穿心莲内酯的提取及纯化工艺研究进展

穿心莲内酯提取纯化工艺研究进展
生命科学与技术学院刘曼丽（2010001320）
摘要：穿心莲内酯是中药穿心莲的主要有效成分, 其提取方法除醇提法与水提取法外,超声、微波、酶解等方法的应用, 既提高了收率, 又降低了成本。

穿心莲内酯的纯化方法主要有打孔树脂吸附法、超临界二氧化碳梯度结晶法等。

关键词：穿心莲内醋；提取；纯化；研究进展
The Extraetion and Purifieation of Andrographolide Abstract:Andrographolide is the main active ingredients of Andrographis, the extraction methods except ethanol extraction and water extraction, the application of ultrasonic, microwave, hydrolysis and other methods, both improving the yield and reducing costs. The purification methods of andrographolide are macroporous resin adsorption and supercritical carbon dioxide gradient crystallization method.
Key words: Andrographolide; Extraction; Purification; Research
穿心莲内酯(Andrographolide)为爵床科植物穿心莲Andrographis paniculata (Burm.f.)Ness的主要活性成分，现代药理研究表明其具有消炎、抗病毒、抗肿瘤、提高免疫力、保肝利胆、抗生育等药理作用。

穿心莲内酯为酯类结构，在水溶液中易水解、开环、异构化，故影响药物稳定性。

在对穿心莲内酯的稳定性研究中发现[1]，在不同温度、不同pH值环境、不同的生物样品及不同有机溶剂中，穿心莲内酯稳定性都有较明显的差异。

温度越低，穿心莲内酯的稳定性越好;该成分在碱性条件下不稳定，且随着碱性强度的增加，其不稳定性增强;在酸性条件下较稳定，但并非酸性越强，稳定性就越好。

其最稳定的pH值为3-5;低于 pH值3时，其稳定性反而降低。

穿心莲内酯在氯仿中较为稳定，而在质子性溶剂中稳定性较差;穿心莲内酯在小牛血清中最稳定，在小鼠肝匀浆中稳定性最差。

1 提取工艺
提取穿心莲内酯的方法很多, 常用方法有水提法、醇提法。

近年来, 不少新技术和工艺也应用于穿心莲内酯的提取过程中, 现分述如下。

1.1乙醇直接提取法
张玲[2]等将药材粉碎为粗粉后装入渗流桶中，用85%的乙醇浸渍48h后，以1-3ml/min的速度渗辘，结果收率高，克服了穿心莲内酯不耐热、不溶于水的缺点。

聂凌云[3]等考察了不同浓度乙醇渗流提取内酯类成分的动态变化以及温度对穿心莲内酯类成分的影响，结果是乙醇浓度对穿心莲内酯类成分的提取有影响，低温浓缩以及减少加热时间可减少内酯类成分的变化。

渗流法由于保持一定的浓度差，所以提取效率较高，浸液杂质较少;但费时较长，溶剂用量大，操作麻烦。

徐家敏[4]等采用90%的乙醇浸渍提取穿心莲内酯，考察了浸泡、浸渍温度对穿心莲内酯的影响。

结果表明，提取温度低，穿心莲内酯成分损失小，而且叶绿素、胶质等杂质少，不容易产生粘锅、结块等现象。

该方法相对来说收率比较高，提取工艺科学、合理。

1.2水提法
吴俊伟[5]等将药材加水浸泡，加1mo1/1稀硫酸调节PH至4后，加入5%亚硫酸氢钠浸泡24小时，结果收率高，可以节约大量乙醇和能源，降低了生产成本。

郭彬[6]等采用碱水法提取穿心莲内酯，还考察了不同浓度的碱水对穿心莲内酯的影响，结果选用0.01%的碱水提取的穿心莲内酯含量最高，成本最低。

酸、碱水法的最大缺点是PH不好控制而容易造成有效成分的损失。

1.3超声提取法
金海英[7]等将药材制成粗粉，加乙醇超声提取2次，加正己烷萃取后用中性氧化铝柱出去杂质。

结果加快了溶出速率，提高了穿心莲内酯的浸出率，同时也保证了其稳定性。

鹿萍[8]等考察了超声波振荡时间、原料与溶剂体积比、溶剂对穿心莲内酯提取的影响，通过比色法测定提取液的光吸收值, 并进行比较, 选出最佳的提取方法. 实验结果表明最理想溶剂是75%乙醇, 固体粉末与溶剂比为1: 20, 超声时间控制在40 分钟的提取效果最佳.结果超声波的介人显著缩短了浸提时间, 明显加快了溶出效率, 提高了穿心莲内酷的浸出率, 同时也保证了其稳定性。

超声波提取具有高效、节能、降低工艺成本, 且安全性大的特点。

1.4微波辅助提取
马芝玉[9]等用正交法对微波和超声波辅助提取穿心莲内酯的工艺条件进行
优化, 采用高效液相色谱法测穿心莲内酯含量。

微波辅助法提取穿心莲内酯的最佳工艺条件为温度40℃、提取溶剂为体积分数75％的乙醇、提取时间8 min；超声波辅助法提取穿心莲内酯的最佳工艺条件是提取溶剂为体积分数75％的乙醇，超声效率40％、超声时间50 min。

