（化工过程机械专业论文）虎杖中白藜芦醇提取工艺研究.pdf

中文摘要 本文对中药材虎杖分别采用乙醇回流法、纤维素酶辅助提取法、微波辅助提 取法和超声辅助提取法的提取工艺进行了实验研究，用紫外分光光度法检测白藜 芦醇含量，计算出白藜芦醇的提取率，考察每种提取方法的工艺参数对提取结果 的影响。 文中对影响不同提取方法的各主要因素进行单因素实验。根据单因素实验结 果，采用正交试验设计，考察了提取温度、提取时间、料液比、乙醇浓度对回流 法提取结果的影响，得出提取时间对提取结果影响最为显著：考察了酶添加量、 酶解温度、酶解时间、p h 值对纤维素酶辅助提取结果的影响，得出酶解温度为 主要影响因素：考察了微波作用功率、微波作用时间、料液比、乙醇浓度对微波 辅助提取法提取结果的影响，结果表明乙醇浓度为主要影响因素；考察了超声温 度、超声时间、料液比、乙醇浓度对超声辅助提取法提取结果的影响，结果表明 乙醇浓度为主要影响因素。得到了四种不同提取方法各自适宜的提取工艺。 在此基础上，通过综合比较四种提取方法的提取效果，得到纤维素酶辅助提 取法、微波辅助提取法、超声辅助提取法均比传统乙醇回流提取法提取效率高， 能耗低，可以认为是更佳的提取方法。酶法提取的最优提取条件为：酶解温度为 5 0 、p h 值为5 0 ，纤维素酶与虎杖粗粉配比为1 ：5 0 0 ，酶解9 0 r a i n ，结果比传 统乙醇提取法提取率提高2 倍；微波辅助醇提取白藜芦醇的最佳提取条件为：以 体积分数为8 0 的乙醇溶液为提取剂，料液比为1 ：2 0 ，在5 1 0 w 功率下微波6 0 s ， 结果比传统乙醇提取法提取率提高近3 倍：超声法提取的最佳提取条件为：溶剂 为乙醇，体积分数为8 0 ，超声温度为5 0 ，超声时间为1 0 m i n ，料液比为1 ：2 0 。 与传统醇提工艺相比，提取率提高近3 倍。 关键词：纤维素酶微波超声虎杖白藜芦醇 a b s t r a c t e x t r a c t i n gt e c h n i q u e s i s e x p e r i m e n t a l l ys t u d i e db yu s i n gm e t h o d so f a l c o h 0 1 e x t r a c t i o n c e l l u l o s e - a s s i s t e de x t r a c t i o n , m i c r o w a v e a s s i s t e de x t r a c t i o n a n du l t r a s o n i c - a s s i s t e de x t r a c t i o nf o rp o l y g o n u me u s p i d a t u m 。a c c o r d i n gt h e c o n t e n to fr e s v e r a t r o lt h a ti se x t r a c t e df r o mp o l y g o n u mc u s p i d a t u mm e a s u r e db y t h eu l t r a v i o l e tr a d i a t i o nm e t h o d ，t h ee x t r a c t i n gy i e l di sg a i n e d a n dt h ee x t r a c t i n g e f f e c ti n f e c t e db yt h et e c h n i c a lp a r a m e t e r so fe a c hm e t h o di sd i s c u s s e d t h r o u g hs e r i e se x p e r i m e n t sd e s i g n e da c c o r d i n gu n i v a r i a t ee x p e r i m e n t s ， a c c o r d i n g t ot h eu n i v a r i a t ee x p e r i m e n t s ，t h eo r t h o g o n a le x p e r i m e n t sa r ec a r r i e d o u tt oa n a l y s i si n d i v i d u a l l yt h em a i nf a c t o r si n f l u e n c i n gt h er e s v e r a t r o ly i e l d t h e e f f e c t so ft e m p e r a t u r e 。e x t r a c t i n gt i m e ，a l c o h o ld o s a g ea n da l c o h o lc o n c e n t r a t i o n o fe x t r a c t i n gs o l u t i o no nr e s v e r a t r o ly i e l da r es t u d i e di na l c o h o l e x t r a c t i o n m e t h o d 。