對酶法在中藥提取中應(yīng)用進(jìn)行綜述——纖維素酶,、果膠酶、木瓜蛋白酶等酶能夠破壞植物細(xì)胞壁,,使有效成分易于浸出,,在中藥提取中得到了廣泛的應(yīng)用。 酶法早已廣泛地應(yīng)用于食品,、飼料工業(yè)以及天然產(chǎn)物的提取,,20世紀(jì)90年代中期以后我國也陸續(xù)有研究報道將用于中藥的提取制備中,取得了一定的效果?,F(xiàn)將對酶法在中藥提取中的研究進(jìn)展情況作一綜述,。 酶法提取的原理 在提取藥用植物有效成分過程中,有效成分向提取介質(zhì)擴散時,,必須克服細(xì)胞壁及細(xì)胞間質(zhì)的雙重阻力,。植物細(xì)胞壁是由纖維素、半纖維素,、果膠質(zhì),、木質(zhì)素等物質(zhì)構(gòu)成的致密結(jié)構(gòu),。選用適當(dāng)?shù)拿缸饔糜谒幱弥参锊牧希缋w維素酶,、果膠酶等,,可以破壞細(xì)胞壁的致密構(gòu)造,從而有利于有效成分的溶出,。另一方面,,選擇適當(dāng)?shù)拿割悾捎行У厥鼓繕?biāo)物溶出,,同時控制非目標(biāo)物的溶出,,在提高溶出效率的同時,為后續(xù)的提取液的精制創(chuàng)造有利條件,。 在醫(yī)藥工業(yè)中的應(yīng)用及實例 中藥制劑的雜質(zhì)大多為淀粉,、果膠、蛋白質(zhì)等,,針對雜質(zhì)可選用合適的酶予以分解除去,。酶反應(yīng)較溫和地將植物組織分解,可以較大幅度提高收率,,酶解是一種最大限度從植物體內(nèi)提取有效成分的方法之一。在國內(nèi),,上海中藥一廠首先應(yīng)用酶法成功地制備了生脈飲口服液,。已經(jīng)有纖維素酶、果膠酶和木瓜蛋白酶以及復(fù)合酶等多種酶用于中藥有效成分的提取(表1),。 表1 部分酶在中藥提取中的應(yīng)用實例 纖維素酶 近年來,,纖維素酶在各個領(lǐng)域的應(yīng)用極為廣泛,用于中藥提取方面研究較多的是纖維素酶,。大部分的中藥材的細(xì)胞壁是由纖維素構(gòu)成,,有效成分往往包裹在細(xì)胞壁內(nèi)。纖維素則是由β-D葡萄糖以1,,4 β葡萄糖苷鍵連接,,用纖維素酶酶解可以破壞β-D葡萄糖苷鍵,使細(xì)胞壁破壞,,有利于對有效成分的提取,。 邢秀芳等將纖維素酶用于葛根異黃酮的提取工藝中先用3倍水浸泡飲片(1cm左右)調(diào)節(jié)pH,加0.5%纖維素酶40℃,,恒溫1.5h后,,5倍量95%乙醇回流提取。通過對比實驗加酶處理得到的樣品比未加酶的葛根異黃酮的收率提高了13%并用薄層層析方法證明酶解沒有破壞葛根的有效成分,。侯嶸嶠等將工業(yè)纖維素酶應(yīng)用于中藥及藥渣中,,使中藥及藥渣的纖維素酶解為β葡萄糖,,變渣為藥,變廢為寶,,這對中藥制藥工業(yè)是一個開源節(jié)流的創(chuàng)舉,。馬田田用黃柏提取小檗堿之前經(jīng)纖維素酶進(jìn)行預(yù)處理,可提高小檗堿收率,,并與未加酶的提取進(jìn)行比較,,有顯著性差異。張彩霞等將纖維素酶應(yīng)用于穿山龍?zhí)崛∈硎氃碥赵?,其工藝只比原工藝多了一步對原藥材飲片的酶解處理,,但在纖維素酶的作用下,提高了薯蕷皂苷元的收率,,兩種方法對比有顯著性差異,。張彩霞等將纖維素酶應(yīng)用于穿山龍?zhí)崛∈硎氃碥赵涔に囍槐仍に嚩嗔艘徊綄υ幉娘嬈拿附馓幚?,但在纖維素酶的作用下,,提高了薯蕷皂苷元的收率,兩種方法對比有顯著性差異,。馬桔云等在穿心蓮提取穿心蓮內(nèi)酯之前,,經(jīng)纖維素酶進(jìn)行酶解,與原提取工藝相比較,,提高了穿心蓮內(nèi)酯的含量和提取量,,經(jīng)薄層層析檢測,兩種提取工藝所得成分沒有差異,,說明酶的加入對所提有效成分沒有影響,。劉佳佳等在提取金銀花綠原酸時,增加了纖維素酶解工藝,,結(jié)果能顯著提高金銀花提取物得率和綠原酸得率,,最大可使綠原酸得率提高25.97%。