Methode zur Gewinnung natürlicher Wirkstoffe aus Pflanzen

Die Methoden zur Gewinnung natürlicher Wirkstoffe aus Pflanzen werden im Allgemeinen in die Lösungsmittelmethode, die Wasserdampfdestillationsmethode und die Sublimationsmethode unterteilt. Unter diesen eignet sich die Lösungsmittelmethode zur Extraktion chemischer Komponenten mit guter Löslichkeit in Wasser, Alkohol und anderen organischen Lösungsmitteln; Das Wasserdampfdestillationsverfahren eignet sich für Komponenten, die mit Wasserdampf verdampft werden können, hauptsächlich für flüchtige Öle, niedermolekulare Alkaloide und die Extraktion phenolischer Verbindungen. Die Sublimationsmethode eignet sich zur Extraktion einiger Verbindungen, die beim Erhitzen verdampfen, nach dem Abkühlen erstarren und deren chemische Struktur nicht zerstört wird.

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Wasserdampfdestillation und Sublimation haben nur sehr begrenzte Anwendungsmöglichkeiten. In den meisten Fällen wird eine Lösungsmittelextraktion eingesetzt. Zu den gängigen traditionellen Lösungsmittelextraktionsmethoden gehören Abkochen, Rückflussextraktion, Perkolation und Mazeration.

1. Das Prinzip der Lösungsmittelextraktion und die Wahl des Extraktionslösungsmittels

Prinzip: Die Lösungsmittelextraktionsmethode basiert auf den Löslichkeitseigenschaften verschiedener Komponenten im Naturprodukt im Lösungsmittel und wählt ein Lösungsmittel aus, das eine hohe Löslichkeit für die aktive Komponente und eine niedrige Löslichkeit für die nicht benötigte Komponente aufweist, und löst die aktive Komponente auf aus dem Gewebe des medizinischen Materials. Wenn das Lösungsmittel den Rohstoffen der chinesischen Kräutermedizin (die ordnungsgemäß zerkleinert werden müssen) zugesetzt wird, dringt das Lösungsmittel aufgrund von Diffusion und Osmose allmählich durch die Zellwand in die Zelle ein und löst die löslichen Substanzen auf, was zu einem Konzentrationsunterschied zwischen ihnen führt innerhalb und außerhalb der Zelle, sodass die konzentrierte Lösung in der Zelle weiterhin in die Zelle fließt. Wenn die Konzentration der Lösung innerhalb und außerhalb der Zellen ein dynamisches Gleichgewicht erreicht, wird die gesättigte Lösung herausgefiltert und mehrmals werden neue Lösungsmittel hinzugefügt, um die erforderlichen Komponenten nahezu vollständig oder größtenteils aufgelöst zu machen.

Auswahl des Extraktionslösungsmittels: Der Schlüssel zur Verwendung der Lösungsmittelextraktionsmethode liegt in der Auswahl eines geeigneten Lösungsmittels. Bei richtiger Wahl des Lösungsmittels lassen sich die benötigten Komponenten relativ problemlos extrahieren.

Die üblicherweise für die Extraktion verwendeten Lösungsmittel sind in der Reihenfolge zunehmender Lipophilie wie folgt angeordnet: Wasser, Methanol, Ethanol, n-Butanol, Aceton, Ethylacetat und Petrolether. Bei der Extraktion von Wirkstoffen ist es vor allem notwendig, ein Lösungsmittel zu wählen, das eine hohe Löslichkeit für die gewünschten Inhaltsstoffe und eine niedrige Löslichkeit für andere Komponenten aufweist. Gleichzeitig sollten auch Faktoren wie Wirtschaftlichkeit, Sicherheit und geringe Toxizität berücksichtigt werden.

Methanol und Ethanol sind semipolare Lösungsmittel, das heißt, die Löslichkeit liegt zwischen polar und unpolar und kann einige wasserlösliche Komponenten wie Alkaloide, Glykoside und Zucker lösen; Sie können auch unpolare Lösungsmittelbestandteile auflösen, die aufgelöst werden können, wie z. B. flüchtige Öle, Alkohole, Lactone, aromatische Verbindungen usw. Ihre Moleküle sind relativ klein, es gibt Hydroxylgruppen und die Struktur ist der von Wasser sehr ähnlich. Sie können also beliebig mit Wasser gemischt werden. Mischungen mit unterschiedlichen Anteilen von Wasser als Lösungsmittel begünstigen die Auswaschung unterschiedlicher Wirkstoffe.