微波提取法的平均回收率为99．9％，RSD为0．31％；超声波提取法的平均回收率为100．5％，RSD为0．21％。

与超声波提取法相比，微波提取法提取时间较短，提取得率较高。

1.4酶解前处理法
此方法是将酶作为浸提辅助剂，破坏植物细胞壁结构，提高提取效率。

马桔云[10]等将传统的乙醇浸提工艺与纤维素酶解相结合对穿心莲进行提取，结果加酶组穿心莲内酯收率明显高于未加酶组，而且纤维素酶的加入对所提有效成分没有影响。

1.5微切助互作技术辅助提取
微切助互作技术，是利用高强度研磨产生的机械化学效应[11]，将植物原料与化学助剂共同研磨，选用水提取有效成分的一项技术。

由该技术获得的水溶性植物提取物，有效成分种类多、含量高。

其基本原理是在粉碎过程中，固体植物原料颗粒团经过微切变，细胞壁破碎，细胞表面产生新鲜切面，化学助剂与有效成分之间发生基团或分子间的相互吸附或作用，改变植物有效成分的微观性能，表面能增加，比表面积增大，吸附性、极性增加，改变其溶解性而易溶于水。

因此，微切助互作技术是机械化学(mechano-chemistry)领域一项新的应用。

研究表明，晶体物质通过超细磨过程中的机械力作用可激活其化学活性，使通常需在高温下进行的反应能在较低温度下进行[12]。

因此，机械化学作用可代替一般化学反应的加热过程甚至可以完成一般加热方法所不能达到的反应[13]。

研究表明，高强度研磨在破碎植物细胞的同时还能促进暴露出的有效成分与助剂接触、反应，改变成分溶解性[14-17]，宋春娜[18]等研究微切助互作技术辅助提取穿心莲内酯的最佳工艺。

以穿心莲内酯提取率为考察指标，通过单因素及正交实验考察微切助互作技术辅助提取穿心莲内酯的主要影响因素，确定最佳工艺条件；采用高效液相色谱法测穿心莲内酯含量。

结果最佳工艺条件为：Na2CO3，助剂用量3％(W ／W)，研磨时间为45 min(物料粒度D95≤44 um)，水作溶剂，料液比为1：60(g：m1)。

该工艺条件下，穿心莲内酯提取率比热回流法提高23．2％。

微切助互作技术辅助提取具有提取率高、时间短、无需加热、乙醇用量少等特点，是提取穿心莲内酯的一种有效方法。

2 纯化工艺
2.1 打孔树脂吸附法
大孔树脂是以苯大孔吸附树脂主要以苯乙烯、a-甲基苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙睛等为原料加入一定量致孔剂二乙烯苯聚合而成，多为球状颗粒，直径一般在0.3-1.25mm之间，通常分为非极性、弱极性和中极性，在溶剂中可溶胀，室温下对稀酸、稀碱稳定。

从显微结构上看，大孔吸附树脂包含有许多具有微观小球的网状孔穴结构，颗粒的总表面积很大，具有一定的极性基团，使大孔树脂
具有较大的吸附能力;另一方面，这些网状孔穴的孔径有一定的范围，使得它们对通过孔径的化合物根据其分子量的不同而具有一定的选择性。

通过吸附性和分子筛原理，有机化合物根据吸附力的不同及分子量的大小，在大孔吸附树脂上经一定的溶剂洗脱而达到分离的目的。

徐靓[19]采用DA201一B型大孔树脂为纯化穿心莲内酯的最佳树脂，通过树脂动态吸附实验考察了吸附流速、解吸流速、上柱液pH、洗脱液浓度等因素对吸附效果的影响，最终确定最佳的吸附工艺条件为：吸附流速为1BV/h，上柱液不调节pH，在最佳吸附工艺条件下，树脂对穿心莲提取液的处理量大约达到树脂体积的21倍，22BV流出液内酷泄漏率达到9.77%，所以从22BV开始停止对上柱液进行吸附，此时树脂有效吸附量为13.42mg/ml湿树脂，内酯得率为90.25%。

最佳解吸工艺条件为：60%pH=5的乙醇，解吸流速为3BV/h，解吸率为84.95%。

提取液的干膏收率由纯化前的8.91%降低到3%，而穿心莲内酯的纯度由纯化前24.98%提高到了65%，本纯化工艺的内酯保留率为85%以上。

2.2 超临界二氧化碳梯度结晶法
超临界流体萃取结晶技术[20]，是以SCF为萃取剂和展开剂，在一定压力和温度下，SCF与多组分溶液混合，在萃取的同时进行结晶分离，由于萃取、层析、吸附和重力沉降等作用使各溶质结晶析出，并在结晶器上呈梯度分布。