t h er e s u l t ss h o w 也a tt h ee x t r a c t i n gt i m eo fe x t r a c t i n gs o l u t i o ni st h e m o s te f f e c t i v ef a c t o r i nc e l l u l a s e a s s i s t e de x t r a c t i o ne x p e r i m e n t ，t h ee f f e c t so f c e l l u l o s ea m o u n t ，t e m p e r a t u r e ，e x t r a c t i n gt i m e ，a n dp ho fe x t r a c t i n gs o l u t i o no n r e s v e r a t r o ly i e l da r es t u d i e d 。t kr e s u l t ss h o wt h a tt h et e m p e r a t u r eo fe x t r a c t i n g s o l u t i o ni st h em o s te r i e c t i v ef a c t o r i nm i c r o w a v e a s s i s t e de x t r a c t i o ne x p e r i m e n t ， t h ee f f e c t so fm i c r o w a v ep o w e r , a c t u a t i o nt i m e ，a l c o h o ld o s a g e ，a l c o h o l c o n c e n t r a t i o no fe x t r a c t i n gs o l u t i o no nt h er e s v e r a t r o iy i e l da r ea n a l y z e d a l c o h o l c o n c e n t r a t i o na r ef o u n dt ob er e m a r k a b l ei n f l u e n c ef a c t o r s i nu l t r a s o n i c - a s s i s t e d e x t r a c t i o ne x p e r i m e n t ，t h ee f f e c t so ft e m p e r a t u r e ，e x t r a c t i n gt i m e ，a l c o h o ld o s a g e ， a l c o h o lc o n c e n t r a t i o no fe x t r a c t i n gs o l u t i o n0 1 1t h er e s v e r a t r o ly i e l da r ea n a l y z e d , a l c o h o lc o n c e n t r a t i o na r ef o u n dt ob er e m a r k a b l ei n f l u e n c ef a c t o r s f u r t h e r m o r e t h er e s u l t so ft h e s ee x p e r i m e n t si n d i c a t et h a tb o t hg r i n d i n ga n dp r e - s o a k a g ec a n i m p r o v et h ea s t r a g a l o s i d ei vy i e l dc o n s i d e r a b l y 。 b yc o m p a r i n ge x t r a c t i o ny i e l do ft h ea b o v ef o u re x t r a c t i o nm e t h o d s ，t h e c e l l u l a s e a s s i s t e d e x t r a c t i o n ， m i c r o w a v e - a s s i s t e de x t r a c t i o n a n d u l t r a s o n i c a s s i s t e de x t r a c t i o nm e t h o di sc o n s i d e r e da st h eb e t t e rt h r e e 也a nt h e a l c o h 0 1 e x t r a c t i o n g e n t l ee x t r a c t i o nc o n d i t i o n s ，w h i c hw e r ed e t e r m i n e de x p e r i m e n t l ya s f o l l o w s ：c e l l u l a s e a s s i s t e de x t r a c t i o n ：c e l l u l o s ea m o u n t5 0 0 0 9 ，t e m p e r a t u r e 5 0 ，e x t r a c t i n gt i m e9 0 m i n ，a n dp h5 0 ；m i c r o w a v e - a s s i s t e de x t r a c t i o n ： m i c r o w a v ep o w e r5lo w ，a c t u a t i o nt i m e6 0 s ，a l c o h o ld o s a g el ：2 0 ，a l c o h o l c o n c e n t r a t i o n8 0 ：u l t r a s o n i c a s s i s t e de x t r a c t i o n ：e x t r a c t i o nt e m p e r a t u r e5 0 ， e x t r a c t i o nt i m e10m i na n dt h ea l c o h o lc o n c e n tr a t i o nl ：2 0 c o m p a r e dw i t h t r a d i t i o n a le x t r a c t i n gt e c h n o l o g yb ye t h e n o l 。e x t r a c t i o ny i e l do fr e s v e r a t r o lw a s i n c r e a s e db ya b o u t3t i m e sb yu s i n gt h i su l t r a s o n i ce x t r a c t i o nt e c h n o l o g y k e yw o r d s ：c e l l u l a s e a s s i s t e d ，m i c r o w a v e - a s s i s t e d ，u l t r a s o n i c a s s i s t e d ， p o l y g o n u mc u s p i d a t u m ，r e s v e r a t r o l 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的 研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得墨鲞盘堂或其他教育机构的学位或证 书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：善衣始签字帆岬年，月矽日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解苤鲞苤鲎有关保留、使用学位论文的规定。 特授权苤鲞盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有苯数据库进行检 索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名： 签字日期： 薹副格 词年i f 月 7 日 导师签名： 橥扇吃 签字日期：如7 年月亏日 第一章文献综述 1 1立题的依据及意义 第一章文献综述 1 1 1立题依据 随着社会的发展，人类疾病谱己悄然发生变化，医疗模式己由单纯的疾病治 疗转变为预防、保健、治疗、康复相结合，各种替代医学和传统医学正发挥着越 来越大的作用。随着生存环境的不断恶化，人类“回归自然”的呼声越来越高， 从而使传统医药倍受青睐。具有我国传统文化特色和独特优势的中药，正面临着 前所未有的发展机遇和挑战。 目前国际上有很多家公司、研究团体从事传统药物的研究与开发工作，欧共 体对天然药物进行了统一立法，加拿大和澳大利亚等国天然药物地位己经合法 化，特别是美国f d a 对天然药物进行立法，把天然药物作为治疗药物纳入医疗保 险而不再是仅作营养补充剂和替代药物部分，并开始接受部分天然药物的复方混 合制剂作为治疗药。目前，国际市场天然药物的年销售额在3 0 0 亿美元以上， 而且每年还在以2 0 的速度递增。这为天然药物进入国际市场提供了良好的国际 环境。 同时，随着全球经济一体化进程的加快，特别是我国加入w t o 后，中国医 疗市场融入国际医药大市场的广度和深度将进一步加剧。面临强大跨国医药集团 的激烈竞争以及日本、韩国、印度、泰国等亚洲国家传统医药产品和德国、法国 等欧洲国家植物药的巨大冲击，我国传统中药生产的许多产品由于尚不能符合国 际医药市场的标准和要求，在国际市场的销售份额不足5 ，并且有可能会进一 步萎缩。面对如此严峻的国际大趋势，如何让具有传统优势和特色的天然药物产 业大步走向世界，这是值得思考的课题。 1 1 2 研究的意义 中药现代化是中药国际化的前提，要实现中药现代化，质量控制和采用先进 的加工工艺是关键，而质量控制必须有相应的简便、快速、准确的方法相配套。 因此，我们从原料开始，对每步加工工艺进行细致研究。采用纤维素酶、超声、 微波等辅助提取技术，以期在中药现代化进程中发挥一定作用。 虎杖为我国传统中药，其根茎，具有活血定痛、清热利湿、止咳化痰作用。 