謝 洲 付亮 黃 娟 王強 李 勇 王 濤 王志德
摘要? ? 丹參多糖是丹參主要化學成分之一,其藥用價值高,在生物醫(yī)藥方面具有十分廣闊的臨床應用前景。本文綜述了當前丹參多糖提取的常用方法,包括溶劑法、酶提取法、超聲波提取法、微波輔助法等,以期為丹參多糖的提取提供參考。
關鍵詞? ? 丹參;多糖提取;溶劑法;酶提取法;超聲波提取法;微波輔助法
中圖分類號? ? R282? ? ? ? 文獻標識碼? ? A
文章編號? ?1007-5739(2019)16-0203-02? ? ? ? ? ? ? ?? 開放科學(資源服務)標識碼(OSID)
中藥丹參為唇形科(Labiatae)多年生草本植物丹參(Salvia miltiorrhiza Bunge.)的干燥根和根莖。丹參所含化學藥用成分主要分為4類,即脂溶性二萜醌類、水溶性酚酸類、揮發(fā)油類、多糖類。多糖由半乳糖∶阿拉伯糖∶甘露糖∶葡萄糖∶核糖∶木糖∶鼠李糖以58.8∶15.3∶4.2∶12.7∶8.5∶1.0∶2.8的摩爾比例組成[1],具有延緩衰老、抗病毒、抗癌、增強免疫力、降血脂的作用。隨著對丹參藥用成分的深入研究,多糖的提取過程工藝備受研究者的關注。目前常用丹參多糖提取方法主要有溶劑法、酶提取法、超聲提取法、微波輔助法,其研究進展綜述如下。
1? ? 溶劑法
溶劑提取法中較為傳統(tǒng)的方法主要有浸漬法、滲漉法、煎煮法、回流萃取法、連續(xù)回流萃取法。多糖屬于極性化合物,根據(jù)極性大小相似相溶的原理,丹參多糖易溶于熱水而不溶于醇,采用水提醇沉淀法,提取液主要為水和醇。
汪? 紅等[1]粉碎1 kg丹參,一并加入95%工業(yè)乙醇6倍量提取,過濾,揮干乙醇留藥渣,水煎2次,1次水量為8倍,2次水量為6倍,濃縮水體液至1.5 L,加入2倍量工業(yè)乙醇,靜置混合液10 h,離心后沉淀得多糖80 g。用DEAE.Sepharose FastFloW進行優(yōu)化提純后,以雙氧水脫色,蒸餾水分析,置于冷凍箱直至干燥后得到2個米黃色單一多糖。
蔡亞平等[2]研究表明,丹參多糖最適提取工藝為水浸泡2 h,加熱至沸騰30 min過濾,再煎煮25 min過濾,收集2次過濾液,濃縮液含有丹參2 g/mL,加入無水乙醇使其濃度達80%,在20 ℃恒溫狀態(tài)下放置4 h,離心沉淀,可得到丹參多糖。
李淵[3]采用水提法,將100 g丹參細粉加入1 000 mL圓底燒瓶,同時加入600 mL 95%工業(yè)乙醇,分2次置于80 ℃恒溫水溶鍋中連續(xù)回流2 h,過濾并風干,選擇1 000 mL燒杯,再次加入約8倍體積的蒸餾水,在溫度為95 ℃的烘箱中浸提2 h,攪拌并過濾。所得濾渣再次用8倍體積蒸餾水浸提,收集濾液,離心,取出上清液,濃縮150 mL,離心,分離,去除沉淀,向上清液逐漸加入乙醇,然后干燥沉淀物,可得多糖10.8 g。
通過上述研究表明,丹參多糖提取溶劑的重要因素為溫度、時間、固液比。該方法簡單、具有可操作性,但水提取的缺點是提取溫度標準高,效率較低且耗時,價格高昂,安全性低,而多次的連續(xù)提取極易破壞多糖的化學結構,影響多糖穩(wěn)定性。
2? ? 酶提取法
選用精準靶向性的酶(如果膠酶、纖維素酶),通過酶反應分解細胞壁的纖維素、果膠,破壞細胞壁的組織結構,克服來自細胞壁和細胞質(zhì)之間的阻力,促使細胞質(zhì)中的有效藥用成分加速外溢,降低提取難度,提高提取效率。
楊瑞花等[4]采用響應面法纖維素酶優(yōu)化提取丹參多糖,單因素正交試驗確定了丹參多糖最宜提取條件為加酶量0.5%、酶解溫度65 ℃、pH值4.5、提取時間2 h,所得提取率25.9%。
蔡紅兵等[5]確定了影響酶提取丹參多糖的因素主次關系為溫度>酶解時間>酶用量,最佳提取條件為溫度60 ℃、加酶量10 g/kg、酶解時間120 min,提取率為10.89%。
