黄芩中黄酮类成分提取工艺研究概况.doc

黄芩中黄酮类成分提取工艺研究进展 -罗小文(100703032474)摘要：本文分别对黄芩中的黄酮类成分黄芩苷、黄芩素、汉黄芩素提取工艺进综述，以期为黄芩黄酮类成分未来的相关研究提供参考。 关键词：黄芩苷；黄芩素；汉黄芩素；提取工艺Study on technology for extracting flavonoids from Scutellaria baicalensisAbstract: This article reviews technology for extracting of baicalin,Wogonin and Baicalein from Scutellaria baicalensis in order to provide reference for future research.Key words: Baicalin; Baicalein; Wogonin; Extraction黄芩为唇形科植物黄芩Scutellaria baicalensis Georgi的干燥根1，是我国常用大宗中药材之一，应用历史悠久。现代研究表明，黄芩活性成分主要为黄酮类化合物，其中黄芩苷、黄芩素、汉黄芩素在医药和其他领域有着广泛用途，具有抗氧化、抗菌、抗病毒、抗过敏、调节免疫、调节心血管、解热、降压、降血糖等药理活性2。其传统提取方法有煎煮法、浸渍法、回流提取法等,新技术提取新方法有超声波法、微波法、酶提取法。本文分别对其提取工艺进行综述，以期为黄芩黄酮类成分未来的相关研究提供参考。1黄芩苷的提取 1.1传统提取方法 黄芩苷的传统提取方法有煎煮法、浸渍法、回流提取法等。 1.1.1煎煮法采用煎煮法提取黄芩苷时，影响因素主要有浸泡温度、煎煮次数、加水量及煎煮时间等。李晓芳等3对黄芩苷在水提取工艺中的降解过程进行研究，结果发现在以水为溶媒提取黄芩药材中的黄芩苷时，宜在60以上条件下浸泡处理，或者将黄芩药材首先煮沸，可减少黄芩苷的降解，提高黄芩苷的提取率；而李建华等4进一步研究却发现在60时进行黄芩投料提取，黄芩苷的损失仍然比较大，提出宜在80以上条件下浸泡处理，或者将黄芩药材预先通过炮制灭活内源酶,来减少黄芩苷的降解。对煎煮次数、加水量及煎煮时间影响黄芩苷的提取进行研究，以提取的黄芩苷的量为考察指标，孙益林等5认为用10倍量的水煎煮2次，每次 1.5h为最佳工艺；王青6则认为黄芩水提取的最佳工艺为水煎煮3次，第 1次加l0倍量的沸水提取1.5h，第2次加8倍量的水提取1h，第3次加6倍量的水提取30min，黄芩苷的收率可达91.06%；朱思明等7发现用料液比为1:15，提取3次，每次1.5h为黄芩苷的较佳提取工艺。根据黄芩苷的理化性质,可采用碱性离子水煎煮法提取黄芩苷，韩鲁佳等8的实验表明，该方法的得膏率明显提高，以pH值10的碱性离子水效果最好，提取得率和含量都较高，随着煎煮时问的缩短,特别是缩短第二次煎煮时间，得率虽有所下降,但黄芩苷的含量明显提高，可达95%。姚燕萍9研究提出采用黄芩加水煎煮提取后浓缩、不加矾、喷雾干燥的方法生产黄芩苷提取物的新工艺,具有流程简单,生产周期短,显著提高提取效率的优点。应用新工艺后，黄芩提取物收率由原来的12%提高到22%，黄芩提取物中黄芩苷含量由原来的4%升至20%24%，在大批量生产中，取得显著的经济效益。可见，煎煮法作为传统的提取方法，虽然可以方便地进行工业化生产，但是提取率较低，溶媒用量大，耗时长。通过改进方法及优化工艺，可以提高黄芩苷收率。1.1.2浸渍法在探讨黄芩苷提取工艺时，王洪鹏等10发现加酸沉淀时pH值、加热温度、保温时间及静置时间对黄芩总苷收率的影响极大，并证明黄芩苷提取的最佳工艺条件为pH值1.52.0，加热温度70，保温时间60min，静置时间24h,黄芩苷粗品的提取率为13.21%。