酶在中藥提取中的應用淺析

關金龍

酶在中藥提取中的應用淺析

關金龍

（西華大學，四川成都610039）

就酶在中藥有效成分提取中的作用機制、影響提取效果的因素以及酶在中藥提取中的應用進行了探討與綜述。

酶；中藥提取；中藥純度

0 引言

現代中藥提取方法是在傳統中藥提取方法的基礎上通過不斷創新和優化而形成的，具有科學、合理、有效等特點。采用現代中藥提取技術提取的中藥，純度較高且藥效不易被破壞。相較于傳統中藥提取方法對有效成分的損失較大、周期長、工序多、提取效率不高的缺點，酶提取技術以其催化條件簡單、催化效果好、專一性強的特點，在我國醫藥行業中得到了廣泛應用。

1 酶法提取的原理

中藥中的植物藥占90%，植物細胞由細胞壁及原生質體組成。細胞壁是由纖維素、半纖維素、果膠質、木質素等物質構成的致密結構，一般分為3層，即胞間層、初生壁和次生壁。胞間層的主要成分為果膠質。初生壁主要由纖維素、半纖維素和果膠質組成。初生壁的結構甚為復雜，由纖維素分子組成的微纖絲構成了其基本骨架，在微纖絲之間的空隙中，填有果膠質和半纖維素的膠體狀物質。和初生壁一樣，次生壁的骨架也是由纖維素分子組成的微纖絲構成[1]。

在中藥提取過程中，細胞原生質體中的有效成分向提取介質擴散時，必須克服細胞壁及細胞間質的雙重阻力。通過選用一些恰當的酶類，如纖維素酶、半纖維素酶、果膠酶等作用于藥用植物細胞，使細胞壁及細胞間質中的纖維素、半纖維素、果膠等物質降解，破壞細胞壁的致密結構，引起細胞壁及細胞間質之間的結構產生局部疏松、膨脹、崩潰等變化，減小細胞壁、細胞間質等傳質屏障對有效成分從胞內向提取介質擴散的傳質阻力，從傳質角度促使有效成分提取率的提高[2]。

中藥酶提取技術是在傳統的溶劑提取方法的基礎上，根據植物藥材細胞壁的構成，利用酶反應所具有的高度專一性等特點，選擇相應的酶，將細胞壁的組成成分水解或降解，破壞細胞壁結構，使有效成分充分暴露出來，溶解、混懸或膠溶于溶劑中，從而達到提取細胞內有效成分的目的的一種新型提取方法。由于植物提取過程中的屏障——細胞壁被破壞，因而酶法提取有利于提高有效成分的提取率[3]。

2 影響酶提取的因素

2.1 藥材顆粒度

為利于酶解，需對藥材進行預處理。如用粉碎機作預處理，粉碎顆粒越細，越易懸浮在酶解液中，增加有效面積而易被酶水解，加快水解速度。但粉碎過細，吸附作用過強，反而會影響擴散作用。因此，通常在提取前適當粉碎，可提高酶解效率。

2.2 提取溶劑

酶提取的關鍵，是選擇適當的溶劑。溶劑選擇適當，就可以比較順利地將需要的成分提取出來，并且可溶解較多的有效成分。

選擇溶劑主要注意以下3點：

（1）溶劑對有效成分溶解度大，對雜質溶解度小；

（2）溶劑不能與中藥的成分起化學變化；

（3）溶劑要經濟、易得、使用安全等。

現在工業生產及實驗室主要采用水、乙醇等作為提取的溶劑。

2.3 溫度及pH

溫度增高，分子運動加快，溶解、擴散速度也加快，有利于有效成分的提出，所以熱提常比冷提效率高。但是，溫度過高，有些有效成分被破壞，酶的活性降低，甚至失活，同時雜質的溶出也增多。故一般加熱不超過60 ℃，最高不超過100 ℃。過高或過低的pH都會導致酶失活，pH不僅影響酶立體構象，也影響底物解離狀態。在最適宜的pH下進行提取，效率最高。

