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大黄提取分离新技术的研究进展*

2011-03-16刘雅琴

天津药学 2011年3期
关键词:蒽醌大孔超临界

刘雅琴

(天津中医药大学第一附属医院,天津 300192)

大黄为蓼科植物掌叶大黄 (RheumpalmatumL)、唐古特大黄(RheumtanguticumMaxim ex Balf)或药用大黄 (RheumofficinaleBail1)的干燥根及根茎 ,具有泻热通肠,凉血解毒,逐瘀通经的功效。为了提高大黄的治疗效果,降低副作用,选合理的提取工艺非常必要。大黄提取的传统方法存在着有效成分损失大、周期长、工序多、提取率低等问题。近年来,一些新的提取技术被应用于大黄提取中,现就该方面进行综述。

1 微波萃取技术

微波萃取是利用微波来提高萃取率的一种新技术。微波加热属被提取物内部加热过程,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,应用于中药及天然化合物的生物活性成分提取。

沈岚等[1]在研究微波提取时,以大黄中总蒽醌的含量为评价指标 ,从提取率与提取速度两方面对微波萃取与常用提取方法进行比较,结果表明用微波萃取大黄5 min的提取率已超过超声提取法60 min的提取率,15 min已达到或接近索氏提取法2 h和水煎法的提取效果。胡秀丽等[2,3]比较了大黄总蒽醌的微波辅助提取、超声提取和索氏提取方法的提取率,并利用分光光度法测定了提取液中总蒽醌的含量。结果表明微波辅助提取法的提取率最高(1.91%),是超声法的1.13倍 ,是索氏提取法的1.29倍。

2 超声提取技术

超声波是一种弹性机械振动波,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。

超声技术已经广泛应用于陆地及海洋植物的药用成分的提取。张海晖等[4]采用正交试验设计法,以水为提取溶剂,采用超声波强化提取10 min,对游离蒽醌的提取率与水煎煮法煎煮60 min效果相当;以乙醇为提取溶剂的提取效果明显好于水,几种方法相比较,以乙醇作为提取溶剂超声波萃取法对大黄蒽醌的提取效果最好,明显优于常规煎煮法和乙醇回流法。王佩琪[5]采用超声提取法以大黄游离蒽醌的提出率为指标,考查了提取时间、药材粒径、溶剂醇浓度3个因素,并经正交试验进行筛选 ,结果溶剂醇浓度对提取大黄游离蒽醌影响显著,反应时间和颗粒径数对提取大黄游离蒽醌的影响不显著。经与 45%及 95% 乙醇加热回流法进行比较,超声法对大黄游离葸醌的提取效率明显优于乙醇加热回流提取法,说明超声提取法对中药活性成分的提取效率较高。李霞等[6]以游离蒽醌得率为指标,探讨了超声波强化大黄蒽醌的双相水解工艺的主要因素。用正交实验优化了超声波强化大黄蒽醌的双相水解工艺的工艺条件,实验表明影响游离蒽醌得率的主次因素为提取温度>超声功率>硫酸体积分数>提取时间。刘建华[7]采用超声、回流、索氏和微波4种方法,提取大黄中游离蒽醌和总蒽醌, 游离蒽醌的测定中,以超声法最高,与其他方法相比差异显著,总蒽醌的测定中,亦以超声为最高。赵文彬等[8]首次运用超声技术用水提醇沉法提取天山大黄多糖,用酚-硫酸比色法测定多糖含量,多糖含量 8.756%,平均回收率为100.6% 。

3 CO2超临界流体提取法

超临界流体萃取 (SFE)是一种以超临界流体代替常规有机溶剂,对中草药有效成分进行萃取和分离的新技术。未作君等[9]对大黄游离蒽醌的超临界萃取工艺进行了优化 ,当采用 5 mol/L 盐酸、2 g/L淀粉酶和 1 g/L 纤维素酶对大黄结合蒽醌进行水解时 ,大黄结合蒽醌的糖苷键达到最优水解,此时总蒽醌质量分数分别为2.46%、2.33%和 2.23%。陈卫林等[10]通过均匀设计试验确定了超临界二氧化碳流体萃取掌叶大黄中蒽醌类成分的最佳提取工艺条件,萃取压力为 38 MPa,萃取温度为 70 ℃,萃取时间为60 min;夹带剂用量为 300 ml。

刘玉敏等[11]引用正交设计法和方差分析考查影响超临界流体萃取大黄蒽醌的 5个因素及最佳萃取条件,优化SFE法提取工艺。当SFE最佳萃取温度为70 ℃、压力5 MPa、甲醇剂量0.6 L、静态萃取时间8 min及动态萃取体积5 ml时,可用于大黄蒽醌的提取分离。

4 膜分离技术

膜分离技术是近几十年发展较快的分离技术,其以压力为推动力实现溶质与溶剂的分离。膜分离过程是在常温下操作,没有相变化,能耗低,分离效率高,多用于对中药提取液的精制纯化,以达到澄清、除杂的目的。刘莉等[12]采用Stirred Cell装置超滤获得 5个不同分子质量片段的组分,经聚丙烯酰胺凝胶电泳检测,所得组分与采用凝胶柱分离所得组分无显著差异,且工作量小、成本低、截留分子量范围准确,适合工业化生产 ,具有较好的推广价值。

