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Aplicación de la tecnología ultrasónica en la extracción de ingredientes de la medicina tradicional china
Los ingredientes contenidos en la medicina herbaria china son bastante complejos e incluyen tanto ingredientes activos como ineficaces. Para mejorar el efecto terapéutico de la medicina herbaria china, es necesario extraer sus ingredientes activos. La extracción está directamente relacionada con el contenido de ingredientes activos en el producto terminado y su calidad inherente, la eficacia del monitoreo del lecho y los beneficios económicos.
En la actualidad, los métodos comúnmente utilizados en la producción real para extraer los ingredientes activos de la medicina herbaria china incluyen el método de inmersión (método de inmersión a temperatura normal, método de inmersión tibia, método de decocción), método de percolación, método de reflujo, etc. . El tiempo de extracción es largo y la tasa de extracción es baja. Con el desarrollo de la ciencia y la tecnología modernas, la tecnología ultrasónica se ha utilizado ampliamente en los campos de la industria, la agricultura, la medicina y la salud. Dado que este método tiene las ventajas de un equipo simple, operación conveniente, tiempo de extracción corto, alta tasa de extracción, ahorro de energía, ahorro de material medicinal y sin necesidad de calentamiento, su aplicación en la extracción de ingredientes de hierbas medicinales chinas ha atraído cada vez más atención. . Este artículo revisa la aplicación de la tecnología ultrasónica en la extracción de ingredientes de hierbas medicinales chinas y las cuestiones a las que se debe prestar atención durante el proceso de extracción.
1 Base teórica de la tecnología ultrasónica para extraer ingredientes de la medicina herbaria china
El ultrasonido es un filtro de vibración mecánico elástico, que es una vibración que supera el umbral auditivo. Produce una fuerte vibración, alta velocidad, un fuerte efecto de cavitación y efecto de agitación, destruyendo así las células de los materiales medicinales vegetales y permitiendo que el disolvente penetre en las células del material medicinal, acelerando así la disolución de los ingredientes activos en los materiales medicinales en el disolvente. y mejorando la extracción de los ingredientes activos. Al mismo tiempo, compare los ingredientes activos extraídos mediante métodos convencionales para examinar si la estructura de los ingredientes activos extraídos por ondas ultrasónicas ha cambiado. Según los informes de la literatura, la cromatografía de capa fina, el espectro infrarrojo y el espectro de resonancia magnética nuclear de los ingredientes activos obtenidos por los dos métodos se analizaron comparativamente. Los espectros obtenidos por los dos métodos fueron consistentes, lo que indica que la extracción ultrasónica no cambiará la estructura de. los ingredientes activos y acortar el tiempo de extracción, mejorar la tasa de extracción y proporcionar un nuevo método para la extracción rápida y de alto rendimiento de ingredientes de hierbas medicinales chinas.
Aplicación de la tecnología ultrasónica en la extracción de ingredientes de hierbas medicinales chinas
2.1 Extracción de saponinas Las saponinas generalmente se extraen mediante decocción o remojo en solventes orgánicos, lo que lleva mucho tiempo y tiene un baja tasa de extracción. La tecnología ultrasónica puede acortar el tiempo de extracción y mejorar la tasa de extracción. Song Xiaomei et al. extrajeron gypenosina de Gynostemma pentaphyllum de tallo largo. En comparación con la extracción con reflujo de etanol, la extracción ultrasónica 3 veces, 80 minutos cada vez, puede aumentar significativamente el rendimiento de gypenosina. Shao et al. . En comparación con el método de remojo en solvente convencional, después del tratamiento ultrasónico del polvo fino de Codonopsis pilosula durante 40 minutos, la tasa de extracción de saponinas de Codonopsis pilosula aumentó 65438 ± 0 veces en comparación con el método convencional (remojo en frío con metanol durante 48 h), y el El tiempo se redujo en un 98,6%. Además, el producto bruto obtenido mediante extracción ultrasónica es casi el doble que los métodos convencionales y tiene una alta pureza. Los expertos mencionaron que la diosgenina es el ingrediente activo de 30 minutos en el rizoma de Dioscorea chuanlong. Usando 70 etanol empapado durante 48 horas como control, la tasa de extracción fue 65438 ± 02 veces la del control, y la tasa de extracción fue 65438 ± 0,34 veces la del control. Esta tecnología puede ahorrar materiales medicinales 23.4. Se puede ver que la extracción ultrasónica de saponinas tiene las ventajas de ahorrar tiempo, ahorrar materiales medicinales, menos impurezas y una alta tasa de extracción.
