中药提取分离新技术的研究进展_贾立革

综 述 文章编号:1008-9926(2004)04-0279-05 中图分类号:R93;R932 文献标识码:A

中药提取分离新技术的研究进展

贾立革 ,刘锁兰,李秀青,宋 蔚,初 锋 ,李红平

( 中国人民解放军北京军医学院,药学教研室 北京 100071; 中国人民解放军总装备部,黄寺门诊部 北京 100011)

摘 要:目的 综述中药提取分离的8项新技术,新方法,为中药制剂提供参考。方法 查阅了近10年的相关文献进行汇总,简要介绍了各种方法的原理,优势及局限性,并列举了在中药提取方面应用的实例,指出了今后研究的方向。结果与结论 这些新技术在中药现代化进程中发挥着重要的作用。但目前许多技术还在实验和推广阶段,需要研究单位和企业联手,最终解决大生产当中遇到的问题,真正让这些技术体现出社会价值和经济价值。

关键词:半仿生提取技术;超声提取技术;生物酶解技术;微波技术;破碎提取技术;超临界流体萃取技术;膜分离技术;大孔树脂分离技术

中药现代化是社会发展的必然趋势,包括中药农业现代化,中药工业现代化和中药商业现代化,也是一项系统工程,面临着许多机遇和挑战。要想实现中药现代化有三个关键性技术需要有突破性进展:药理药效追踪技术的现代化;提取分离(特别是选择性提取)技术的现代化;质量控制技术的现代化。

中药所含的成分十分复杂,既有有效成分,又有无效成分和有毒成分。为了提高中药的治疗效果,减低毒副作用,提高中药制剂的内在质量,选用合理的提取工艺是非常重要的。目前,常用的提取方法有溶剂提取法、水蒸气蒸馏法等。这些方法存在着有效成分提取不明确,损失大,周期长,工序多,提取率低等问题。近年来,一些新的提取技术受到青睐,这些技术的运用,使得中药提取能够达到既符合传统的中医药理论,又能提高有效成分的收率。下面就近几年中药提取的新技术作一综述。

1 半仿生提取技术

半仿生提取法 (简称SB E法)是将整体药物研究法与分子药物研究法相结合,从生物药剂学角度,模拟口服给药及药物经胃肠道转运的原理,为经消化道给药的中药制剂设计的一种新的提取工艺。它的意义在于既体现了中医临床用药的综合作用特点,又能体现现代科学技术水平,在中药提取中坚持了 有成分论,不唯成分论 [1]。具体做法是,先将药材用酸水提取,再以碱水提取,提取液分别滤过、浓缩,制成制剂。这种提取方法可以提取和保留更多的有效成分,缩短生产周期,降低成本[2]。

在 饮片颗粒化 研究中,张学兰等以小檗碱、总生物碱、干浸膏量为指标,对黄柏的SBE法和水提取法(简称WE法)进行了比较。结果显示,黄柏饮片制备颗粒剂,采用SBE法以盐酸调p H至1.0作第一煎,饱和氢氧化钠调pH至10.0作第二、三煎,其效果优于水提法[3]。以乌头总碱、酯型乌头碱、浸膏得率为指标,对川乌用两种提取法进行比较,结果SBE法优于WE法[4]。战旗等对麻黄利用比例分割法优选半仿生提取法的最佳工艺,并以麻黄总生物碱、麻黄碱和浸膏得率为指标,比较了SBE法与WE法,以SBE法显著优于WE 法[5]。另外,孙秀梅等对甘草也进行了研究[6],显示SB E法具有明显优势。除了对单味药的研究,对复方的提取纯化本法也有明显优势。孙秀梅等以小檗碱、黄芩苷、栀子苷为指标,对黄连解毒颗粒用4种方法进行比较,结果显示,各种成分总量顺序半仿生法>半仿生提取醇沉法>水提法>水提醇沉法[7]。张兆旺等利用半仿生提取技术先后优选了 复壮胶囊 [8]、 华海乙肝方[9] 乙肝颗粒剂[10] 、 麻杏石甘汤[11] 、 当归苦参丸[12] 等10余种制剂的提取工艺,结果均显示半仿生提取法在增加有效成分的提取率、提高某些药效学指标方面明显优于水提法,是一种值得在中药提取分离中推广的好方法。

