◎ 韓高偉,高子怡,趙二勞
(忻州師范學(xué)院化學(xué)系,山西 忻州 034000)
苦參(Sophara flavescens Ait.),又名水槐、干人參、山槐根、苦骨等,為豆科植物苦參的干燥根,是傳統(tǒng)中藥,其性寒味苦,具有清熱解毒、燥濕利尿、祛風(fēng)殺蟲等功效[1]。生物堿是苦參主要有效成分,包括苦參堿和氧化苦參堿,是醫(yī)藥、食品、保健品及生物農(nóng)藥的重要原料?,F(xiàn)代藥理研究表明,苦參生物堿具有抗腫瘤、抗炎、保肝、抗心律失常及免疫調(diào)節(jié)等功能[2]。因此,苦參大量應(yīng)用于中成藥生產(chǎn)和臨床處方,苦參中生物堿的提取及其活性研究成為近年來的熱門課題之一[3]。本文概述我國苦參中生物堿的提取及純化工藝,為苦參中生物堿的高效提取及其功能活性的研究提供參考。
目前,國內(nèi)有關(guān)苦參中生物堿的提取主要有溶劑提取、超聲輔助提取和微波輔助提取。
溶劑提取是依據(jù)相似相容的原理,選用對生物堿溶解度大而對其他成分溶解度小的溶劑,盡量多地將苦參中生物堿類成分溶出。目前,我國溶劑提取在苦參生物堿的提取中研究應(yīng)用較多,包括浸提、回流、滲漉提取等。楊美玲等[4]研究了苦參中苦參堿的浸提,通過單因素試驗得出最佳浸提工藝為:60%乙醇為浸提劑,料液比(g/mL)1∶12,浸提溫度60 ℃,浸提時間2.5 h,浸提次數(shù)2次。該工藝條件下,苦參堿的得率為8.88%。李茹等[5]研究了苦參中生物堿的滲漉提取,由正交試驗優(yōu)化的工藝條件為:65%乙醇為溶媒體,料液比(g/mL)1∶6,浸泡24 h,滲漉速度4 mL/min。該工藝條件下,苦參總生物堿提取率約為2.146%。陸平祝等[6]研究了苦參葉中生物堿的回流提取,正交試驗優(yōu)化的工藝條件為:80%乙醇為提取劑,料液比(g/mL)1∶25,溫度90 ℃,回流時間2.0 h。該工藝條件下,苦參葉中生物堿提取率為2.86%。陳明月等[7]研究了苦參中生物堿的酸水溫浸提取,正交試驗優(yōu)化的最佳工藝為:0.1%鹽酸溶液為提取劑,溫浸溫度60 ℃,提取時間1.0 h,提取次數(shù)3次,加水量依次為10倍量、8倍量和6倍量。該工藝條件下,苦參中生物堿提取率為74.5%。涂瑤生等[8]采用星點設(shè)計-效應(yīng)面法優(yōu)化的苦參生物堿浸提最佳工藝為:65%乙醇為浸提劑,料液比(g/mL)1∶11,浸提時間65 min。浸提次數(shù)2次。該工藝條件下,苦參中總生物堿的提取率為92.78%。臧晉等[9]由正交試驗優(yōu)化的苦參中氧化苦參堿最適工藝為:60%乙醇為溶劑,料液比(g/mL)1∶30,溫度80 ℃,時間85 min。此工藝條件下,氧化苦參堿的提取得率達6.58mg/g。郭德祥等[10]研究了苦參中苦參堿的水煎煮提取,確定的最佳工藝條件為:料液比(g/mL)1∶8,時間2.0 h,次數(shù)3次。提取浸膏中生物堿含量為5.94%。溶劑提取是苦參中生物堿最基礎(chǔ)的提取方法,溶劑提取工藝簡單、成本低,適于工業(yè)化生產(chǎn),但也存在提取時間長,產(chǎn)品雜質(zhì)多,提取率不高等問題。
超聲輔助提取利用超聲波的空化、機械和熱效應(yīng)等,造成植物細胞壁變形或破裂,加快提取成分溶出速度,提高提取效率。鄒姝姝等[11]研究了苦參中苦參堿類成分的超聲輔助提取,通過正交試驗設(shè)計優(yōu)化的最佳工藝條件為:苦參粉碎為40目,以80%乙醇為提取劑,料液比(g/mL)1∶10,浸泡3 h后,在超聲功率400 W下,提取20 min。該工藝條件下,苦參中生物總堿提取率可達1.51%,苦參堿提取率為0.472%。陳靜等[12]研究確定的苦參生物堿超聲輔助提取工藝為:水為提取劑,料液比(g/mL)1∶10,超聲功率500 W,超聲溫度80 ℃,超聲時間45 min。該工藝條件下,苦參堿和氧化苦參堿總提取率為46.54%。付起鳳等[13]采用正交試驗優(yōu)化的苦參中苦參堿超聲輔助最佳提取工藝條件:60%乙醇為提取劑,料液比(g/mL)1∶40,浸泡時間20 min后再超聲功率1 500 W,溫度50 ℃,超聲頻率35 kHz,提取時間32 min,提取1次。超聲輔助提取操作簡便,提取時間短,提取率高,發(fā)展前景良好。
