解放军文职招聘考试浸出过程
浸出过程
浸出(萃取)过程系指溶剂进入细胞组织溶解其有效成分后变成浸出液的全部过程。它实质上就是溶质由药材固相转移到液相中的传质过程,系以扩散原理为基础,一般药材浸出过程包括下列相互联系的几个阶段:
(一)浸润、渗透过程
当药材粉粒与浸出溶剂混合时,浸出溶剂首先附着于粉粒表面使之润湿,然后通过毛细管和细胞间隙进入细胞组织中。浸出溶剂是否能附着于粉粒表面取决于二者之间的界面情况。浸出溶剂和药材的性质又是界面情况的决定因素,其中溶剂表面张力和药材中含有物性质起着主导的作用。不能附着于粉粒表面的溶剂无法浸出其有效成分。一般在药材组织中含有的组成物质大部分带有极性基团,如蛋白质、淀粉、纤维素等,故极性溶剂易于通过细胞壁进入药材内部。而非极性溶剂,如石油醚、乙醚、氯仿等则较难润湿药材。当用非极性溶剂浸出时,药材应先行干燥,因为潮湿的药材不易被非极性溶剂所润湿。用醇、水等浸出油脂多的药材时应先脱脂,因为油脂不易被极性溶剂润湿。
药材浸润过程的速度与溶剂性质、药材表面状态、比表面积、药材内毛细孔的大小及其分布、浸取温度、压力等因素有关。
(二)解吸、溶解过程
溶剂进入细胞后,根据溶剂种类不同,溶解的对象也不同。水能溶解晶质及胶质,故其浸出液多含胶体物质而呈胶体液,但乙醇浸出液中含有较少的胶质,非极性浸出溶剂的浸出液则不含胶质。
组织中溶液的形成促使细胞内渗透压的升高,因而使更多的浸出溶剂渗入其中,而溶解更多的有效成分。但这一变化需要一定时间,其速度取决于药材与溶剂的特性。一般疏松的药材进行得比较快,但溶剂为水的速度则较慢。
(三)扩散过程
浸出溶剂溶解有效成分后形成浓溶液与周围溶剂产生浓度差,从而产生药物的扩散。一般在药材表面附有一层很厚的溶液膜,称为扩散“边界层”。浓溶液中在块粒表面保持一定的浓度,并通过边界层向四周的稀溶液主体中扩散,其扩散的推动力为边界层内外药物的浓度差。浸出成分的扩散速度可用 Ficks第一扩散公式(Fick’s First Law of Diffusion)(8-1)来说明:
(8-1)
式中,dM—扩散物质量;dt—扩散时间;F—扩散面积,代表药材的粒度和表面状态;dc/dx—浓度梯度;D—扩散系数,负号表示药物扩散方向与浓度梯度方向相反。由式8-1可知,dM值与药材的粉碎度、表面状态、扩散过程中的浓度梯度、扩散时间与扩散系数成正比。当D、F、t 值一定时,dc/dt值如能保持最大,浸出即能很好进行,这与溶剂性质、药材与溶剂相对运动速度有关。
扩散系数D值随药材而变化,与浸出溶剂的性质亦有关。可由试验按下式求得:
(8-2)
式中,R—克分子气体常数;T—绝对温度;N—阿伏加德罗常数;r—扩散分子半径;η—粘度。式(8-2) 表明,粘滞度小,溶解物质的分子小,则D值大,扩散快,提高温度可增加扩散速度。
(四)置换过程
浸出的关键在于保持最大浓度梯度。如果没有浓度梯度,其他因素如D值、 F值和 t值都将失去作用。因此,用新鲜溶剂或稀浸出液随时置换药材粉粒周围的浓浸出液,以提高浸出推动力是控制浸出速率的关键。
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