半仿生提取法的局限性在于仍沿袭高温煎煮法,使许多热敏性物质受到破坏,降低了药效。针对半仿生提取法的局限性,人们研制了仿生提取法。它模拟人体胃、肠的内环境,提出用人工胃液、人工肠液在低温下提取中药,并且引进酶催化,使药物转化成人体易综合利用的活性混合物,初步试验已显示比单纯水提的效果好[13]。

2 超声提取技术

超声波是一种弹性机械振动波,它产生强烈振动,高速度,强烈的空化效应,搅拌作用。因此,能破坏植物药材的细胞,使溶媒渗透到药材细胞中,从而,加速药材中的有效成分溶解,以提高有效成分的提取率。研究证明,超声提取不会改变有效成分的结构,并且,缩短了提取时间,提高了提取效率。

超声技术在中草药成分提取中应用广泛。例如:提取皂苷类成分,改进了常法加水煎煮或有机溶剂浸泡,耗时长,提取率低,结构易破坏的缺点。宋小妹等从长梗绞股蓝中提取绞股蓝皂苷,以75%乙醇回流对照,超声提取三次,每次

作者简介:贾立革(1969-),男,山东莱州人,讲师,药学硕士。研究方向:中药药剂学。Tel:(010)66947664

80min,可明显提高绞股蓝皂苷的得率[14]。邹静恂等从党参中提取党参皂苷,以常规溶剂浸渍法作对照,党参细粉经超声处理40min后,皂苷的提出率高出常规法一倍多,时间缩短了98.6%[15]。提取生物碱类成分,郭孝武从黄柏中提取小檗碱,以饱和石灰水浸泡24h为对照,用20k Hz的超声波提取30min,提取率比对照组高18.26%。从黄连根茎中提取黄连素,其提出率高出8.12%[16、17]。杨锐以95%乙醇为溶媒,分别用不同频率的超声波及不同的提取时间从益母草中提取总碱,并与回流法作对照,超声提取只用110k Hz,提取40min,其提取率比回流2h高一倍[18]。提取蒽醌类成分,郭孝武从大黄中提取蒽醌类成分,超声提取10min,比煎煮法提取3h 的提取率高[19]。牛栋在复方首乌口服液中,采用超声提取何首乌、大黄、番泻叶中的蒽醌类成分,避免了因久煎破坏有效成分[20]。除此以外,还可以提取有机酸类、多糖类成分[21~23]。

超声提取技术可以避免高温高压对有效成分的破坏,但对容器壁的厚薄及放置位置要求较高,目前,实验室规模比较小,要用于大生产,还有待于解决工程设备放大的问题。

3 生物酶解技术

中药制剂的杂质大多为淀粉、果胶、蛋白质等,针对杂质可选用合适的酶法予以分解除去。酶反应较温和地将植物组织分解,可以较大幅度提高收率。在国内,上海中药一厂首先应用酶法成功地制备了生脉饮口服液[24]。目前,用于中药提取方面研究较多的是纤维素酶,大部分的中药材的细胞壁是由纤维素构成,植物的有效成分往往包裹在细胞壁内,纤维素则是由 D 葡萄糖以1,4 葡萄糖苷键连接,用纤维素酶酶解可以破坏 D 葡萄糖键,使植物细胞壁破坏,有利于对有效成分的提取。

