生物碱提取研究进展

海南大学

课程论文（设计）

题目：生物碱提取研究进展

学号：20090801310094

姓名：

年级：09级

学院：食品学院

专业：食品科学与工程

指导教师：

完成日期：2011 年11 月10 日

摘要

生物碱为生物体内一类除蛋白质、肽类、氨基酸及维生素B以外含氮化合物的总称。是结构复杂具有生理活性的植物碱。生物碱因其具有抗肿瘤抗癌、低毒、低成本的特点,已经成为人们研究的焦点。科学高效地从植物中提取和分离纯化生物碱成分是提高实践应用的核心问题。本文主要介绍了生物碱的传统及最新的提取方法，并对生物碱的应用进行了展望。

关键词

生物碱提取研究技术

1 前言

生物碱为生物体内一类除蛋白质、肽类、氨基酸及维生素B以外含氮化合物的总称。是结构复杂具有生理活性的植物碱。生物碱是植物次生代谢产物中较大的一类,是许多药用植物的有效成分,目前运用于临床的生物碱药品有近百种。一些生物碱具有抗肿瘤、抗炎、抗病毒、抗血小板凝集、抗心律失常以及抗高血压等心血管疾病的作用,另外它还有低毒性和低成本的特性, 在卫生、医药等方面有着巨大的应用潜力，因而引起了人们的广泛关注。与此同时,人们对生物碱的提取和分离方法研究也在不断地深入和加强。随着各类生物碱的市场需求量的增加,经济效益的提高,提取分离生物碱的方法也在不断改进和提高。[5]

2 生物碱的来源

生物碱除少数来自动物，如肾上腺素等，大都来自植物，以双子叶植物最多，在罂粟科、豆科、防己科、毛茛科、夹竹桃科、茄科、石蒜等科的植物中分布较广。有的生物碱在根皮和根茎中含量较高，有的则主要集中在种子。生物碱在植物中的含量高低不一，如金鸡纳树皮中含生物碱可达1.5%以上，黄连中小檗碱的含量可高达8%以上，而长春花中的长春新碱含量仅为百万分之一。[7]

3 生物碱的传统提取技术

3.1 按所有溶剂不同可以分为以下几种方法

3.1.1 酸水提取法

水是常用的极性溶剂,具有碱性的生物碱在植物体内多以生物碱盐的形式存在,可直接以水作为提取溶剂。而弱碱性或中性生物碱则以不稳定的盐或游离的形式存在,这部分生物碱的亲水性较弱,为增加其溶解度,可采用酸水为提取液,使生物碱与酸作用生成盐而得到提取。酸水常用0. 5% ~1%的乙酸、硫酸、盐酸或酒石酸等为溶剂。此法缺点：提取液体积较大（浓缩困难）、提取液中水溶性杂质多。

3.1.2 醇提法

游离的生物碱及其盐类一般都能溶于乙醇,因此乙醇作为生物碱的提取溶剂应用较为普遍。一般采用稀乙醇(60% ~80% )或酸性乙醇作提取溶剂。醇类溶剂提取液中除含有生物碱及其盐类外,尚含有大量的其它脂溶性杂质,用稀醇提取的还含有一些水溶性杂质,需进一步处理。刘锁兰等[9]在研究青花椒化学成分时,取青花椒果皮粗粉,同样用95%的乙醇连续回流3次,浸膏拌80~100目硅胶,依次用石油

醚(30~60)、氯仿、甲醇提取,浓缩得浸膏。氯仿部分用氯仿溶解,以2% HCl萃取,酸性液用氨水调至pH值至11,再用氯仿萃取,得碱性氯仿部分;酸提取后的氯仿层用氨水中和,无水硫酸钠干燥,得酸性氯仿部分。

