影响超声提取的因素(植物提取的方法套路)

Posted 2023-05-26

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影响超声提取的因素(植物提取的方法套路)

盖因上古传说“神农尝百草”以及诸多中医药典籍，大家都知道，草药有奇效。

其实，并不只有人类发现了草药的神奇，就连动物们也知道使用草药医治病症。例如，当黑猩猩身体不舒服时，会嚼食本来不喜欢的苦涩叶子以治疗疾病。经科学家后续实验发现，黑猩猩嚼食的菊科植物中含有许多药物活性成分，可以帮助动物清除体内的寄生虫，杀灭胃肠道的有害病菌，同时也含有抗氧化物质，是一种名副其实的药草。

虽然，人类甚至动物都知道草药的好处，但这些好处到底源于哪些化学成分，却鲜为人知。受益于现代科学的发展，如今人们采用比传统炮制更加高效的方式，最大限度地去除无效成分，获取植物中的有效活性物质。

在我国，现代植物提取技术起步于上世纪70年代，初期仅是作为药物生产的一个环节。一直到上世纪90年代，随着外贸的兴起，植物提取行业才“另立门户”，逐步使用酶法提取、超声提取、超临界提取等更高效的提取手段。

主流的植物提取技术介绍

01 超临界流体萃取法

超临界流体萃取法的原理是利用超临界流体的特有溶解能力，以及物质在超临界流体中的溶解度对压力温度的变化非常敏感的特性，通过升温降压手段（或两者兼用）将超临界流体中所溶解的物质分离出来，达到分离提纯的目的，它兼有精馏和提取两种作用，具有活性成分不易失活、产品质量高、提取分离过程同步完成等优点，被认为是绿色环保的高新分离技术，特别适合于不稳定天然产物和生理活性物质的分离与精制。

以超临界二氧化碳提取技术为例，它能够有效保持热敏性物质的活性和稳定性，并提高萃取效率。由于不需要添加有机溶剂，进一步保证了原料的绿色安全。例如，娇韵诗使用的姜黄根提取物，正是来自全球知名原料厂赢创。其使用了超临界二氧化碳+分子精馏的双重提取技术，使得有效成分的浓度提升到大约65%。

02 微波辅助提取法

微波辅助提取就是利用微波加热的特性对物料中目标成分进行选择性提取的方法，通过调节微波的参数，可有效加热目标成分，以利于目标成分的提取与分离。微波辅助提取法提取植物的原理是植物样品在微波场中吸收大量的能量，而周围的溶剂则吸收较少，从而在细胞内部产生热应力，植物细胞因内部产生的热应力而破裂，使细胞内部的物质直接与相对冷的提取溶剂接触，进而加速了目标产物由细胞内部转移到提取溶剂中，从而强化了提取过程。

03 Zeta Fraction提取技术

这项提取技术是亚什兰的独家专利，据称能够从鲜活植物中提取完整的活性成分，通过磁控管脉冲调节进行靶向分离，整个提取过程无需添加化学物质或者水作为溶剂。据了解，这项提取技术最早来自强生，他们研究出一种纯化的小白菊提取物，通过该项提取技术精确地将小白菊提取物中的主要致敏原——小白菊内酯分离出来，从而得到纯度较高、无致敏原的小白菊提取物。

04 微波超声波协同提取法

微波是一种非电离的电磁辐射，被辐射物质的极性分子在微波电磁场中快速转向及定向排列，从而产生撕裂和相互摩擦引起发热，这可以保证能量的快速传递和充分利用，具有节能无工业污染等优点，但微波的穿透深度有限（与其波长在同一数量级），且它在强化提取过程中传质功能并不显。超声波是一种高频机械波，具有湍动效应微扰效应界面效应和聚能效应等，但超声波所产生的热效应不显，且局限在空化泡周围的极小范围。将它们两者结合起来，协同作用有利于破壁组分释放等。

05 酶提取法

天然植物的细胞壁由纤维素构成，其中植物的有效成分往往被包裹在细胞壁内。酶提取法就是利用纤维素酶果胶酶蛋白酶等（主要是纤维素酶），破坏植物的细胞壁，以促使植物有效成分较大限度溶解分离出的一种方法。在酶提取法的提取工艺中，酶的选择、酶浓度、pH值、酶解温度、酶解时间都会影响植物提取物的提取率。

06 植物小分子RNA提取技术

植物能够在特殊的生存环境压力下适应，得益于表观遗传调控的支持，小分子RNA（核糖核苷酸）在其中扮演着关键角色，它能够促使某些基因激活，但不修改DNA的遗传密码序列。

目前已经发布了数以千计的植物RNA提取方案。大多数都基于以下三种方法：

苯酚法：主要用于具有高浓度次生代谢物的植物。

Trizol法：Trizol已被用于从特定组织（如拟南芥种子）中提取RNA。

CTAB法：十六烷基三甲基溴化铵或基于CTAB的方法已用于提取具有高多糖、二级产物或高水平RNase的植物样品。

雅诗兰黛第七代小棕瓶，在产品升级后融入了表观遗传学的研究，而猴面包树籽提取物成为了其新增成分之一。该原料由化工公司亚什兰结合使用了一种名为PSR™技术的专利提取工艺，选择性地从植物中提取小分子RNA和其他活性成分。

进阶型新技术

01 植物挤奶技术

“植物挤奶技术”主要用于提取植物根茎的次级代谢产物。

传统在土壤中的植物培养方式，植物根茎部位的次级代谢产物获取量较少，而且难度高。如果正常开采，植被会遭到破坏，与可持续发展的理念也相违背。

气栽无土系统

于是，上图所示的栽培技术被应用了起来。这样的植物培养方式，能促使植物长出更加茂盛的根茎组织，从而刺激植物根系产生更高数量的靶分子。有实验室发现，在这种方式下培养出的组织，其有效成分比普通根部提取物中的含量高出2000％。

02 植物细胞培养

植物细胞培养技术通过诱导植物细胞脱分化，形成具有类似干细胞自我增值能力的愈伤组织，从而诱发放大其中对皮肤有益的次级代谢产物，比如一些多酚、黄酮等。上一期介绍的成分“高山火绒草（雪绒花）”被禾大利用该技术大量生产。（相关文章：雪绒花的真实身份）

植物细胞培养技术面向的植物种类并没有太大的限制。正因如此，植物细胞培养技术不仅用于解决植物提取物的有效成分含量问题，也可针对珍稀植物资源，进行更有效的利用。

不少业内人士都表示，植物提取物是未来成分研发的主要领域之一，这个领域还有很多可以深入研究的方向。此外，对于国内品牌而言，不断研究、真正弄明白植物提取物的组份构成，有效性的物质来源，这对于我们在中草药的化妆品应用，乃至以此为立足点向全世界推广具有中国文化特色的、以本草为主要定位的化妆品，都有着深远的意义。