吕卫明等介绍了一种从黄芩中提取分离黄芩素的新方法 酶水解法,并且和直接提取法相比较,结果新方法所得粗品中黄芩素达75.67%,收率为2.46%[25]。侯嵘峤等首先将工业纤维素酶应用于中药及药渣中,使中药及药渣的纤维素酶解为 葡萄糖,变渣为宝,变废为宝,这对中药制药工业是一个开源节流的创举[26]。曹惠芳将木瓜蛋白酶用于补骨脂煎提前的预处理,破坏了补骨脂种子的蛋白质,防止了蛋白质遇热凝固,对其它有效成分提取的影响[27]。马桔云等在穿心莲提取穿心莲内酯之前,经纤维素酶进行酶解,与原提取工艺相比较,提高了穿心莲内酯的含量和提取量,经薄层色谱检测,两种提取工艺所得成分没有差异,说明酶的加入对所提有效成分没有影响[28]。陈哲超采用复合酶和热水浸提法综合分离纯化香菇中多糖蛋白,与单纯热水提取相比,总氨基酸与必需氨基酸的含量均提高了两倍以上,香菇多糖含量提高了4倍,且酶解后大大改善了糖类的分布,具有抗病毒活性的具较高分子量的多糖的含量明显提高[29]。

中药用酶法提取,收率明显提高,具有较大的应用潜力。但该技术存在着局限性。酶法提取对实验条件要求较高,为使酶发挥更大作用,需先通过实验确定最适温度、pH及最适时间等。要拓宽其应用领域,还需要进一步深入探讨酶的浓度、底物的浓度,温度、pH、抑制剂和激动剂等对提取物有何影响。随着研究的不断深入,必将为中药的提取提供一条新的途径。

4 微波技术

微波萃取是利用微波来提高萃取率的一种最新发展起来的新技术。微波加热属内部加热过程,经过微波辐射后能富集药材中有效成分。具有选择性高、操作时间短、溶剂耗量少、有效成分得率高的特点,被应用于环保方面有机污染物的提取、中药及天然化合物的生物活性成分提取等方面。

它的原理是在微波场中,吸收微波能力的差异使得基本物质的某些区域萃取体系中的某些组分被选择性加热,从而,使得被萃取物质从基体或体系中分离,进入到介电常数较小,吸收能力相对差的萃取剂中。

沈岚等以大黄、决明子中不同极性的蒽醌类成分及金银花中绿原酸、黄芩中黄芩苷为指标成分,以HPLC法测定,采用正交实验设计法,分别考察提取率。结果显示,微波法对不同形态结构中药的提取有选择性[30]。郝守礼等研究了微波对大黄游离蒽醌浸出量的影响,显示其明显优于常规煎煮法[31]。

王莉等利用微波技术用水提醇沉法提取天花粉多糖,结果反应速度快,比常规法时间缩短了12倍,多糖收率由0. 84%提高到18.3%[32]。

孙萍等利用微波技术提取景天总黄酮,用比色法测定了总黄酮的含量。结果显示,总黄酮含量为0.56%,提取速度大大加快[33]。

王威等采用微波破壁法,从高山红景天根茎中提取红景天苷。与传统的乙醇回流提取相比,该方法在保持较高的提取率的同时,大大缩短了提取过程所用的时间,并且显著降低了提取液中杂质的含量。范志刚等研究微波技术对槐花中芸香苷浸出量的影响,对药材粒径、浸出时间及微波输出功率进行正交试验,优选槐花中芸香苷最佳浸出方案,结果表明,微波技术对槐花中芸香苷的浸出量明显优于常规煎煮方法[34]。

微波萃取技术具有设备简单,节省时间,投资少,适用范围广,萃取效率高,重现性好,节省试剂,污染小等优点。但在中药提取方面的研究还处于起步阶段。

5 破碎提取技术

袁珂等在分析各种传统溶剂提取法优缺点的基础上,提出并建立了一种新的提取方法 破碎提取法。这种方法是通过对植物材料在适当的溶剂中,充分破碎而达到提取的目的。根据流体力学原理,参照国外先进技术,研制出一种新型的破碎提取器,这种提取器主要由高速电机、破碎刀具、容器、底座、主柱及调速开关等组成。电机转速分快慢两档,破碎提取一次仅需1~2mi n,提取后药材被破碎成匀浆状。通过先用各种性质的药材,分别进行冷浸提取法、渗漉提取法、