的不同设计可分为降膜式分子蒸馏(falling—film evaporator)、刮膜式分子蒸馏 (wiped—film evaporator)和离心式分子蒸馏 (Centrifugal evaporator)3种，也可以统称为短程蒸馏 (Short—path distillation)。 与常规蒸馏不同，它是没有达到气一液相平衡的蒸馏，分离操作在低于物料沸点进行，是建立在不同物质挥发度不同的基础上。分子蒸馏的技术特点是①操作温度低，无需沸腾，所以分子蒸馏是在远低于沸点的温度下进行操作的。这与常规蒸馏有本质的区别。②蒸馏压强低，可以获得很高的真空度。③受热时间短。④分离程度更高。特别适用于高沸点、热敏性及易氧化物系的分离。能降低高沸点物料的分离成本，极好地保护热敏性物料的特点和品质。 早在20世纪60年代初，德国、波兰、美国、日本就开展了分子蒸馏技术的研究和开发，到70年代无论是实验室装置还是工业化分子蒸馏装置都比较完善。我国对分子蒸馏技术的研究起步较晚， 80年代末期，国内引进了几套分子蒸馏生产线，用于硬脂酸单甘酯的生产。北京化工大学从90年代初开始对分子蒸馏技术进行开发研究。目前在食品、化工、石油和塑料等行业应用较多，中药研究中也有应用，但报道不多。 一、在食品行业中的应用 1．脂肪酸及其衍生物的分离提纯 应用于各种脂肪酸的单甘酯、丙二醇单甘酯的蒸馏提纯，各种不饱和脂肪酸二聚产物的分离，小麦胚芽油等贵重植物油脱酸精制。近年来，应用于深海鱼油中分离功能脂肪酸二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)，深海鱼油经转变成甲酯或乙酯后，分子蒸馏能有效地将EPA、DHA浓缩至 60％～70％。 2．维生素的分离 从小麦胚芽油、葵花油等含维生素E的油脂中浓缩天然维生素E，从鱼肝油中蒸馏浓缩维生素 A。 3．多聚甘油去除没有聚合的甘油单体 此外目前新兴的功能食品添加剂二十八碳醇是从米糠油和小麦胚芽油的副产品蜡质中制取，分子蒸馏是精制提纯二十八碳醇的有效手段。 红棕榈油中含有O．07％的胡萝卜素，将红棕榈油在低温下用甲醇甲酯化后，再用三级分子蒸馏回收胡萝卜素，可获得40％以上的天然胡萝卜素，其质量更优于以浸提法、吸收法和皂化溶剂提取法等传统的方法。 4．在食品行业的其它应用 石勇等用分子蒸馏法对螺旋藻超临界C02萃取物进行分离，并对其提取物和蒸出物作色谱(GC)一质谱(MC)分析，结果从超临界C02萃取得到的深蓝色油状液体中，分析出20种成分，经分子蒸馏后得到13种成分。种类相对减少，而相对含量有所升高，提示分子蒸馏的条件控制好能得到成分较纯而含量较高的有效成分。 在谷维素的浓缩分离中有多种方法，国内大多采用的是最典型的方法—pH调正法，但国外现今更多实施的是分子蒸馏法，在高真空下，采用低温，将脂肪酸区分馏出，避免谷维素的热变化。而且随着高效液相色谱(HPLC)大型化的进步，谷维素产品的质量也有了新的提高。 钟耕采用分子蒸馏法，以冷榨甜橙油为原料，提取其中的类胡萝卜素。结果表明，采用分子蒸馏法，从脱蜡的甜橙油中一步提取的色素，不含外来有机溶剂，纯度高，色价高，这种方法简单易行，是一种新的提取维生素的行之有效的方法。许松林等人用分子蒸馏技术对未经任何脱色处理的粗乳酸原料(L一乳酸含量为40～70％)进行两次分子蒸馏后，可得到满足各种浓度需要的L一乳酸产品。且工艺简单，步骤少，是分离高品质L一乳酸的一种有效工艺。闫广等人利用分子蒸馏技术初步探讨了维生素K1的分离提纯，通过改变实验操作(压力和蒸馏温度等)，得到了不同纯度的维生素Kl馏出物，其最高纯度达到了93％以上，表明分子蒸馏法提纯维生素K1具有一定的可行性和工业化前景。 二、在化工行业中的应用 1．废机油的回收 用分子蒸馏方法可使废机油的回收率达到72％，而且把废油中的含灰量从0．