苦參中生物堿的提取及純化工藝研究進展

◎ 韓高偉，高子怡，趙二勞

（忻州師范學院化學系，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，是傳統中藥，其性寒味苦，具有清熱解毒、燥濕利尿、祛風殺蟲等功效[1]。生物堿是苦參主要有效成分，包括苦參堿和氧化苦參堿，是醫藥、食品、保健品及生物農藥的重要原料。現代藥理研究表明，苦參生物堿具有抗腫瘤、抗炎、保肝、抗心律失常及免疫調節等功能[2]。因此，苦參大量應用于中成藥生產和臨床處方，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。

1 苦參中生物堿提取工藝

目前，國內有關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。

1.1 溶劑提取工藝

溶劑提取是依據相似相容的原理，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]采用星點設計-效應面法優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的提取方法，溶劑提取工藝簡單、成本低，適于工業化生產，但也存在提取時間長，產品雜質多，提取率不高等問題。

1.2 超聲輔助提取工藝

超聲輔助提取利用超聲波的空化、機械和熱效應等，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，通過正交試驗設計優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，發展前景良好。

1.3 微波輔助提取工藝

微波輔助提取是利用各種物質在微波場中吸收微波能的不同，植物細胞內容物被選擇性加熱，在細胞內瞬間產生高溫、高壓，導致細胞壁破裂，傳質阻力減少，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，發現在料液比（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。結果表明：微波輔助提取效果均優于常規溶劑回流提取，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、節約試劑、提取效率高等特點。但因適于工業化產生的微波設備研發相對滯后，現僅限于實驗室研究。

2 苦參生物堿的純化工藝

目前，國內有關苦參生物堿的純化研究不多，僅有少數幾篇文獻。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%氫氧化鈉溶液調節藥液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%。霍清等[19]研究了大孔吸附樹脂純化苦參堿，發現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，國內有關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范圍很小，純化效果也有待提高。

3 展望

苦參中生物堿具有多種生物活性，是醫藥、食品、保健品及生物農藥的重要原料。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，相關研究還很有限，還不夠系統，涉及的提取純化技術范圍較小。所以，今后應加大研究力度，參考、借鑒其他天然產物中活性成分現代提取純化工藝技術，或嘗試采用幾種提取技術協同提取純化，創新苦參中生物堿提取純化工藝技術，努力提高生物堿提取純化效率。同時，應開展苦參生物堿與其生物活性的構效關系研究，為苦參中生物堿的合理應用提供理論基礎和有力的技術支持，使苦參生物堿在促進人類健康生活中發揮積極作用。