第一章文献综述 现代药学研究证明其具有多种药理作用。近些年来，随着对虎杖活性成份的深入 研究发现其白藜芦醇具有许多功能，最主要表现在抗癌作用和抗心血管疾病两 个方面。目前国内外有多家科研机构在开展与白藜芦醇有关的工作。白藜芦酵的 功能首先在保健食品中发现，然后进一步发现了其作为医药的更高价值如虎杖 自錾芦酵纯度在9 5 以上售价约为8 0 0 0 - 1 0 0 0 0 美元每公斤。而且据目前已查的文 献表明，在众多植物中虎杖白藜芦醇的含量最高。目前我国植物提取物生产企业 技术条件相对较差，采用较陈旧的工艺，既污染了环境，也造成了资源的极大浪 费，加上质量不稳定等因素生产成本高，经济效益低。我们选择了虎杖作为研 究对象。以期在植物快速高教提取方面作一些有益的探索，为进一步充分利用虎 杖资源，开发系列功能保健食品、医药原料和制品，对实现中药现代化具有现实 意义。因此，本论文拟对下列内容进行研究。 ( 1 ) 传统乙醇提取法提取虎杖中自藜芦醇： ( 2 ) 纤维囊酶辅助提取虎杖中白藜芦醇： 1 3 ) 微波辅助提取虎杖中白藜芦醇： ( 4 ) 超声辅助提取虎杖中白藜芦醇。 12 国内外对虎杖的研究现状与研究进展 虎杖( p o l y g o n u mc u 研d a t u ms i e b e t z u c c ) 为墓科要属的草质状小灌木，广泛 分布于华东、中南及辽宁、陕西、甘肃、四川、贵州、云南。虎杖形状如图i - 1 。 图1 1 虎杖的形状图。 f i gl it h es h a p eo f p o l y g o n u mc u s p i d a m m 传统中药虎杖，常用其干燥根状茎，春、秋两季采挖，除去须根洗挣，趁 鲜切短段或厚片，晒干，粉碎为黄棕色粉末，主要功能为祛风利湿、散痰定痛、 止咳化痰。j i j 于关节痹痛、湿热黄疸，经闭，咳嗽痰多，水火烫伤，跌扑跌伤， 第一章文献综述 癔肿疮素等1 2 j 。 国内外学者对虎杖的化学成分做了许多研究，近年来，仍有不少对虎杖中化 学成分的研究报道疆诺1 。概括起来，虎杖中主要含有葱醌类化合物、芪类化合物、 水溶性多糖和鞣质等成分。 葸醌类虎杖的主要成分，分为游离型和结合型两种。游离葸醌衍生物有： 大黄素、大黄素甲醚、大黄酚及大黄酸f 9 ，1o 】等；结合型的有大黄素8 o 葡萄糖甙、 大黄素警醚1 。圣- d 。萄莓糖甙等。以游离型为主，结合型的含量较 氐。 芪类自藜芦醇和白藜芦醇甙，其中白藜芦醇甙的含量远远高于白藜芦 醇，原因是白藜芦醇在自然界中以甙的形式更稳定。 酚性成分虎杖中酚性成分主要有：迷人醇、6 羟基芦荟大黄素、大黄素8 单甲醚等。 黄酮类化合物虎杖中黄酮类化合物主要有：槲皮素、槲皮素3 阿拉伯 糖甙等网。 其它虎杖含有一种分子量约6 0 0 0 的多糖【l o 】，其中含3 8 个单糖，壶d 葡 萄糖、d 半乳糖、d 甘露糖、l 鼠李糖、l 阿拉伯糖构成，其组成比为2 8 ：4 ：4 ：l 。 一种萘醌，1 3 谷甾醇，游离氨基酸、游离脂肪酸及c u ，f e ，m n ，z n ，k 等无机成分 【h l 。另外在嫩茎中含有酒石酸、苹果酸、柠檬酸、维生素c 、草酸和种煮促进 性激素作用的物质。从叶中得到黄酮化合物虎杖素为树皮索3 木糖甙 1 2 , 1 3 1 。 本研究以虎杖主要成份之白藜芦醇( r e s v e r a t r 0 1 ) 为研究对象，探索虎杖中自 藜芦酵的提取工艺方法及其相关闻题。 1 3 白藜芦醇的研究进展 1 。3 。1自藜芦醇的结构 自藜芦醇( r e s v e r a t r 0 1 ) 的化学名称3 ，4 ，5 一三羟基二苯乙烯，天然囊藜芦醇还 能以甙的形式存在，常见的是在其侧链结合一个糖甙的白藜芦酵甙( p i c e i d ) 。又称 虎杖甙，白藜芦醇甙的活性不同于臼藜芦醇，但人体内含有葡萄甙酶，在消化过 程，可以将自藜芦醇甙水解为瞧藜芦醇，从而发挥自藜芦醇对人体的生理功能f 1 4 1 。 这一类二苯乙烯类多酚物，具有顺式和反式两种异构体，植物中通常以稳定的反 式形式存在，紫外照射可以使反式异构体转变为顺式异构体。自藜芦醇结构式如 图1 2 ；自藜芦酵制品形状如图l 一3 。 第一章文献综述 图l 一2 白藜芦醇结构式 聚口 图1 3 白摹芦醇制品 f i g 1 - - 3 t h cs h a p eo f r e s v e r a t r o l 132 白藜芦醇的研究历史 日本人1 9 4 0 年首次从毛叶藜芦的根部分离得到白饕芦醇甙【l ”，但当时并没有 引起人们的兴趣。1 9 6 3 年- n o n o m u m 等提出白藜芦醇是某些天然药物治疗炎症、 心脏疾病，调节脂类代谢等的有效成分。1 9 7 6 年l a n g c a k e 和e r y c e 发现在葡萄叶 片中存在白藜芦醇。其合成在遭受紫外照射、机械伤害及真菌感染时急剧增强， 能抵抗灰霉，霜霉等葡萄病原菌的侵染，被称为植物抗菌素，此后白藜芦醇开始 受到葡萄育种学家和植物病理学家的重视。九十年代初，研究发现葡萄皮中含有 较高含量的白藜芦醇( 5 0 1 0 0 u g g ) t 6 j , 随后在作为葡萄主要加工品的葡萄酒中发 现了白藜芦醇。