其特点是动态的SCF与静态的天然产物活性成分接触，形成的SCF溶液遇到外界障碍物—结晶器的扰动、表面场效应，使各组分在其上结晶析出，并形成梯度分布;产生类似于以SCF为展开剂的薄层层析效果，在结晶器的上部或下部可得到较高纯度的组分;同时缩短了分离纯化时间。

张文成、潘见[21]等采用单因素试验法探讨超临界CO2梯度结晶压力、温度、时间对穿心莲内酷纯度的影响，并利用高效液相色谱进行纯度检测。

结果表明，超临界CO2在萃取穿心莲内酷时，出现同步结晶，且在结晶板上呈梯度分布;选择较佳纯化工艺参数为压力20MPa，温度55℃，时间90min，CO2流量15L/min时，得到穿心莲内酷的纯度达到80%以上。

该技术的主要特点是提取率高、产品不含有害物质、无污染。

但是由于超临界提取所需设备价格昂贵生产成本高，因此目前仍不能进行规模化生产。

综上所述, 对穿心莲内酯的提取及纯化方法很多, 大家可以根据自身的实
验条件及目的来选择合适的方法。

穿心莲内酯的含量, 与其产地、收期、部位和提取工艺均有很大的关系。

与茎、果相比, 穿心莲叶中含穿心莲内酯最高；对于不同生长期的穿心莲药材, 穿心莲内酝的含量在每年8, 9月份最高, 即每年的花蕊期至开花前期；对子一不同产地的穿心莲药材, 穿心莲内醋含量最高的是广东阳春产和安徽临泉产药材。

参考文献
[1] 聂凌云，罗兴平.穿心莲提取工艺的研究及热稳定性考察[J].解放军药学学报，2005，21(1):32-34.
[2] 张玲，尚立霞，单卫华等.穿心莲的提取工艺研究[J].时珍国医国药，2003，14(8):458.
[3] 徐家敏，沈海泉，胡旦燕.穿心莲注射液提取工艺研究[J].黑龙江商学院学报，1998，14.(1):15.
[4] 聂凌云，罗兴平.穿心莲提取工艺的研究及热稳定性考察[J].解放军药学学报，2005，21(1):32-34.
[5] 吴俊伟，古淑英，曾忠良.酸水法提取穿心莲总内酷[J].四川畜牧兽医学院学报，1999，13(3):7.
[6] 郭彬，娄勇，蒋琼等.穿心莲浸膏的提取工艺研究[J].安徽医药，2002，
6(3):7.
[7] 金海英，徐慧，郭艳民等.穿心莲药材中穿心莲内酷的含量测定[J].中医药信息，2002，8(6):27
[8] 鹿萍, 丁琤, 盛敏丽.穿心莲内酯的超声波提取法研究[J].赤峰学院学报( 自然科学版),2008,24(2):28-30.
[9] 马芝玉,林翠梧,廖森等.微波和超声波辅助提取穿心莲内酯[J].精细化工,2007,24(8):758-760.
[10] 马桔云，吕芳，于喜水等.纤维素酶用于中药穿心莲提取的初步研究[J].黑龙江医药，2000，13(1):16-17.
[11] Boldyrev V V．Tkacova K．Mechanochemistry of Solids：Past,Present，and Prospects[J]．J Mater Synth Process，2000，8(3-4)：121．
[12] Kaupp G．Organic solid—state reactions with 100％yield．Topics in Current Chemistry[M]．Springer Berlin／Heidelberg，2005：95.
[13] 刘雪东，卓震．机械化学法粉体表面改性技术的发展与应用[J]．江苏石油化工学院学报，2002，14(4)：32．
[14] Ying Liu，Liji Jin，Xiaoyu Li，et a1．Application of Mechano-chemical Pretreatment(MCPT)to Aqueous Extraction of Isofraxidin from Eleutherococcus senticosus[J]．Ind Eng Chem Res，2007，46(20)：6584．
[15] 刘莹，金礼吉，宋春娜等．机械化学法辅助提取刺五加总黄酮的工艺研究[J]．时珍国医国药，2007，18(12)：2889．
[16] Korolev K G．Lomovskii O I．Rozhanskaya O A，et a1．Mechanochemieal preparation of water—soluble forms of triterpene acids[J]．Chem Nat Compd，2003，39(4)：366．
[17] Lomovsky O．Korolyov K。

Kwon Y S．Mechaochemical solubization and mechanochemically assisted extraction of plant bioactive substancesf [M]．Korea：Proc Of the 7th Kroea-Russia Int Symp on Science and Technology，KORUS 2003，1(1)：7．
[18] 宋春娜,王洋,金礼吉等.微切助互作技术辅助提取穿心莲内酯的工艺研究.时珍国医国药,2008,19(11):2638-2641.
[19] 徐靓,安莲英.穿心莲内酷的提取及纯化工艺研究.成都理工大学硕士学
位论文.
[20] 潘见，朱剑中.物质成分的超临界流体结晶分离方法，CN1220906A.1999，6(30):12一14.
[21] 张文成，潘见，谢慧明等.超临界二氧化碳梯度结晶穿心莲内酷的纯化工艺研究[J].中国农业科学，2004，37(12):2047一2050.。