Wenn Sie unbekannte Verbindungen extrahieren, verwenden Sie Wasser, Alkohol und unpolare Lösungsmittel, um die Inhaltsstoffe der Rohstoffe vor der Extraktion vorab zu testen, um zu verstehen, welche Inhaltsstoffe möglicherweise enthalten sind, und um ihre Löslichkeitseigenschaften anhand der Position dieser Inhaltsstoffe grob abzuschätzen die Wahl des Lösungsmittels und die Referenzbasis für die Extraktionsmethode. Darüber hinaus sollten auch Faktoren wie der Abbau und die Isomerisierung instabiler Komponenten berücksichtigt werden. Aus diesem Grund sollte bei der Extraktion unbekannter Verbindungen die Zeit so kurz wie möglich sein, die Heiztemperatur sollte unter 70 Grad kontrolliert werden und das Extraktionslösungsmittel sollte bei der Rückgewinnung des Extraktionslösungsmittels unter reduziertem Druck unter 60 Grad konzentriert werden. Nicht mit Säure oder Lauge behandeln.

Die umfassende Extraktion natürlicher Pflanzenbestandteile sollte auf dem Prinzip der ähnlichen Mischbarkeit basieren und Lösungsmittel mit kleiner bis großer Polarität verwenden, um verschiedene Bestandteile unterschiedlicher Polarität in den Rohstoffen zu extrahieren. Diese Methode wird als systemische Lösungsmittelextraktion bezeichnet. Zusätzlich zu den aufwändigen Verfahren weist die Methode der systematischen Lösungsmittelextraktion auch den erheblichen Nachteil auf, dass die gleiche Komponente nicht leicht anzureichern ist und in verschiedenen Extraktionsteilen verteilt sein kann, was die Trennung erschwert. Obwohl diese Methode gewisse Nachteile mit sich bringt, ist sie immer noch die am häufigsten verwendete Methode zur Untersuchung unbekannter natürlicher organischer Verbindungen.

Neben der Systemlösungsmittelmethode ist es auch möglich, den großen Löslichkeitsbereich von Alkoholen auszunutzen. Zuerst mit Ethanol oder einem gemischten Lösungsmittel aus Ethanol und Methanol extrahieren. Nach der Gewinnung des Alkohols wird der Extrakt zu einem Extrakt verarbeitet und anschließend wird der Trockenextrakt erhitzt und mit Lösungsmitteln unterschiedlicher Polarität extrahiert. , auf der Suche nach Wirkstoffen aus Extrakten unterschiedlicher Polarität.

Viele Faktoren beeinflussen den Extraktionseffekt. Der erste ist der Einfluss des Rohstoffs selbst. Die Zerkleinerungspartikelgröße des Rohmaterials beträgt im Allgemeinen 20-60 mesh; zweitens beträgt die Extraktionstemperatur im Allgemeinen nicht mehr als 70 Grad; Wasserextraktion für 2-3 Stunden, Erhitzen mit Ethanol und Rückflussextraktion für 1-2 Stunden ist angemessen; Die Menge des Lösungsmittels wirkt sich auch auf die Extraktionseffizienz aus, und die allgemeine Menge des verwendeten Lösungsmittels beträgt das 6-10-fache der Menge des Rohmaterials. Die Anzahl der Extraktionen beträgt im Allgemeinen 3-5-mal.

2. Systematische Extraktion und Trennung von Wirkstoffen aus Naturprodukten

Zur systematischen Abtrennung aktiver Bestandteile von Naturstoffen wird häufig die Methanol- oder Ethanolextraktion eingesetzt. Der erhaltene Extrakt wird in Wasser suspendiert und die Suspension wird durch Zugabe verschiedener Lösungsmittel mit zunehmender Polarität extrahiert, beispielsweise Petrolether oder Benzin (Fett, Wachs, Chlorophyll, ätherisches Öl, freie Steroide und Triterpenoide), Chloroform oder Ethyl Acetat (freie Alkaloide, organische Säuren, Flavonoide, Cumarin-Aglykone und andere mittelpolare Verbindungen), n-Butanol kann zur Extraktion von Glykosiden, Alkaloidsalzen und polaren Verbindungen wie Tanninen verwendet werden) werden nacheinander extrahiert, und schließlich gibt es a Wasserphase, um wasserlösliche Komponenten (wie Aminosäuren, Zucker, anorganische Salze usw.) zu erhalten.

3. Andere Trennmethoden

1. Flüssig-Flüssig-Extraktion: Die Flüssig-Flüssig-Extraktion ist eine zweiphasige Lösungsmittelextraktion, bei der es sich um eine Methode zur Trennung von Komponenten handelt, bei der der Unterschied im Verteilungskoeffizienten jeder Komponente in zwei verschiedenen, nicht mischbaren Lösungsmitteln ausgenutzt wird.

2. Niederschlagstrennungsmethode: Bei der Niederschlagstrennungsmethode handelt es sich um eine Methode, bei der der Probenlösung bestimmte Lösungsmittel oder Fällungsmittel zugesetzt werden und die abgetrennten Substanzen durch chemische Reaktionen oder Änderung des pH-Werts und der Temperatur der Lösung als Festphasensubstanzen ausgefällt werden. Bei der Fällungstrennungsmethode gibt es Lösungsmittelfällungsmethoden, Fällungsfällungsmethoden und Aussalzmethoden.