3.1.3亲脂性有机溶剂提取法

大多数游离生物碱都是脂溶性的,因此可以采用亲脂性有机溶剂,如氯仿、二氯甲烷或苯等提取。由于生物碱一般以盐的形式存在于植物细胞中,故采用亲脂性有机溶剂提取时,必须先使生物碱盐转变成游离碱,即先将药材粉末用石灰乳、碳酸钠溶液或稀氨水等碱水湿润后再用溶剂提取。亲脂性有机溶剂提取法提出的总生物碱一般只含有亲脂性生物碱,这种方法得到的生物碱杂质较少,易于进一步纯化。但溶剂渗入能力较弱,需反复提取[1]。

3.2按具体操作不同又可分为以下几种方法

3.2.1 浸渍法

浸渍法(maceration)是将处理过的材料用适当的溶剂在常温或温热的情况下浸泡获取有效成分。该法对热敏性物质的提取有利,操作简单易行,但所需时间长,溶剂用量大,有效成分浸出率低,尤其是水作溶剂时易发霉变质。对于不宜热浸特别是从淀粉较多的物质中提取生物碱,一般采用冷浸取法。

3.2.2 回流提取法

即通过加热回流来提取生物碱的一种方法。使用的回流溶剂一般有水、醇及混合溶剂。此法操作简便，但效率不够高，有时可能不能

一次完全提取生物碱，要反复回流提取。

3.2.3 索氏提取法

即利用索氏提取器，多次提取生物碱，可以反复利用溶剂，提取效率高且操作方便。索氏提取生物碱的方法已为人们广泛利用。

4 生物碱提取方法的新进展

随着科学技术的发展,针对传统提取过程中存在的溶剂消耗量大、有效成分易破坏、提取效率较低等问题,目前,一些新型的技术已经应用于生物碱提取工艺中。在传统方法的基础上再结合新技术进行提取,大大提高了提取效率,降低了过程能耗,保持了生物碱的品质和活性。

4.1 微波萃取法

微波辅助萃取(microwave-assisted extraction,MAE)是利用微波与介质的离子和偶极分子的相互作用,促使介质转动能力跃迁,加剧热运动,使细胞壁破裂,胞外溶剂易于进入细胞内,溶解并释放胞内产物,具有强力、瞬时、高效等特点。另外微波可根据不同结构物质吸收能力的差异,对某些组分选择性加热,可使被萃取物质从体系中分离进入萃取剂 [4].

相对于传统方法,微波萃取质量稳定、产量大,选择性高、节省时间且溶剂用量少、能耗较低。但微波萃取受萃取溶剂、萃取时间、萃取温度和压力的影响,选择不同的参数条件,往往得到不同的提取效果。

4.2 超声辅助提取技术

超声辅助提取(ultrasound-assisted extraction,UAE)的3个理论依据是超声波热学机理、超声波机械机制和空化作用。超声波空化产生的极大压力造成被破碎物细胞壁及整个生物体瞬间破裂,同时超声波产生振动作用加强了细胞内物质的释放、扩散及溶解,加速植物中的有效成分渗透进入溶剂而使提取效率获得提高。利用超声技术可以缩短提取时间、提高提取率,并且无需加热,提高了热敏性生物碱的提取率且对其生理活性基本没有影响,溶剂使用量相对较少,可以降低成本。

4.3 超临界流体萃取技术

超临界流体萃取(supercritical fluids extraction,SFE)原理是利用压力和温度对超临界流体溶解能力的影响而实现对极性大小、沸点高低和分子量大小不同的组分间的选择性分离。利用超临界流体(supercritical fluids, SF)特有的理化性质使其具有比液体溶解能力大、比气体易于扩散和运动且传质速率远高于液相过程的特点,从液体或固体中萃取目标组分。目前普遍采用的SF为CO2。赵宋亮等[8]利用超临界CO2流体萃取菊三七中的总生物碱,提取率为索氏提取法的1. 5倍,耗时却仅为常规法的1/2。

超临界流体萃取具有以下优势:①萃取率高;②选择性好,通过调节温度和压力,可有针对性地萃取有效成分;③工艺简单,操作费用低;

④常温下操作,CO2对大部分物质呈化学惰性,有效地防止热敏性和化学不稳定性成分的高温破坏和氧化;⑤CO2无毒、无味、不易燃、不