5 大孔树脂提取法

大孔树脂是20世纪60年代发展起来的一种新型吸附剂,既有物理吸附作用 ,又因多孔状结构而有筛选作用。在中药有效成分分离提取的应用中,大孔树脂法呈现出良好的发展势头[13]。

金波等[14]以大黄总蒽醌的提取率及洗脱率为考查指标,考查大黄的提取条件及大孔吸附树脂富集、纯化大黄总蒽醌的吸附性能和洗脱参数。通过大孔吸附树脂富集与纯化,用70%乙醇洗脱,总蒽醌的洗脱收率在 80%以上。许汉林等[15]比较了 D301、AB-8、X-5、NKA-2、H1020型号的5种大孔树脂对大黄总蒽醌的吸附性能;以大黄总蒽醌中的代表成分大黄素为考查指标 ,结果 D301树脂对大黄总蒽醌的吸附性能最佳。刘峰群等[16]以 D101型大孔吸附树脂分离大黄中结合型蒽醌提取物,加样吸附 1 h,以足够量水冲洗吸附柱,流速约 1 ml/min,至洗脱液几乎无色。改用50%的乙醇液冲洗,采用比色法考查总提取物中结合型蒽醌类物质的含量,总收率 87.6%。

6 传统方法中的创新

王义潮[17]等利用氨水作为提取液替代有机溶液提取大黄酸净化率提高40%。叶殷殷[18]等从乙醇浓度、回流时间、浸泡时间、加醇量、颗粒粒度等方面考查大黄总蒽醌的最佳提取工艺,结果显示10目筛大黄粉末、70%乙醇12倍药量、无浸泡、100 ℃回流提取0.5 h,提取3次效果最佳。

7 前景展望

许多研究显示,这些新技术在大黄提取分离方面具有广泛的应用前景。但从目前研究来看,这些技术还存在着不同层次的局限性,特别是现在多为实验室研究阶段,实现工业化生产尚需一定时间。

1 沈岚,冯年平,韩朝阳,等.大黄微波萃取法与常用提取方法的比较研究.中成药,2003,25(8):615

2 胡秀丽,刘忠英,张寒琦,等.中药大黄中蒽醌的微波辅助流动萃取研究.分子科学学报,2005,21(1):54

3 胡秀丽,刘忠英,荣会,等.微波萃取与常规提取方法对大黄总蒽醌提取率的影响.吉林农业大学学报,2007,27(2):194

4 张海晖,裘爱泳,刘军海 ,等.超声技术提取大黄蒽醌类成分.中成药,2005,27(9):1075

5 王佩琪,郭伟英,王轶晶,等.超声提取大黄游离蒽醌的研究.中成药,2004,26(7):592

6 李霞,张黎明,铁瑛,等.超声波强化大黄蒽醌的双相水解工艺研究.天津科技大学学报,2006,21(2):8

7 刘建华,韩立强,苑丽,等.提取方法对大黄蒽醌类成分及抗氧化活性的影响.安徽农业科学, 2008,36(22):9484

8 赵文彬,成玉怀.天山大黄多糖的超声提取及含量测定.时珍国医国药,2006,17(2):223

9 未作君,林立,倪晋仁.超临界 CO2萃取大黄总葸醌工艺研究.化学工程,2007,34(8):64

10 陈卫林,郭玫,赵磊,等.均匀设计优化超临界 CO2流体萃取大黄蒽醌的研究.中医药导报,2007,13(2):72

11 刘玉敏,陈闽军,洪筱坤.正交实验法优化大黄蒽醌超临界流体萃取的研究.中成药,2005,27(4):386

12 刘莉,王志鹏,梅其炳,等.大黄多糖的提取工艺对糖含量和糖醛酸含量的影响.中国药学杂志,2003,38(10):748

13 李平华,王兴文.大孔吸附树脂在中药有效成分分离纯化中的研究进展.云南中医学院学报,2008,26(3):43

14 金波,李薇,蔡伟.大黄总蒽醌提取与纯化工艺的研究.时珍国医国药,2005,16(8):756

15 Xu Hanlin,Chen Jun,Shao Jizhen,etal.Study on separationand purlf ication of anthraquinones in Radix Et Rhizoma Rhei by D301 maeroporous resin.Zhongguo Zhong Yao Za Zhi,2006,31(14):1163

16 刘峰群,易毛,刘丽萍,等.大孔吸附树脂法纯化大黄中结合型蒽醌总提取物的研究.中国现代医药杂志,2006,8(4):104

17 王义潮,朱婧怡.大黄中大黄酸提取新方法研究.西北药学杂志,2011,22(4):84

18 叶殷殷,曾元儿.大黄总蒽醌乙醇提取工艺优化实验.时珍国医国药,2010,21(10):2496

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