3. Kristallisations- und Rekristallisations-Trennmethode.

Einführung der Produktionsmethode von Cistanche-Extrakt

Cistanche ist eine Art Wüstenpflanze, die seit Jahrhunderten in der traditionellen chinesischen Medizin verwendet wird. Es ist bekannt für seine Fähigkeit, die Nierenfunktion zu verbessern, das Immunsystem zu stärken und die sexuelle Funktion zu steigern. Cistanche-Extrakt ist ein beliebtes Nahrungsergänzungsmittel, das aus den getrockneten Wurzeln der Pflanze hergestellt wird.

Ernte und Aufbereitung des Pflanzenmaterials

Der erste Schritt bei der Herstellung von Cistanche-Extrakt ist die Ernte und Aufbereitung des Pflanzenmaterials. Die Wurzeln der Cistanche-Pflanze werden normalerweise im Frühjahr oder Herbst geerntet. Nachdem die Wurzeln geerntet wurden, werden sie gereinigt und in der Sonne oder in einem Dörrgerät getrocknet, bis sie vollständig trocken sind.

Extraktionsprozess

Der nächste Schritt bei der Herstellung von Cistanche-Extrakt ist der Extraktionsprozess. Es gibt verschiedene Methoden, mit denen die Wirkstoffe aus den getrockneten Wurzeln extrahiert werden können, darunter Wasserextraktion, Alkoholextraktion und überkritische CO2-Extraktion. Die Wasserextraktion ist die am häufigsten verwendete Methode zur Gewinnung von Cistanche-Extrakt. Bei dieser Methode werden die getrockneten Wurzeln mehrere Stunden lang in Wasser gekocht. Die resultierende Flüssigkeit wird dann filtriert und konzentriert, um einen dicken, sirupartigen Extrakt zu erzeugen. Die Alkoholextraktion ist eine weitere beliebte Methode zur Gewinnung von Cistanche-Extrakt. Bei dieser Methode werden die getrockneten Wurzeln mehrere Wochen in Alkohol eingeweicht. Die resultierende Flüssigkeit wird dann filtriert und destilliert, um den Alkohol zu entfernen, wodurch ein konzentrierter Extrakt zurückbleibt. Die überkritische CO2-Extraktion ist eine fortschrittlichere Methode zur Gewinnung von Cistanche-Extrakt. Bei dieser Methode werden die getrockneten Wurzeln Kohlendioxid unter hohem Druck ausgesetzt, wodurch die Wirkstoffe aus dem Pflanzenmaterial extrahiert werden. Der resultierende Extrakt wird dann gereinigt und konzentriert.

Reinigung und Konzentration

Nach Abschluss des Extraktionsprozesses wird der Cistanche-Extrakt gereinigt und konzentriert. Dabei werden etwaige Verunreinigungen oder unerwünschte Verbindungen aus dem Extrakt entfernt und die Konzentration der Wirkstoffe erhöht.

Der Reinigungs- und Konzentrationsprozess kann je nach verwendeter Extraktionsmethode variieren. Bei der Wasserextraktion wird der Extrakt typischerweise zu einem dickflüssigen Sirup eingekocht und dann filtriert, um etwaige Verunreinigungen zu entfernen. Bei der Alkoholextraktion wird der Extrakt zur Entfernung des Alkohols destilliert und anschließend konzentriert. Bei der überkritischen CO2-Extraktion wird der Extrakt mithilfe von Chromatographie oder anderen fortschrittlichen Techniken gereinigt.

Qualitätskontrolle und Prüfung

Bevor der Cistanche-Extrakt verpackt und verkauft wird, wird er einer strengen Qualitätskontrolle und Prüfung unterzogen, um sicherzustellen, dass er sicher und wirksam ist. Dabei wird der Extrakt auf Reinheit, Wirksamkeit und Sicherheit getestet. Die Qualitätskontrolle und -prüfung kann eine Reihe unterschiedlicher Techniken umfassen, wie etwa Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC), Gaschromatographie-Massenspektrometrie (GC-MS) und mikrobiologische Tests. Diese Tests helfen, etwaige Verunreinigungen oder Verunreinigungen im Extrakt zu identifizieren und sicherzustellen, dass es strengen Qualitätsstandards entspricht.

Abschluss

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Herstellung von Cistanche-Extrakt mehrere Schritte umfasst, darunter Ernte und Aufbereitung des Pflanzenmaterials, Extraktion, Reinigung und Konzentration sowie Qualitätskontrolle und -prüfung. Das Endprodukt ist ein konzentrierter Extrakt, der die Wirkstoffe der Cistanche-Pflanze enthält. Cistanche-Extrakt ist ein beliebtes Nahrungsergänzungsmittel, das zur Verbesserung der Nierenfunktion, zur Stärkung des Immunsystems und zur Verbesserung der sexuellen Funktion eingesetzt wird.