2.2 Extracción de alcaloides La extracción convencional de alcaloides de las hierbas medicinales chinas generalmente lleva mucho tiempo y tiene un bajo rendimiento. Sin embargo, después del tratamiento ultrasónico se pueden obtener mejores resultados. La berberina se extrajo del ciprés Phellodendron, se sumergió en agua de cal saturada durante 24 horas como control y se extrajo con una onda ultrasónica de 20 kHz durante 30 minutos. La tasa de extracción aumentó en 65438 ± 08,26 en comparación con el control, y la estructura de la berberina permaneció sin cambios. Guo Xiaowu et al. extrajeron berberina de Coptis chinensis y los experimentos demostraron que el método ultrasónico era superior al método de remojo, es decir, el tratamiento ultrasónico a 20 kHz durante 30 minutos, la tasa de extracción llegó a 8,12. En la Farmacopea China (edición de 1985), la tecnología ultrasónica se utiliza para extraer ingredientes tóxicos como la estricnina y la estricnina. Se estipula claramente que al medir el contenido del fármaco, el tratamiento ultrasónico durante 40 minutos equivale a un remojo en frío durante 24 horas. Se puede ver que la tecnología ultrasónica para extraer alcaloides es simple, ahorra tiempo y tiene una alta tasa de extracción.
2.3 La extracción de flavonoides generalmente utiliza decocción en agua, extracción con álcali, precipitación ácida o remojo en etanol o metanol, lo que requiere mucho tiempo y mano de obra y tiene una baja tasa de extracción. La extracción ultrasónica puede aumentar la tasa de extracción. y acortar el tiempo de extracción. Baicalin es el principal ingrediente activo extraído del rizoma de Scutellaria baicalensis. Usando agua como solvente, la tasa de extracción de baicalina en solo 10 minutos es mayor que la de la decocción en agua durante 3 horas, y la extracción ultrasónica a 20 kHz durante 40 minutos, la tasa de extracción de baicalina es la más alta. Extracción ultrasónica de rutina del arroz sophora durante 40 minutos. La tasa de extracción es 22,53, que es de 0,7 a 2 veces la tasa de producción en masa actual de 65438. Experimentos comparativos muestran que ahorrar de 30 a 40 piezas de materiales medicinales tiene grandes beneficios económicos.
2.4 La morfología de los derivados de antraquinona extraídos de plantas es compleja. En la misma medicina herbaria china, a menudo existen formas libres y formas combinadas. Generalmente se extrae con etanol o una solución acuosa alcalina diluida, lo que destruye los ingredientes activos y afecta la tasa de extracción. En comparación con el método tradicional de ebullición fuerte, la tasa de extracción de antraquinona de ruibarbo mediante extracción ultrasónica durante 65438 ± 00 min fue mayor que la tasa de extracción de antraquinona de ruibarbo mediante decocción durante 3 h. Al mismo tiempo, el método de extracción ultrasónico con una frecuencia de 20 kHz tiene la tasa de extracción más alta. En el proceso de extracción del líquido oral compuesto Shouwu, Polygonum multiflorum, ruibarbo y hojas de sen, que contienen una gran cantidad de derivados de antraquinona, se extraen mediante ondas ultrasónicas para evitar la destrucción de los ingredientes activos de los glucósidos de antraquinona debido a la decocción a largo plazo.
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1. El principio de extracción ultrasónica de la medicina herbaria china
El efecto de cavitación de las ondas ultrasónicas.
La aplicación de la tecnología ultrasónica en la extracción y homogeneización se basa en la teoría de ondas de Huygens y el exclusivo "efecto de cavitación" de las ondas ultrasónicas que se propagan en medios líquidos continuos.
Resultados.
(1) El principio de ondas de Huygens establece que cuando las ondas (incluidas las vibraciones de superfuentes y fuentes de ondas) se propagan en un medio continuo, provocarán partículas medianas en sus frentes de onda.
Cada punto que alcance una fuente de ondas en el medio provocará vibraciones de las partículas adyacentes y se convertirá en una nueva fuente de ondas. Las fluctuaciones provocadas por esta fuente de ondas hacen que cada partícula a su paso gane aceleración y energía cinética. Las ondas ultrasónicas pueden acelerar partículas medianas hasta más de 1.000 veces la gravedad. Bajo la acción de ondas ultrasónicas,
decenas de miles de oscilaciones de alta frecuencia por segundo y enormes velocidades y energía cinética superiores a 100 m por segundo actúan sobre las moléculas de la solución, activándolas rápidamente.