并且带皮发酵的红葡萄酒中自藜芦醇的含量显著高于白葡萄酒， 其白藜芦醇的含量是白葡萄酒的六倍【i ”。 133 白藜芦醇的分布 目前至少己经有2 1 个科、3 1 个属的7 2 种植物中茇现了白藜芦醇，如：葡萄 科的葡萄属、蛇葡萄i 嘲，豆科的落花生属、决明属、槐属啪川，百合科的饕芦属 _ 耀缝 。：薹茎 j绣加 第一章文献综述 【2 2 1 ，姚金娘科的按属【2 0 】等。含有白藜芦醇的许多植物是常见的药用植物，如决 明、藜芦、虎杖等。在上述植物中，虎杖中白藜芦醇的含量是目前发现最高的。 1 3 4白藜芦醇的药理作用 1 )抗癌活性 癌的化学预防是目前降低癌发病率和死亡率最直接的方法之一。为寻找新的 防癌剂，人们以对环氧合酶的调节作用为指标，筛选了数百种植物提取物，最后 从秘鲁的豆科植物五角决明根的甲醇提取物中分得其活性成分白藜芦醇。对癌症 的起始、增殖、发展的三个主要阶段均有抑制乃至逆转作用：通过抗氧化和抗突 变作用而抑制癌症的起始；通过调节环氧合酶和脂氧合酶来抑制癌症的增殖；白 藜芦醇诱导早幼粒白血病细胞的分化，从而抑制了癌症的发展。因此，白藜芦醇 被列为抑制和治疗癌症的最有前途的药物之一【2 3 1 。运用另一抗癌指标即调节牛胸 腺蛋白一酩氨酸激酶活性，从虎杖的甲醇提取物中也分离得到了白藜芦醇。 2 ) 对心血管系统的作用 研究表明，适量饮用红葡萄酒，有利于保护心血管f 2 4 】，适度饮红葡萄酒者较 不喝酒者患冠心病的死亡率低【2 5 1 ，喜欢葡萄酒的法国人，虽习惯于高脂肪、高蛋 白、高能量的“三高”饮食，但心血管疾病的发病率却远低于其它欧美国家，近 几年来对白藜芦醇生理活性的研究逐步揭示了这一秘密【2 6 1 。人们研究了葡萄酒各 种成分，发现红葡萄酒中的白藜芦醇可能是对心血管系统起特殊保护作用的成分 【2 7 1 ，主要表现为对脂类代谢和血小板凝集的影响，从而预防冠心病、动脉粥样硬 化等疾病。北京中医药大学多例中老年脑力劳动者，1 4 天坚持睡前饮红葡萄酒( 王 朝干红) 一小杯( 约2 5 m l ) ，结果发现睡眠质量提高了，冠心病也得到了控制【2 引。 强心扩血管作用：以虎杖为原料，提取其有效成分总蒽醌精制而成的虎杖片， 经实验证明可明显降低雄性s d 大鼠血清t g ( 甘油三酯) 、t c ( 总胆固醇) 、l d l c 含量，提高h d l c t c 和h d l c d l l c 比值等功效。虎杖的有效成分白黎芦醇具 有显著的扩张血管降压作用。其对肺动脉的舒张作用可被1 3 受体阻断剂普萘洛尔 减弱【2 9 】。虎杖中葸醌类化合物具有降压和减缓心率的作用【3 0 1 。 改善微循环：金春华等对虎杖苷改善微循环的作用机理进行了广泛深入的研 究。结果表明，白藜芦醇苷对细胞内钙、p h 有双向调节作用：虎杖苷能直接降 低白细胞对血管内皮的粘附性而改善微循环【3 0 】。观察失血性休克大鼠微循环及大 循环的变化关系，发现在抗休克治疗中，毛细血管灌流恢复的程度与动物存活密 切相关。白藜芦醇苷能明显抑制大鼠烧伤休克模型的血浆肿瘤坏死因子( t n f ) 的升高，减轻白细胞附壁粘着和肺损伤，改善休克的微循环紊乱【3 。白藜芦醇苷 能使重度失血性休克的大鼠存活时间显著延长，存活率提高。 抗血栓：采用胰蛋白酶损伤兔颈动脉内皮诱导血栓形成模型，观察白黎芦醇 第一章文献综述 的抗血栓功能，发现自藜芦醇能显著减少斑栓遵重，抑剑盘小板聚集，抑刽血小 板t x a 2 生成，但不影响人肺静脉内皮细胞生成p g 3 t 3 2 1 。白藜芦醇能抑制血栓烷 的形成，同时还可抑匍j a d p 的赢小板聚集，对弓f 起血小板聚集的诱导剂凝血酶的 胶原也宥抑制作用1 3 3 。 3 ) 对脂类代谢的影响 传统中药虎杖的主要有效成分为白藜芦醇及白藜芦醇甙，用于治疗皮炎、脚 癣、脓肿等疾病。十年代，在研究铁虎杖中分离得到的自藜芦醇对滕类代谢的 影响时发现，脂肪肝和高血脂的兔子服用岛藜芦醇能抑制甘油三脂和总胆固醇在 肝脏的沉积。静脉注射白藜芦醇的小鼠，其肝脏由软脂酸形成的脂肪大大减少【3 4 】， 同时自黎芦醇还其有增加血液中高密度脂蛋白的浓度、调节低密度脂蛋白的院例 等作用【3 5 州。 4 ) 抗血小板凝集 血小板凝集由多种刺激因子引起，其中一个机铺是花生四烯酸代谢主要产物 血栓烷墨| 起血小板凝集，自藜芦醇畿调节花生四烯酸代谢产物的形成f 3 7 1 ，姨惩对 血小板凝集有抑制作用。1 2 9 9 6 4 4 m o l l 的反式白藜芦醇可抑制5 0 由a d p 引 起的血小板凝集；以凝血酶为诱导剂时，达到5 0 的抑制率需要1 6 4 7 6 7 3m o l l 的反式盘藜芦醇渊；两以胶原为诱导亵| 时，0 。0 1 6 u m o l l l 餮反式自藜芦醇抑制率 为5 0 3 【3 9 1 。 5 ) 抗氧化、抗自嘲基作用 近年来发现多酚物质大多具有显著的抗氧化、抗自由基的作用1 4 0 1 。自藜芦醇 在1 3u g m l 时，能明显抑制大鼠红细胞的自氧化溶血和由过氧化氢引起的氧化 溶血：对小鼠心、肝、脑、肾的体内外过氧化脂质的产生有明显抑制作用【4 l 】。研 究要属植物的根提取物对用过氧化玉米喂养的大鼠肝脏的保护作用时，发现5 x1 0 。