83％降到o，含碳量从2．3％降到0．06％，达到了使用标准且不会造成二次污染。 2．在日化行业和精细化工行业的应用 在日化行业中，分子蒸馏技术可有效地脱除热敏性物质中的轻分子物质，如粗玫瑰油经分子蒸馏脱气、脱臭后得到品质很高的玫瑰油。辣椒红色素原油经分子蒸馏处理后可除去提取时所用化学溶剂的残留物，极好地保护产品的品质。 在精细化工行业，分子蒸馏可用于羊毛脂衍生物的脱臭脱色精制，如经过分子蒸馏后的羊毛脂醇、乙酰化羊毛醇、羊毛酸、羊毛酸异丙酯是色泽、气味具佳的高档化妆品添加剂。此外分子蒸馏还可用于塑料增塑剂、稳定剂的精制以及硅油、光亮油、石蜡油、高级润滑油的精制。 三、在中药研究方面的应用 古维新等用分子蒸馏法对独活超临界C02萃取物进行分离，并对其提取物和蒸出物进行GC—Mc分析，结果从超临界C02萃取物和蒸出物中分别得到37种和29种成分。王发松1等人用分子蒸馏技术开展了从毛叶木姜子果油中分离纯化柠檬醛的工艺研究，结果所得到的柠檬醛的纯度达到了95％，产率为53％(柠檬醛／毛叶木姜子果油)，柠檬醛的损失率仅为15％。毛叶木姜子的干燥成熟果实在我匡湖北西部等地作“毕澄茄”入药，其挥发油中所含的化学组成与山苍子果实挥发油相似，后者是重要的香精和工业原料—柠檬醛的天然资源。王发松等人利用分子蒸馏技术对超临界CO2萃取所得的干姜油进行了分离纯化后的化学组成分析，结果姜油中的萜类和姜辣素类组分中姜烯酚类化合物的含量达到了86％以上，(6)一姜酚的含量达到了60％左右，分离出萜类成分中的(一)一姜烯和丁香烯的含量分别达到了55％和20％以上。许松林等将分子蒸馏技术用于创制一类新药中，银杏叶中含有5种银杏内酯，A、B、C、J和M，其中银杏内酯B在银杏叶中的含量仅为O．2％，5种内酯的结构又很相似，分子蒸馏技术就可以解决普通方法不易将其分离的难题。胡海燕等人采用分子蒸馏技术对广藿香油进行分离纯化，结果得到4个馏分，经GC—MS检测，馏分Ⅱ和馏分Ⅲ中广藿香醇和广藿香酮二种有效成分的含量与广藿香原油相比提高了27％和47％，认为分子蒸馏技术能有效地提高广藿香油中广藿香醇和广藿香酮的含量，为广藿香的产业化和新药开发奠定基础。高英等人用分子蒸馏技术对超临界 C02萃取得到的苍术油进行有效部位的分离，以 HPLC法和GC—MS技术对各水平精制的苍术油进行苍术素含量及分离后的剩余物测定。结果在温度为105℃、真空度为100Pa的条件下，苍术油中的苍术素含量为52．17％，达到有效部位用药的要求。周本杰、张守尧、张忠义、王鹏等人分别对超临界CO2萃取的川芎、当归、白术、连翘挥发油进行分子蒸馏分离纯化，并用GC—MS技术分别测定萃取物和蒸出物的化学成分及其含量，结果认为，经蒸馏后，化学成分的种类相对减少，而含量也有所变化。且超临界C02萃取得到的提取物与传统提取方法所提的挥发油成分有显著不同。 分子蒸馏技术对于超临界萃取物的分离纯化或精制是很有效的辅助方法，在中药新药和中药有效部位研究中，笔者还对超临界CO：提取的广藿香、香附、川芎、高良姜、干姜、花椒等挥发油，用分子蒸馏技术富集其有效部位，结果：广藿香的有效部位达到56．1％，香附、川芎、高良姜的有效部位都可达到50％以上，干姜油中总姜酚可达60％以上：花椒在蒸馏的过程中，馏出物中就有结晶析出，经检测，其结晶物为生物碱类成分。且以上通过分子蒸馏技术得到的中药有效部位均已用于新药研究中，并取得大量中试数据。 当然，任何一种技术都有它的局限性，分子蒸馏技术只适用于液体或适当加温即具流动性的半固体物质的分离纯化，主要用于高沸点、热敏性物料的提纯分离。由于设备价格较高，更适于高附加值产品的应用。在中药新药及中药有效部位的研究应用中，将会有更为广阔的前景。

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