冷浸法溶媒用量大,耗时长，提取率也较低。1.1.3回流提取法张凤梅11通过正交试验证实乙醇浓度50%、热回流提取3h、溶剂量为12倍时是黄芩苷的最佳提取工艺条件。熊淑华等12研究表明用10倍量的60%乙醇，回流提取3次，每次1h提取，所得黄芩苷含量最高。而潘燕等13通过优化得到黄芩苷醇提的最佳工艺为黄芩粉末20目，回流提取2次，分别加8倍和6倍量60%乙醇提取2h和0.5h，黄芩苷提取率为9.81%，比传统的回流提取率有所提高。蒋荣珍等14采用星点设计效应面优化法优选黄芩提取工艺条件：乙醇浓度45%、提取时间120min、溶剂用量4倍，所得结果与正交及均匀设计相比,提高了精确度。回流法虽然提取较完全，但是耗时较长，而且需要加热。1.2提取新方法 黄芩苷的提取新方法有超声波提取法、微波提取法和酶解法。 1.2.1超声波提取法郭孝武等15研究了不同频率超声对提取黄芩苷成分的影响，比较在同一提取时间，频率分别为20、800、1100kHz时，黄芩苷提取得率的不同，黄芩苷的提取率随超声频率的增大而减少，频率为20kHz得率最高,他们进一步研究了该频率下不同提取时间对黄芩苷提取率的影响，其提取率随提取时间的延长而增加，到一定时间，再延长，其提出率增加不多，但其含量有一极限值，超声提取时间以40min为宜。说明超声提取法没有改变黄芩苷有效成分，且证明了该法与常规煎煮法相比,无需加热,提取时间缩短，提高了黄芩苷的得率。王胜男等16通过正交设计结合单因素方法考察超声循环提取黄芩苷的最佳条件：80目黄芩粉末，60%乙醇40超声循环提取3次，每次40min，超声功率为100W,黄芩苷收率为6.10%。超声循环提取法优于传统的醇提酸沉法，超声循环提取技术将超声、加热、循环同时应用于提取过程，是一种高产率、低成本、操作简单、污染小的中药提取方法。王地等17发现利用流体动力式超声提取黄芩，水提液中黄芩苷的含量显著高于槽式超声和煎煮法。超声波提取方法与传统方法相比较，具有设备简单、提取时间短、提取率高等特点。虽然超声波提取技术能提高提取率，但它对提取瓶放置的位置和提取瓶的瓶壁玻璃厚薄要求较高，且目前超声波提取技术主要用在小型实验室，国内尚无超声提取中药的生产设备，要用于大规模的工业生产，还要解决有关工业设备放大的问题。1.2.2微波提取法张瑞忠18研究认为采用输出功率480W的微波技术，对60目黄芩粉浸提20min为黄芩苷的最佳浸提方案，且微波浸提法对黄芩苷的提取效率明显优于常规煎煮法。程存归等19采用微波辅助提取法对从黄芩中提取黄芩苷的方法进行研究，结果显示，当采用60%乙醇水溶液时黄芩苷的得率最大，得出微波辅助提取的最佳工艺为黄芩原材料粉碎粒度200目，溶剂为60%乙醇溶液，微波辐射8min，黄芩苷得率为14.51%。李芳等20运用微波辅助乙醇回流联合工艺从黄芩中提取黄芩苷，确定了微波加热时间为4min，乙醇浓度为50%，料液比为1:10为最佳工艺条件,发现乙醇溶液浓度对黄芩苷收率的影响最大。微波辅助浸提的优点是加热速度快、加热均匀、高效节能、选择性强，它可快速达到较高温度，减少溶剂消耗，所以是一种简单、快速、安全的方法。1.2.3酶解法张福维等应用纤维素酶提取黄芩中的黄芩苷，在纤维素酶的比活力为1500个活力单位、pH值5.0、温度50条件下进行研究，结果显示不同酶解时间对黄芩苷的百分含量有很大影响，在50保温18h产物纯度可以达到82.08%，其黄芩苷的提取率为8.67%,酶解时间为18h,煎煮时间为40min，黄芩苷的纯度就达到 81%，煎煮时间过长会有部分黄芩苷水解，也会影响产物纯度,加酶提取黄芩苷比不加酶提取的产率提高16.3%，且缩短了煎煮时间，产物中黄芩苷的纯度有明显的提高。