趙寧等在提取干紅辣椒中辣椒素的研究中,,得出結(jié)果:酶法提取工藝比傳統(tǒng)丙酮浸提法辣椒素產(chǎn)量提高了30%,。楊軍宜等在三七的提取中用纖維素酶,三七總皂苷提取率提高23.5%,。田秀蘭將纖維素酶應(yīng)用于杭白菊中總黃酮的提取,,將杭白菊剪碎,用3倍量水浸泡,。用鹽酸調(diào)pH4,,加0.5%纖維素酶充分?jǐn)嚢瑁?0℃恒溫水浴中保溫1.5h。加10倍量75%的乙醇,,超聲波提取20min,,提取5次,合并提取液,,過濾,,旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)回收乙醇,提取液于80℃干燥3h,,干燥器中冷卻0.5h,,得杭白菊浸膏,在纖維素酶的作用下,,杭白菊總黃酮的收率提高了12%,。 果膠酶 果膠酶是作用于果膠復(fù)合物的酶的總稱。果膠酶有兩種:果膠甲酯酶和多聚半乳糖醛酸酶,。李道榮等研究了蒲黃花粉的最佳破壁條件:果膠酶用量300μg,,纖維素酶用量120μg,酶解最適溫度45℃,,酶解時間4h,,結(jié)果表明,酶解法與一般水提取法相比,,蒲黃花粉中多糖提取率由50.50%提高到86.53%以上,。 木瓜蛋白酶 曾惠芳將木瓜蛋白酶用于補骨脂煎提前的預(yù)處理。補骨脂系豆科植物補骨脂的種子,,含有豐富的蛋白質(zhì),,蛋白質(zhì)在煎煮過程中,遇熱凝固,,影響其他有效成分的煎出。因此可在煎提前用木瓜蛋白酶對補骨脂粉進(jìn)行預(yù)處理,,將蛋白質(zhì)水解成多肽及氨基酸類,,遇熱不再凝固,從而促進(jìn)各種有效成分煎出量的增加,。與普通煎煮法比較,,煎液總氮量提高了2倍,磷脂提高了4倍;補骨脂素,、異補骨脂素提高了近1倍,。 復(fù)合酶 余冬生等確定了纖維素酶、果膠酶,、木瓜蛋白酶提取香菇多糖最適工藝條件:纖維素酶0.5%,,木瓜蛋白酶2.0%,果膠酶1.0%,,溫度50℃,,pH為4.0,。沈愛英等采用由纖維素酶,果膠酶和蛋白酶按一定比例組成的復(fù)合酶,,對姬松茸子實體在45℃酶解40min,,然后升溫至85℃熱水浸提1h,多糖提取率為15.67%,,所需時間為單純熱水浸提的一半,,而提取率明顯高于水浸提。陳哲超等采用復(fù)合酶解和熱水浸提法綜合分離純化香菇中多糖蛋白,,與單純熱水浸提法等其他方法相比,,總氨基酸與必需氨基酸的含量均提高了2倍以上,香菇多糖含量提高了4倍,,且酶解后極大改善了糖類分布,,具抗腫瘤抗病毒活性的的香菇多糖的相對含量明顯提高,效果極其顯著,。 酶法提取技術(shù)的優(yōu)缺點及其應(yīng)用前景 以上研究均顯示,,某些中藥用酶法提取時收率明顯提高,具有較大的應(yīng)用潛力,,但該技術(shù)同時也存在著一定的局限性,。酶的最佳溫度及最佳pH值往往在一個很小的范圍內(nèi),為使酶的活性提高到最大值,,必須嚴(yán)格控制酶反應(yīng)時的溫度及pH值,,反應(yīng)條件的微小波動,都可能使酶的活性大大降低,,因此對實驗設(shè)備有較高的要求,。酶法提取的過程中,有可能改變中藥中某些成分,,產(chǎn)生新的化學(xué)物質(zhì),,從而影響產(chǎn)物的純度及得率。如韓頌等在利用纖維素酶提取黃芩中黃芩苷的研究中發(fā)現(xiàn),,經(jīng)纖維素酶進(jìn)行酶解后,,黃芩苷收率反而下降,其原因是纖維素酶在提取的過程中水解黃芩苷,。因此酶法提取技術(shù)尚需進(jìn)一步的深入研究,。酶法提取對實驗條件要求較高,為使酶發(fā)揮最大作用,,需先通過實驗確定通過最適溫度,、pH及最適作用時間等。能否將其用于工業(yè)化的中藥提取中,還需綜合考慮酶的濃度,、底物的濃度,、抵制劑和激動劑等對提取物有何影響,故有必要進(jìn)一步深入研究探討,。但隨著對該技術(shù)的不斷研究酶法作為一種新技術(shù)將為中藥的提取提供一種新途徑,。 本文作者:劉富梁 金衛(wèi)根 梁華正 劉成佐 均來自東華理工學(xué)院. |
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