4 m o l l 的自藜芦醇能完全抑制兔子体内部分脂震过氧化物的形成【4 2 】。自藜芦 酵甙能降低脑组织的过氧化脂质含量，降低脑含水量，减轻自由基反应对脑组织 的损害，对缺血的脑组织具有保护作用删。 6 抗蘸作用 白藜芦醇最初作为一种葡萄类植物在受到真菌感染、紫外线照射等不利条件 作用时产生的植物抗菌剂而为人所认识。p o n t 等认为白藜芦醇抗灰霉的活性与其 电子特性、分子体积及亲脂性大小有关，它可破坏灰霉细胞膜并干扰电子传递系 统的蛋自质。h a i n 等分离蓣萄茎的基因并将其转移到烟草上，发现这些烟草在受 到病原菌b c i n e r e a 感染时，感染部位有反式白藜芦醇的聚集，且其合成与烟草抗 b c i n e r e a 的能力正相关。从哥伦比距买麻藤孛提取的自藜芦醇对金黄色菊萄球 菌、表皮萄菊球菌分支杆菌有抑制作用1 4 4 阀。 第章文献综述 7 ) 对神经系统的作用 最新的研究发现，白藜芦醇可以标识激酶利神经细胞，从而推断葡萄酒也许 是一种神经保护剂。低浓度的白藜芦醇可以诱导人体成神经细胞瘤s l l - s y s 细胞 中脆井谖节激酶l 和激酶翳磷酸化。通过葡萄酒摄入囱藜芦醇，对于老年入的退 化疾病( d e g e n e r a t i v ed i s e a s e ) ，如帕金森症( p a r k i n s o n sd i s e a s e ) 、痴呆症( d e m e n t i a ) 、 老年性痴呆症( a l z h e i n e r sd i s e a s e ) 、风湿性疾病( r h e u m a t o i dd i s e a s e ) 都有较好的预 防和治疗作雳。对3 7 7 7 名6 5 岁以上豹老年入三年的调查显示，每天摄入适量葡萄 酒可以降低老年性痴呆疫、痴呆症的发病率和死亡率，但过量摄入则会产全不良 影响【舶j 。 1 。3 。5 白藜芦醇的有机合成及提纯 自藜芦醇的合成主要包括w i t t i n g 反应、顺反异构化和保护基三步，此合成总 产率约7 5 【4 7 1 。也可用相同的方法，但采用二甲基叔丁基硅作为酚羟基的保护基， 合成自藜芦醇阀，但合成步骤复杂，成本太高，且得率也不高，应用前景不大。 通常从虎杖书提纯自藜芦醇及自藜芦醇甙，经有机溶剂萃取后，有效成分通过 c 。i s 胶柱洗脱【4 9 】，或h 】? l c 制备柱分离【5 0 】可得到高纯度的白藜芦醇及其甙。 1 。4 中药发展面临的问题 中医药西妊漫长的发展历程，已形成嵩度完善严密的理论与实践体系，是中 华传统文化的重要载体。但随着时代变迁，传统中药在生产与使用中的一些缺陷 和弊端日渐突出，已不适应现代医学的要求，必须进行深刻改革以适应时代要求。 首先，过于倚重传统经验，标准化、规范化以及现代化理论翻薪不是。传统中成 药生产方式落后，规模小、手工操作多、生产标准化程度低，导致杂质多、质量 不稳定，疗效不确切。特别是尚未深入运用现代植物化学和化学工程理论，仍然 靠传统的经验和技艺指导生产。 目前，我国的药品生产企业已达6 5 0 0 多家，其中中药企业1 4 0 0 家，但是通过 g m p 标准的只有1 0 多一些 5 1 1 。而且生产的中成药中不少是仿制的，或者是单品 种的重复，生产模式帮管理水平相对落后，质量控制的方法和手段剖新不足，存 在着诸多闯题，如指标成分不明确，有效成分不稳定，重金属含量过高，农药残 留量较大。这些问题致使中草药生产难以发展壮大，不但落后于现代豳际天然药 物生产技术水平，而且在国际中成药市场上也被韩、日等图远远超越。因此中药 生产现代化已成为我国中药生产的紧追课题。 1 5 中药的发震方翔和中药提取 第一章文献综述 中药及其产业发展要克服面临的制约因素鄹弊病，根本上谈要实现现代化 蟑，革除传统中药理论与实践中的种种弊端，引入现代科学理论，其中提取技术 创新是重要内容。改革中药制剂型和生产工艺，减少药材原料的消耗，提高利用 效率，走提取和纯化的道路。通过中药有效成分和有效组分的浸出、分离昶精制， 取其精华去其糟粕。 要实现中药生产的专业化和现代化，首先是中药提取生产技术要与现代天然 产物提取理论相互渗透、交叉、综合，使中药提取成为现代天然产物提取技术的 一个组成部分。使中药生产工艺高效率、科学化，建立先进的生产流水线，逐步 实现专业化大生产，具体说就是在中药产业中贯彻国际通行的药品生产质量管理 规范g m p 麓则f 5 2 j 孤。 中药材是指供医药使用的天然植物、动物、矿物以及人工和生物合成制品。 中药材种类繁多，来源广泛，各种药材又具有多种化学成分，按照其药理作用和 组成性质，概括起来中药材的成分可分为以下凡个方面。 ( 1 ) 有效成分即具有生物活性、发挥主要药效的物质。如生物碱、营类、 挥发油等。 ( 2 ) 辅助成分本身没有特殊疗效，但能增强或缓和有效成分药效作用的物 质。 ( 3 ) 无效成分指本身无效或有害的物质，往往会影响浸出效果、制剂稳定 性、药效等，如中药液中的非目的蛋白，多糖等。 ( 4 ) 组织成分构成细胞的不溶物，舞纤维质、栓皮等大多数中药制剂是复 方，中药复方的临床疗效通常体现在复方配伍的综合作用上，其处方的组成几味 至几十昧药，成份复杂。