鞏健[6]選用木瓜蛋白酶、纖維素酶、果膠酶質(zhì)量比為2∶2∶1的復合酶,確定最佳工藝提取條件為酶解溫度52 ℃、70 min、復合添加量8 mg/mL、液料比(mL/g)為45∶1,多糖提取率為13.36%。
酶提取法具有便利專一、容易去除雜質(zhì)、效率高、節(jié)約成本和降低能耗的優(yōu)點,基于此,酶法具有廣闊的應用空間。根據(jù)酶的特殊性,應用中采用復合酶,協(xié)同底物、抑制劑、酶濃度之間的關系,熟悉所需pH值、溫度和時間等開展試驗。
3? ? 超聲波提取法
該方法的應用原理是利用超聲波空化效應,即介質(zhì)內(nèi)部在溶解過程中本存在細微氣泡,在頻率高于20 000 Hz的超聲波作用下產(chǎn)生共振,當聲壓達到定向擴散的閾值后氣泡會逐漸增大,直至形成共振腔,然后瞬時閉合,氣泡閉合時會暴發(fā)出巨大的氣壓壓力,從而形成沖擊波,擊碎植物細胞壁乃至整個生物體,整個過程快速、準確、穩(wěn)定,有利于有效成分的溶出。該方法無需加熱、提取率高,相比溶劑法提取時間可縮短近15倍。
徐天生等[7]通過正交試驗發(fā)現(xiàn)加水量、藥材粉碎粒度、超聲提取時間對最終結果有顯著影響。對丹參多糖提取率的影響順序為藥材粉碎度>加水量>超聲時間,并得出三者最佳組合為加水量為12倍藥材質(zhì)量、粒度過20目篩、超聲提取時間20 min,并重復3次,試驗結果穩(wěn)定。在實際生產(chǎn)應用中,考慮到經(jīng)濟、省時,應把藥材粒度作為首要因素。該方法切實可行。
張海容等[8]通過響應面優(yōu)化超聲波提取丹參多糖工藝的方法,采用三因素三水平響應面分析,根據(jù)Design Expert試驗設計原理解出二次線性回歸方程,得到多糖產(chǎn)率響應面圖。研究結果表明,超聲波功率90 W、超聲波提取溫度值為50 ℃、每次提取時間30 min、固液比1∶55、提取次數(shù)為2次,丹參多糖的提取率為8.23%。此法為最佳提取工藝。
王燕華等[9]對提取時間、功率、丹參粒度單因素試驗的基礎上通過分析優(yōu)化,結果表明,超聲波功率設定為212 W、超聲提取時間18 min、顆粒粒度大小55目,丹參多糖提取率可達4.73%。此法為最佳提取方案。
4? ? 微波輔助法
微波提取即300 MHz至300 GHz的電磁波穿透基質(zhì)達提取物細胞內(nèi)部系統(tǒng)的過程,由于吸收微波能,分子的極性在微波場作用下瞬時極化,產(chǎn)生鍵的振動撕裂和粒子間的摩擦和碰撞,迅速產(chǎn)生大量熱能,細胞內(nèi)部溫度驟升,從而細胞高內(nèi)壓沖破細胞壁,同時微波產(chǎn)生的電磁場可加快分子由固體內(nèi)部向固液界面的擴散速率。利用微波輔助提取有效成分,具有簡化操作步驟、節(jié)省溶劑、安全無污染、提高提取率等優(yōu)點。
影響丹參多糖提取的主要因素依次為料液比>提取次數(shù)>提取溫度≈提取時間。趙衛(wèi)星[10]在單因素選擇試驗的基礎上,優(yōu)化了丹參多糖微波提取的最佳條件。結果表明,當料液比(質(zhì)量與體積比)為1∶12、超聲提取溫度值為50 ℃、每次提取時間為40 min、提取次數(shù)為3次時,多糖提取率可達5.43%。
5? ? 結語
丹參多糖提取方法已從傳統(tǒng)的溶劑提取法,發(fā)展到微波輔助提取法、超聲波提取法、酶提取法。4種方法各有優(yōu)點和缺點,在實際應用中,應根據(jù)不同的要求,有針對性地選擇不同方法,補齊短板,亦可將2種或2種以上的方法結合起來使用,最大限度地增大丹參多糖的提取率和純度。本文對丹參多糖的提取方法進行綜述,為丹參多糖提取進一步研究提供了有利理論參考。
6? ? 參考文獻
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