(2) Las ondas ultrasónicas tienen un "efecto de cavitación" único en medios líquidos, generando constantemente numerosas microcavidades con presiones internas de miles de atmósferas y "explotando" constantemente.
Se generan fuertes microondas de choque que actúan sobre moléculas sólido-líquido o líquido-líquido, provocando que el aire del medio sea "bombardeado" para escapar, acelerando la ruptura y deformación de las células del medio.
El escape de la materia de las moléculas del medio.
(3) Los efectos de múltiples niveles, como la vibración mecánica, el microchorro y el flujo microacústico causados por las características físicas de la propagación de ondas ultrasónicas en el medio, promueven la expansión de los ingredientes activos en la solución.
Distribuirse.
2. Ventajas de la extracción ultrasónica
(1) La eficiencia de la extracción ultrasónica es alta. El ultrasonido tiene propiedades físicas extremas únicas, que pueden promover la rotura de paredes o la deformación de los tejidos vegetales, lo que permite extraer más completamente los ingredientes eficaces de la medicina tradicional china.
En comparación con el proceso tradicional, la tasa de extracción aumenta significativamente entre 50 y 500.
(2) El tiempo de extracción ultrasónica es corto. La extracción mejorada por ultrasonidos de la medicina tradicional china suele tardar entre 24 y 40 minutos para obtener la tasa de extracción óptima, y su tiempo de extracción es más largo que el de los procesos tradicionales.
Este método acorta el proceso en más de 2/3 y requiere para su procesamiento una gran cantidad de materias primas medicinales.
(3) La temperatura de extracción ultrasónica es baja. La temperatura óptima para la extracción ultrasónica de las hierbas medicinales chinas es de 40 a 60 grados Celsius, por lo que no es necesario equipar una caldera para calentar con vapor.
Es de gran ayuda para ahorrar energía y mejorar la contaminación ambiental. Más importante aún, tiene un efecto protector sobre los ingredientes activos de los materiales medicinales que son inestables y se hidrolizan u oxidan fácilmente cuando se exponen al calor.
(4) La extracción ultrasónica tiene una amplia adaptabilidad. La extracción ultrasónica de las hierbas medicinales chinas no está limitada por la naturaleza y el peso molecular de las hierbas medicinales chinas y es adecuada para la mayoría de los tipos.
Extracción de materiales medicinales e ingredientes diversos.
(5) El líquido medicinal extraído por onda ultrasónica tiene pocas impurezas y los ingredientes activos son fáciles de separar y purificar.
(7) La extracción ultrasónica es sencilla y fácil, y el equipo es de fácil mantenimiento.
3. Extracción mejorada por ultrasonidos.
(1) Extracción sólido-líquido
La extracción sólido-líquido suele denominarse extracción, es decir, utilizar un disolvente adecuado para extraer componentes útiles del material. El método de proceso tradicional consiste en añadirlos mediante tratamiento térmico o agitación mecánica.
Fortalecer procesos. Se ha descubierto que la aplicación de ultrasonidos potentes puede potenciar y mejorar significativamente el proceso de extracción. El efecto de perturbación de las ondas ultrasónicas aumenta la penetración del solvente en las células extraídas y se fortalece el proceso de transferencia de masa; otro efecto de las ondas ultrasónicas es que la fuerte fuerza de corte generada por la cavitación ultrasónica puede romper la pared celular del medio, causando Las células liberan su contenido fácilmente. Exceeds
La extracción sólido-líquido mejorada por ultrasonido es responsable de la transferencia de masa eficiente y la disrupción celular, logrando extracciones altamente eficientes más allá de cualquier tecnología factible en el pasado. Más que
La extracción acústica es más efectiva que la extracción térmica en instalaciones permanentes y los tiempos de extracción se acortan. La mayoría de las sustancias se extraen dentro de los primeros 10 minutos de procesamiento.
(2) Extracción líquido-líquido
La extracción líquido-líquido implica un proceso de transferencia de masa entre dos fases orgánicas inmiscibles y una fase acuosa. Aumento de los efectos de la interfaz causados por la cavitación ultrasónica.
El área de interfaz de las dos fases aumenta y el efecto turbulento causado por la onda de choque durante el colapso por cavitación elimina el bloqueo del límite del efecto de dos fases, aumentando así la velocidad de extracción líquido-líquido. . Correcto
El ultrasonido juega un papel importante en los sistemas de extracción líquido-líquido controlados por tasa de transferencia de masa.