浸取就是要尽量提法药效的成分，并尽量避免浸出过多 的无效甚至有害的物质，但随着中药科学的发展，“无效”帮“有效 的界限并 j 扛一成不变，在不同的方剂中可能会发生变化【5 4 1 。某些过去认为是无效的成分， 现在却发现他的生活物性，应根据不同组方的成分变化，确定提取过程中最佳提 取工艺。 中药提取有着久远历史，汤裁和滔剂就是典型的代表，但传统中药的丸、教、 膏、丹等多数型是由中药饮片不经提取或仅经过粗提取而制成的。随着时代发展 和技术进步，其弊端逐步突出：有效成分和杂质混杂，没有深度区分；有效成分 浓度很低，导致剂量大、起效慢，吸收纛生物利用度不好；不溺批次的制荆含量 不统一，使药剂量的准确度不好掌握：制剂形式简单，给药途径过于简单；传统 剂型富含糖类等多种可供微生物滋生的营养成分，生产或使用过程中容易被污 染，达不到医药卫生标准，很难长期保存。 为了提高中药疗效，拓宽给药途径使中药得到国际市场的广泛认可，中药生 第一章文献综述 产正兴起剂型创新的热潮，现在出现了鬏粒剂、片剂、注射剂、气雾荆、滴剂、 膜剂等，这些新剂型的共同要求是都需要把中药材中的有效成分分离出来，除去 药渣，得到浸出的浓溶液或有效成分的浸出物或有效成分的精制品，才能制成投 药途径方便、灵活、疗效好的薪赛j 型。中药提取物制备中成药是中药工业现代化、 中药剂型现代化的重要内容之【5 5 , 5 6 , 5 7 1 。 广义的中药提取也称分离，是指从中药材原料开始，经过一道或多道操作工 序，最终得到所需要的药物或其半成品的全过程。包括从原料前处理、溶质分离、 浓缩到得到某一物质的整个生产过程，可以分为很多个工序或单元操作过程，包 括前处理、溶质分离、澄清、过滤、蒸发和干燥等。狭义的分离仅指溶质分离操 作，即从固体药材中分离出有效成分的操作过程。 按照中药液提取工序的先后，分离可分为溶质分离和固液分离两部分，溶质 分离又包括化工传质方式和机械方式。前者是液体溶媒从固体药材中浸取出有效 成分的操作过程，称为浸提、浸出或浸取，是现代中药生产的主要提取方法。后 者即榨取法，通过机械方法是韩晔固体组织发生体积变化和碎裂，进覆分离液体 和固体，主要针对富含汁液的药材。 中药提取不同于天然化学药物的制备，中药提取主要要求提取总有效成分， 不特别强调提取单一成分的高纯结鑫，实际上多数是粗提取物。所以中药提取过 程主要是研究各种中药材和各种中药处方中总有效成分的提取物的生产技术，它 的产品是中药制剂的原料药。 1 6 白黎芦醇的传统提取方法 1 & 浸渍法 浸渍法适用于有效成分遏热易挥发和易破坏的中草药的提取。按溶剂的温度 分为热浸、温浸穰冷浸等数种；按操作次数不同，又分为单浸溃法和重浸渍法。 浸渍法的操作是先将中草药粉或碎片装入适当的容器中，然后加入适当的溶剂 ( 如乙醇、烯醇或水等) ，浸渍药材以溶出其中有效成分的方法。该方法简单易 行，但提出率较低，并屋如果提取溶剂力水的话，其提取液易发霉变质，需注意 加入适当的防腐剂。此外，最好采用2 次或3 次浸渍，以减少由于药渣吸附导致的 损失，提高提取率。 1 ，6 2渗漉法 渗漉法主要分为单渗漉法、重渗漉法、逆流渗漉法和加压渗漉法。具体操作 是将中草药粉末先装在渗漉器中使药材浸渍2 4 - 4 8 d 时膨胀，然后不断添加新溶 9 第一章文献综述 剂，使其自上丽下渗透过药材，从渗漉器下部流出、收集浸如液的一融浸出方法。 当溶剂渗透进药粉细胞内溶出成分后，由于其比重加大而向下移动时，上层新加 入的溶剂便置换其位置，造成良好的浓度差，使扩散能较好地进行，提取的过程 是一耪动态过程，赦浸毒的效果优于浸渍法。毽流速废该加以控制( 宣成滴不宣 成线) ，在渗漉过程中应该随时从药面上补充加入新的溶剂，使药材中有效成分 充分浸出为止。当渗漉流出液的颜色极浅或渗漉液的体积相当于原药材重的l o 倍时引，便可认为已基本上提取完全。 1 6 3 水提煎煮法 煎煮法是我国最早使用的传统的浸出方法。此法简便易行，能煎嗽大部分有 效成分，毽煎窭液串杂质较多，且易发生霉变，一些不耐热挥发性成分易损失。 一般药材易煎2 3 次。所用容器一般为陶器、砂罐或铜制、搪瓷器皿，不宣用铁 锅，以免药液变色。加热时最好时常搅拌，以免局部药材受热太高，容易焦煳。 有蒸气加热设备的药厂，多采用大反应锅、大钢锅、大木桶，或水泥砌的池子中 通入蒸汽加热。还可将数个煎煮器通过管道互相连接，进行连续煎煮1 5 引。 1 6 。4 醇提回流提取法和连续提取法 应用有机溶剂加热提取时，必须采用匿流加热装置，以免溶裁挥发损失并减 少有毒溶剂对实验者的毒害。小量操作时，可在圆底烧瓶上连接回流冷凝器，加 热前先开冷凝水。装药材量约为圆底烧瓶容量的1 3 - - , 1 2 为宜，溶剂浸过药材表 丽约l 2 c m ，实验室多采用水浴加热，比较安全。第一次提取以保持沸腾回流 约2 h 为宜，趁热过滤，再在药渣中添加薪的溶刹，做第二次、第三次加热圜流提 取，分别约1 h ，或通过薄层检测有效成分基本提尽为止。此法提取效率较冷浸法 高，在臼藜芦醇的提取中多采用乙醇f 5 襞删和甲醇f 6 l 】。但由于操作的局限性，大量 生产中多采用连续提取法，连续提取法是实验室徽孛药有效成分分橱时，震有枫 溶济提取中常用的方法，通常用索式提取器来完成。