微波輔助提取是利用各種物質(zhì)在微波場中吸收微波能的不同,植物細胞內(nèi)容物被選擇性加熱,在細胞內(nèi)瞬間產(chǎn)生高溫、高壓,導(dǎo)致細胞壁破裂,傳質(zhì)阻力減少,活性成分被溶解而快速提出。陳浩浩等[14]研究了苦參中生物堿的微波輔助提取,確定的適宜提取工藝條件為:在密閉微波工作臺中,以無水乙醇為提取劑,苦參粒度80目,料液比(g/mL)1∶30,微波功率780 W,提取溫度110 ℃,提取時間5 min。邸敏[1]研究了苦參中生物堿的微波輔助提取,通過正交試驗優(yōu)化的工藝條件為:苦參粒度10~20目,微波頻率600 Hz,提取3次,3次的液固比依次為6倍、4倍、4倍,提取時間依次為2.0、0.5、0.5 min,總提取時間3 min。劉小琴等[15]研究了苦參中生物堿的微波輔助水提,發(fā)現(xiàn)在料液比(g/mL)1∶25,微波功率780 W,溫度110 ℃,壓力為15 MPa的條件下,提取5 min,5種苦參堿的提取率均明顯高于回流提取、冷浸提取及超聲輔助提取。張薇等[16]研究比較了密閉微波輔助提取法(PMAE)、聚焦微波輔助提取法(FMAE)和微波輻射-溶劑回流提取法(PMIRE))3種微波輔助法在提取苦參中生物堿中功效。結(jié)果表明:微波輔助提取效果均優(yōu)于常規(guī)溶劑回流提取,且PMAE提取時間最短,PMIRE提取率最高。微波輔助提取具有選擇性好、提取時間短、節(jié)約試劑、提取效率高等特點。但因適于工業(yè)化產(chǎn)生的微波設(shè)備研發(fā)相對滯后,現(xiàn)僅限于實驗室研究。
目前,國內(nèi)有關(guān)苦參生物堿的純化研究不多,僅有少數(shù)幾篇文獻。郭德祥等[10]研究確定的水提苦參中苦參堿的乙醇沉淀-三氯甲烷萃取純化工藝為:苦參提取液濃縮為1.0 g生藥/mL時,加入乙醇,使藥液中含醇量達75%以上,在4 ℃條件下冷藏,進行醇沉;醇沉后用20%氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)藥液pH值為9~11,用三氯甲烷萃取3次。萃取液中苦參堿含量可達20%以上。仝燕等[17]研究了苦參總生物堿的732強酸型陽離子樹脂純化,確定的最佳純化工藝為:樹脂用量為1/3的生藥量,用5%氨水乙醇熱溶液洗脫,加入液溫度75 ℃,加入量為2倍量,回流提取3次,第1次90 min,第2、3次都為60 min。該純化工藝條件下,總生物堿提取純化轉(zhuǎn)移率為80%左右。代龍[18]研究了苦參堿的陽離子交換樹脂酸水洗脫純化,確定的適宜工藝為:苦參滲漉液(濃度10∶1,pH 2~3)以6 BV/h的速度逆向通過低交聯(lián)度的001×2.5陽離子交換樹脂,自然濾干水分后,先以流速6 BV/h的去離子水洗為中性,后以流速6 BV/h的5%鹽酸正向洗脫,收集洗脫液,氫氧化鈉調(diào)pH為6~7后濃縮干燥,再以三氯甲烷回流提取。此工藝條件下,苦參生物堿含量可達50.15%,洗脫效率為90.32%?;羟宓萚19]研究了大孔吸附樹脂純化苦參堿,發(fā)現(xiàn)SP825型大孔樹脂對苦參堿吸附性能最好,乙醇洗脫效果最佳。以流速4 BV/h的50%乙醇洗脫,解析率為81.646%,苦參堿收率達27.59%。綜上,國內(nèi)有關(guān)苦參中生物堿的純化研究尚不充分,純化工藝所涉及的純化技術(shù)范圍很小,純化效果也有待提高。
苦參中生物堿具有多種生物活性,是醫(yī)藥、食品、保健品及生物農(nóng)藥的重要原料。研究苦參中生物堿的提取純化具有重要的實際意義。目前,我國對苦參中生物堿的提取純化進行了一定的研究,也取得了一定成果。但總體而言,相關(guān)研究還很有限,還不夠系統(tǒng),涉及的提取純化技術(shù)范圍較小。所以,今后應(yīng)加大研究力度,參考、借鑒其他天然產(chǎn)物中活性成分現(xiàn)代提取純化工藝技術(shù),或嘗試采用幾種提取技術(shù)協(xié)同提取純化,創(chuàng)新苦參中生物堿提取純化工藝技術(shù),努力提高生物堿提取純化效率。同時,應(yīng)開展苦參生物堿與其生物活性的構(gòu)效關(guān)系研究,為苦參中生物堿的合理應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)和有力的技術(shù)支持,使苦參生物堿在促進人類健康生活中發(fā)揮積極作用。