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苦参生物碱提取工艺研究进展

2017-06-09侯丽

农业科技与装备 2017年1期
关键词:苦参生物碱提取工艺

侯丽

摘要:在查阅、收集国内苦参生物碱提取工艺文献的基础上,综述近年来苦参生物碱的提取工艺研究进展,分析传统溶剂提取法的优势及存在的问题,为进一步开展苦参生物碱相关研究提供参考。

关键词:苦参;生物碱;提取工艺;研究;进展

中图分类号:R284.2 文献标识码:A 文章编号:1674-1161(2017)01-0060-02

苦参(Sophora flavescens Ait.)是豆科槐属植物的干燥根,主要有效成分为生物碱。研究表明,苦参生物碱具有抗肿瘤、抗肝癌和肝炎病毒等多种药理药效活性,可用于临床治疗多种疾病以及绿色农药生产。近年来,国内在苦参生物碱的提取纯化方面进行了大量研究,在查阅收集文献的基础上,综述近几年苦参生物碱的提取纯化工艺研究进展,旨在为相关研究提供参考。

1 苦参碱提取方法

1.1 溶剂提取法

采用溶剂法提取苦参生物碱时,通常以水、乙醇、酸水等为提取介质,采用浸渍、渗漉、煎煮、回流等提取方式。刘涛等采用正交试验法,以苦参总碱总量和固含物总量的总权重为考察指标,优选得到的苦参提取工艺为:加0.2%盐酸溶液提取3次,每次加6倍量溶媒,每次提取2 h。王丹等采用正交试验,以苦参中的苦参碱和氧化苦参碱提取总量为考察指标,优化得到的最佳提取工艺条件是:以60%乙醇为溶媒,加12,10,10倍醇,提取3次,每次2 h。李茹等优选获得的苦参生物碱渗漉的提取工艺为:在乙醇用量6倍、浸泡时间24 h、渗漉速度4 mL/min、苦参粒度为粗粉时,提取效果最好,且稳定可行;在此条件下提取,吉林产苦参中的苦参碱和氧化苦参碱含量最高,云南产苦参中的苦参碱和氧化苦参碱含量最低;与超声法、回流法相比,渗漉法能显著提高苦参生物碱的提取含量。穆甲骏通过单因素和正交试验优化的乙醇提取工艺条件为:80 ℃、乙醇浓度60%、料液比1∶7、提取3次、每次3 h。

1.2 超声辅助提取法

超声波辅助提取是在水浸提的同时加超声波辅助。此法不仅可以缩短提取时间、提高提取率,而且能够避免高温对有效成分的影响。

付起凤等通过L9(34)正交试验,对影响超声法提取苦参中苦参碱和氧化苦参碱效果的4个因素(提取温度、提取时间、提取频率、提取次数)进行优选,结果表明:苦参药材粗粉在提取温度50 ℃、提取时间32 min、超声频率35 kHz、提取1次的条件下,可达到最佳提取效果。陈远谷等比较水煎煮、乙醇回流、酸水煎煮、碱性乙醇回流、乙醇超声和碱性氯仿超声等6种方法提取的苦参生物碱,结果表明:碱性氯仿超声提取法所得的总生物碱含量最高,乙醇回流提取法和乙醇超声提取法与其接近;氧化苦参碱的含量以碱性氯仿提取法最高,槐定碱以乙醇超声提取法含量最高,苦参碱以水煎煮提取法含量最高;综合考虑提取率、生产成本和安全性,乙醇超声波提取法最佳。

1.3 微波辅助提取法

微波辅助提取是在溶剂提取的同时加入微波。该法与溶液提取法相比,具有选择性高、操作时间短、溶剂消耗小、有效成分收率高的特点。

张薇等比较密闭微波辅助提取法(PMAE)、聚焦微波辅助提取法(FMAE)、微波辐射-溶剂回流提取法(PMIRE)提取苦参生物碱的效果,结果表明:与常规的回流提取法(SRE)相比,PMAE,FMAE,PMIRE的提取效率明显提高,提取时间大大缩短;微波辅助的方式、作用程度、提取过程不同,提取效率有较大差异,PMAE提取时间最短,PMIRE提取率最高。

1.4 双水相萃取和反束胶萃取法

双水相萃取和反胶束萃取技术是近年来发展起来的新型分离技术,具有分离条件温和、操作简单、可连续操作、易于放大和不使用(或少使用)有机溶剂等优点,广泛应用于天然产物中有效成分的分離纯化。