徐晓英等21提出了利用黄芩药材中共存酶特性调节性提取制备黄芩提取物的方法，结果显示，在设定的酶解条件下，可以平衡提取黄芩中的黄芩苷与黄芩素。2黄芩素的提取 黄芩中黄芩素的质量分数只有0.04%0.28%,直接提取高纯度黄芩素难度较大，通常采用直接酸水解、热裂解和酶催化水解等方法将来源较广的黄芩苷制备成黄芩素。 2.1直接酸水解法 赵春颖等22采用直接酸水解黄芩苷制备黄芩素，并对其工艺进行优化。水用量为黄芩苷的100倍、浓硫酸量为黄芩苷的7倍，制备时间为6h，萃取3次为最佳制备工艺，该工艺简单，制备率较高。而蒋建军等23采用酸沉碱溶法从黄芩中提取黄芩苷，通过水解黄芩苷制取黄芩素粗品，再经硅胶和聚酰胺柱层析纯化，得高纯黄芩素，结果表明最佳条件为黄芩苷在20%盐酸水溶液中为2% (质量分数)，反应温度373K，反应时间1.5h，在此条件下，黄芩素的产率为89.86%，其纯度为99.35%。该方法简便快速、成本低廉，为高纯度黄芩素的制备提供了一条新途径。2.2浸渍法 王彩芳等24通过正交试验得出黄芩素的最佳提取工艺为采用冷浸法，水为提取溶剂，提取90min共取4次,还进行冷浸法用水作为溶剂、提取120min、提取4次及提取90min、提取5次的比较实验，结果黄芩素的提取率分别为4.90%和5.11%。2.3酶解法 王宏志等25通过研究得出纤维素酶解黄芩药材的最佳工艺条件为浸提倍数20,加酶量20U/g 药材，pH4.8，温度50，时间8h。与传统的水煎提取效果相比,酶解法提取黄芩生药材使得黄芩素提取率提高了5倍多。刘云华等对黄芩药材中黄芩苷的酶解条件和黄芩素的提取工艺进行研究，得出较佳酶解条件和提取工艺为黄芩药材粉碎至1020目，加水6倍，于60保温10h,酶解后的黄芩药材加8倍量70%乙醇回流提取2次，每次1h。黄芩素的提取率大于70%,工艺稳定可行。姚亚红等进一步研究发现黄芩素的最佳酶解工艺为温度40、pH6.0、时间12h，此时提取液中黄芩素含量最高。周健等26建立了水提法制备黄芩苷，酶解法制备黄芩素的新方法,制得黄芩素产率达到84.2%，纯度达到93.2%。魏建文等27利用酶解法通过正交试验筛选黄芩素的最佳提取工艺为采用6倍量无水乙醇,功率70%，取 5次，每次20min，提取物中黄芩素含量为57.57%73.32%，黄芩中黄芩苷水解完全。3汉黄芩素的提取 关于汉黄芩素的提取，报道的比较少，有采用索氏提取和酶解法提取。3.1索氏提取法 陈翠丽等28以汉黄芩素的提取率为指标作比较，得出从黄芩药材中提取汉黄芩素的最佳方案为用甲醇进行索氏提取，时间5h，提取液浓缩得膏体，再通过柱色谱分离，用石油醚-醋酸乙酯进行梯度洗脱，最终提取率达0.53%，比传统水煎提取法0.17%提高近2倍多。3.2酶解法 王宏志等25以汉黄芩素的提取率为指标，通过考察浸提倍数、加酶量、pH、温度、时间对纤维素酶解反应提取汉黄芩素的影响，得出纤维素酶解黄芩药材的最佳工艺条件为浸提倍数20，加酶量20 U/g药材，pH4.8，温度50，时间8h。与传统的水煎提取效果相比，酶法提取黄芩生药材使得汉黄芩素提高了近4倍。4小结 综上所述，指标不同，不同提取方法的提取率也有所不同。根据各提取方法本身的优缺点，选择适合的方法。传统方法中煎煮法虽然可以方便地进行工业化生产，但是提取率较低，溶媒用量大，耗时长；冷浸法溶媒用量大，耗时长，提取率也较低；回流法虽然提取较完全，但是耗时较长，而且需要加热。因此，利用不断出现的新技术、新方法提取黄芩化学成分，是 目前黄芩研究领域的一大热点。参考文献1 国家药典委员会.中国药典(一部)s.北京:中国医药科技出版社，2010：2822 王忠壮，胡晋红现代中药学M.上海:第二军医大学出版社2006：3573 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