这种提取法需用溶剂量较少， 提取成分也比较完全，但一般需数小时( 常6 8 h ) 才完成，所以遇热不稳定易 变化的中药成分不宣采用此法 6 2 , 6 3 1 。 1 7 白黎芦醇的现代提取方法 1 ，7 。1生物酶法 纤维素酶是酶的一秘，酶是一类生物体内细胞制造的具有催化作用的蛋自 第章义献综述 震，它是由生物活细胞产生、以蛋白质形式存在的一类特殊的生物催他剂，能够 参与和促进活体细胞内的各种化学反应，广泛存在于从低等生物到高等生物的体 虑。1 8 1 4 年爨俄国科学陵院士k c 。k i r e h o f t 阕极少萋的麦芽糖提取液在室温下使 淀粉转变为糊精稠糖，从瑟发现了淀粉酶，并初步认识到酶的催化作照，开始了 酶的研究。 酶在枣药剃刹中的应蔫，都是利用英离效察的德仡作魇来达到逶髂的，主簧 饔四个方瑟。在植物药材提壤中，酶作为浸掇辅助剂，熊够破坏植物缨憨壁结 构，提离提取效率；在动物药的提取中，酶可作为动物药提取过程中的激活剂； 用于中药摄取液的纯仡过程中，酶作为中药材提取液的澄清帮，可改善澄清度， 同时能提赢沉淀速度，加快过滤过程；还霹作为中药耪提取居药渣处理再利耀 的催化剂m 】。 中药酶法辅助提取是在传统的溶剂提取方法的基础上，利用酶反应具有高度 专性等特性澎l ，掇据植物药材纲胞壁的构成，选择相应的酶，将缨胞壁的组成 成分水勰或降解，破坏细胞壁结构，蠖有效成分充分暴露感来，溶鳃、混悬或胶 溶子溶剂中，从而达到提取细胞内有效成分的图的的一种新型提取方法。 1 7 2 微波辅助提取法 微波是一种非电离的电磁辐射。微波辅助提取是剿耀微波能来提蔫萃取率的 新发展起来的技术。被提取的极性分子在微波电磁场中快速转向及定向排列，从 两产生撅裂帮穗互摩擦萼| 起发热，可以保证畿量懿快速抟递和充分铡焉，易于溶 文和释放。微波辅助提取的研究表鹱，微波辐射诱导萃取技术具有选撵性赢、操 作时间短、溶剂耗鬣少、有效成分收率赫的特点1 6 6 】，已被成功应用在药材的浸出、 中药活性成分的提取方瑟洚。溯拶l 。它的原理是幂j 焉磁控管所产生的每移上亿次超 高频率麴快速震动。使药材虑分子潺耩亘碰撞、挤蹑，这样有利子有效成分的浸 出，提取过程中，药材不凝聚、不糊化，克服了热水提取易凝聚、易糊化的缺点。 徽波辅助提取要求药物有定的含水量，提取介质的极性对提取效果有较大 的影响雕酣】。有研究者题微波辅助提取三七审的有效成分，以芷丁醇一农药萃取 荆，考察了不同含水量对微波辅助提取效果的影响，发现在较低含水鬟下提取效 果随含水量增加而增加，在2 0 。6 处存在极值川；c r a v e i r o 俐、c h e n 7 3 等用微波辅 助提取回收香精挥发油避行了磷究。薪鲜的立眈草f 孤】童接在微波下照射，压缩空 气通过物料将挥发油带撼微波炉辨震，经冰水漆冷帮，5 m i n 照射后所得的油水混 合物与1 5 h 水蒸气蒸馏的混合物无质量上的差别，时间却大大缩短，且无须水的 规入。y o u n g i 臻j 等的研究表鹾在甲酵溶液糯水糯存在下，嬲微波炉加热3 0 s ，结 果表明徽波辅助萃瑕效果与传统溶剂萃取相姿，但臻显优予超临界萃取，大大缩 第一章文献综述 短提取了时闯。文献【7 5 】研究表踞在适宜的温度( 8 5 ) 、萃取耐 瓷- ( 9 - d o m i n ) 、有 机溶剂组成( 9 5 乙醇) 等优化条件下，微波辅助萃取所得紫杉醇与传统萃取方法 ( 5 9 紫杉针旰十l o o m l 甲醇，适当温度下摇荡萃取1 6 h ) 相当，但明显节省了时间和溶 剂的消耗。c a r r o 等1 7 6 】进行了从发酵翁的葡萄涵样品中微波辅助萃取单蘸烯醇的 研究，研究结果表明，在优化实验条件下( 合成样品5 m l ，二氯甲烷l o m l ，9 0 。c ， m e s l 0 0 0 系统半功率下萃取1 0 m i n ) ，回收率高达8 0 - 9 5 ，远远高于常规萃取 方法。 微波对某些化合物有一定降解作用，微波具有热效应和非热效应，尤以热效 应特别明显，水、乙醇等中药提取常用溶剂在微波作用下均升温明显，所以微波 萃取技术有定的局限馕，只适宜予对热稳定豹产物。因j 麓：，很多资料显示，在 微波辅助提取时，提取液的温度控制是一项非常重要的影响指标 7 7 - 8 1 1 ，以家用微 波炉作为微波发生源时，由于没有压力、温度显示，通常通过控制溶媒类型选择、 溶媒用量、徽波作用时间等控制提取温度f 7 辩1 1 。同时实验用微波装置设计得好坏 对能否得到有价值的结果影响甚大。在考察微波辅助提取中药有效成分时，需要 考虑的主要因素有： ( 1 ) 药材粉碎颗粒l ，硐； ( 2 ) 微波作耀瞎闯【8 2 - 8 4 ； ( 3 ) 微波作用功率【8 2 埘】； ( 4 ) 溶媒用量 7 9 - 8 1 】： ( 5 ) 如果用到乙醇溶液，还应考察乙醇浓度 7 9 - 8 1 1 ： ( 6 ) 提取温度，压力等【7 9 - 8 2 。 另外，在用微波炉作为微波发生装置时，为了避免料液沸腾喷溅，不能对药 液持续微波作用，有资料显示 7 9 , 8 0 ，微波作用一定时间后，取出籍在冰水中冷却， 然后再进行微波作用，如此反复，直至累计到规定作用时间为止，提取效果不错。 为提高有效成分的得率，有研究者【8 1 ，州