2.4 酶解時間

有效成分的提取率通常隨提取時間的延長而增加，直到藥材細胞內外有效成分的濃度達到平衡為止。所以，不必無限制地延長提取時間，一般用水加熱提取以每次0.5～1 h為宜，用乙醇加熱提取每次以1 h為宜。

2.5 酶的用量

隨著酶的濃度的升高，與底物的接觸面積增大，酶解反應速率增大。但是，當酶的濃度達到過分飽和時，底物濃度相對較低，酶與底物競爭，會對酶產生抑制作用，酶得不到充分利用，造成浪費。

3 酶技術在中藥提取中的應用特點

3.1 催化效果較好

在中藥提取中應用酶技術主要是通過酶的催化作用，將生物中藥中的重要成分提取出來。此過程中酶技術對于催化環境、催化溫度等都沒有嚴格的要求，并且能夠快速地完成催化過程，從而有效地完成中藥的提取。這充分體現了酶技術具有較好的催化效果。

3.2 專一性強

在中藥提取中應用酶技術是就某一種中藥成分進行提取，并不會一次性進行多種中藥成分的提取，這大大提高了中藥成分的純度。相應的也充分體現了酶技術專一性強這一特點。

3.3 減少污染物的排放

應用酶技術進行中藥提取主要是應用酶技術的催化作用，在常溫、常壓下提取出中藥成分。整個過程中不摻雜任何的化學品，能夠大大降低污染物的排放。酶技術提取中藥相當于綠色中藥生產。

4 酶在中藥提取中的應用

4.1 用于中藥有效成分的提取

酶提取的原理是利用酶反應的高度專一性，將細胞壁組成成分水解或降解，破壞細胞壁，從而提高有效成分的提取率。選用恰當的酶，無需高溫即可將影響液體制劑的雜質如淀粉、蛋白質、果膠等分解去除，較溫和地分解植物組織，加速有效成分的釋放提取，也可促使某些水溶性不好的成分轉化為糖苷等易溶于水的成分，有利于提取。

茶多糖是茶葉中的重要生物活性成分之一。傳統提取方法通常采用水或有機溶劑浸出，但多糖難以從細胞內釋放，得率低而成本高。王元風[4]等將復合酶（ViscozymeL，含纖維素酶、半纖維素酶和果膠酶等）和果膠酶用于茶多糖的提取，使茶葉細胞壁破裂，促進多糖溶出，以提高提取率、縮短提取時間。試驗獲得了復合酶的最佳處理條件，于40 ℃、pH5.5、加酶量0.5%條件下提取3 h，茶多糖的提取率為3.29%，是水提法的2.7倍。

4.2 用于提取液的精制

中藥水提液含有多種類型的雜質，如淀粉、蛋白質、鞣質、果膠等。采用常規提取法時，煎煮過程中藥材里的蛋白質遇熱凝固、淀粉糊化，影響有效成分煎出，分離困難。針對中藥水提液中所含的雜質類型，采用相應酶將其降解為小分子物質或分解除去，可解決上述問題，并改善中藥口服液、藥酒等液體制劑的澄清度，提高成品質量。

5 結語

在20世紀90年代，酶就被應用于中藥提取中，并取得了良好的應用效果。隨著科研技術水平的不斷提高，酶提取技術需要進一步做深入研究。在酶類方面，需進一步研究不同種中藥提取的酶類選擇的依據，并且通過基因工程等技術構建高產高酶活的產酶菌株，降低酶法提取成本[5]。

[1] 李雄彪，吳奇.植物細胞壁[M].北京：北京大學出版社，1993：6.

[2] 余洪波，張曉昱.酶法在中藥提取中的研究進展[J].中成藥，2005，27（5）：1591.

[3] 何際嬋.淺談酶法在中草藥提取中的應用[J].中醫藥學刊，2005，23（9）：1713.

[4] 王元鳳，金征字.酶法提取茶多糖工藝的研究[J].江蘇農業學，2005（3）：122-124.

[5] 陳棟，周永傳.酶法在中藥提取中的應用和進展[J].中國中藥雜志，2007，32（2）：99-101.

2015-04-22

關金龍（1989—），男，黑龍江寧安人，助理工程師，研究方向：中藥制備。