刘小琴等将EtOH/(NH4)2SO4双水相体系和(SDBS)-异辛烷-正辛醇反胶束体系用于苦参生物碱萃取分离,结果表明:PEG/(NH4)2SO4、乙醇/无机盐、Triton X-100/无机盐双水相体系的萃取最佳条件为乙醇质量百分数38%、硫酸铵质量百分数18%、体系pH值7、温度30 ℃、搅拌萃取15 min,氧化苦参碱和苦参碱的萃取率分别为96.17%和95.74%;按最佳萃取条件,在苦参水提液中直接构建EtOH/(NH4)2SO4体系萃取苦参生物碱,萃取率达92.54%,纯度由34.03%提高到71.01%;SDBS-异辛烷-正辛醇反胶束体系的最佳萃取条件为pH5.0、增溶水量W025为0.05 mol/L SDB、0.05 mol/L KCl、室温、萃取5 min,反萃取时间20 min,在此条件下,氧化苦参碱、氧化槐果碱、槐定碱、苦参碱、槐果碱5种生物碱及总生物碱的萃取率和RSD分别在74.1%~87.2%和0.63%~3.00%之间。

1.5 其他提取方法

除以上苦参生物碱提取方法外,还有减压水提法、半仿生提取法、氨水乙醇提取法、微波辅助双水相萃取法、微波辅助双水相/反胶束萃取法、超临界二氧化碳提取法等,均有较好的提取效果。

梅明等利用单因素试验结合正交试验设计,优化得到的苦参减压水提工艺条件为:提取温度70 ℃,提取时间1 h,提取次数为3次,液料比为8︰1;提取温度影响苦参碱和氧化苦参碱的总量与比值。穆甲骏研究乙醇回流、半仿生法、超声波、微波、氨水乙醇等5种提取方法提取苦参总生物碱的最佳提取条件,结果表明:在最佳提取条件下,微波和超声提取耗时短、溶剂用量少、效率值较高;半仿生法的溶媒为水、少量盐酸和氢氧化钠,成本低廉,提取出的浸膏品质好、活性成分复杂,适合中药活性成分的综合利用;氨水乙醇法为新的苦参总生物碱提取方法,提取率较高,可达78.1%,较乙醇回流法的提取率提高15%,且操作简单,溶剂用量、消耗时间、能耗低于传统乙醇回流提取,不需要大型微波、超声设备支持,适用于大规模生产。

刘小琴的研究表明,双水相协同微波辅助萃取工艺为:乙醇质量百分数28%,硫酸铵质量百分数18%,液料比60︰1,提取温度为90 ℃,药材颗粒度为80目,微波功率780 W,萃取时间5 min,在此条件下苦参生物碱的收率可达66.66 mg/g,萃取率和纯度分别为92.09%和69.64%;采用微波辅助双水相/反胶束萃取苦参生物碱,收率高达55.38 mg/g,比单独采用反胶束萃取提高2.5倍;纯度可达90.92%,比单独使用双水相萃取提高约20%;与常规纯化方法比较,收率提高2倍,纯度提高约40%。

2 结语

传统的溶剂提取法在技术上存在诸多问题,如能耗大、不环保、成本高、效率低等。而超声提取、微波提取、双水相萃取和反束胶萃取法萃取等新技术在提高苦参生物碱提取率、缩短提取时间等方面具有优势。研究苦参生物碱提取工艺,对其进一步开发利用具有重要意义。

参考文献

[1] 李茹,陈蕊,李聪旭.正交试验优选苦参生物碱渗漉提取工艺的研究[J].黑龙江畜牧兽医,2015(21):200-202.

[2] 徐馨,周庆民,冯万宇,等.响应面法优化苦参总生物碱提取工艺的研究[J].现代化农业,2014(8):52-54.

[3] 陈远谷,李春燕,王若焱,等.不同提取方法对苦参中生物碱提取率的影响[J].山地农物生物学报,2015,34(6):41-45.

[4] 付起凤,曹琦,吕邵娃.正交法优化苦参中苦参生物碱的超声提取工艺[J].中医药信息, 2015,32(1):11-13.

[5] 穆甲骏.苦参生物碱的分离纯化及其性能研究[D].郑州:河南工业大学,2015.

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