09酶法提取和仿生提取技术00.ppt

现代提取技术之七，酶法提取，八，仿生提取技术,武汉大学化学学院应用化学系罗立新,罗立新：溶剂提取,七、酶法提取工艺,酶（enzyme）是具有特殊催化活性的蛋白质。酶提取技术是近几年用于中药工业的一项生物工程技术。中草药成分复杂，除有效成分外，还有蛋白质、果胶、淀粉、植物纤维等非需要成分。这些成分一方面影响植物细胞中活性成分的浸出，另一方面也影响提取制剂的澄清度。,罗立新：溶剂提取,传统的提取方法（如煎煮、有机溶剂浸出和醇处理方法）提取温度高，提取率低，浪费乙醇，成本高，不安全；选用适当的酶，可通过酶反应较温和地将植物组织分解，加速有效成分的释放提取；选用相应的酶可将影响液体制剂的杂质如淀粉、蛋白质、果胶等分解去除，也可促进某些极性极低的脂溶性成分转化为糖苷类易溶于水的成分而有利于提取。适于工业化大生产，国内外均有实际利用。,罗立新：溶剂提取,用酶技术提取中药材成分需要选择合适的酶。目前植物提取方面研究较多的是纤维素酶，大部分的中药材的细胞壁是由纤维素构成。植物的有效成分往往包裹在细胞壁内；纤维素是由-D-葡萄糖以1，4-葡萄糖苷键连接，用纤维素酶可以破坏-D-葡萄糖键，使植物细胞壁破坏，有利于对有效成分的提取。,罗立新：溶剂提取,纤维素酶用于以纤维素为主的中药材的提取，能有效提高有效成分收率。但要拓展其应用领域，还需要进一步深入探讨酶的浓度、底物的浓度、温度、酸碱度、抑制剂和激动剂等对提取物有何影响。,罗立新：溶剂提取,酶技术在食品工业、饲料工业、精细化工等行业应用越来越多，在天然植物提取中的应用也在不断发展。单一药材补骨脂、香菇、银杏叶、决明子、黄连、穿心莲、葛根等有效成分提取和除去杂质。中药复方“生脉饮”。黄柏提取小檗碱、穿山龙提取薯蓣皂甙元、穿心莲提取穿心莲内酯之前用纤维素酶预处理，可以有效提高目标成分的收率。,罗立新：溶剂提取,应用酶法提取技术注意事项,1，不同的药材选用不同的酶，根据药材性质、提取的成分和要除去的杂质进行选择。2，进行酶的专有活性研究以后是应提取过程中的不同要求，要考虑应用的一组酶之间的协同关系和使用酶的浓度、底物、抑制剂、激动剂等。,罗立新：溶剂提取,3，药材的预处理如粉碎、球磨等。4，媒介的设备与工艺参数，粉碎设备、反应设备、后处理设备等。在工艺条件方面如选择适宜水域药材之比、pH值、温度、时间等。,罗立新：溶剂提取,酶技术用于药材提取，反应温和，提取效果较好，收率高，节约能耗，应用前景广阔。由于酶具有专一性和选择性的特点，故使用时应考虑采用复合酶。单一药材含有的成分相对较少，复合酶的选择相对简单。但复方中药成分多而复杂，选择较为困难。,罗立新：溶剂提取,八、仿生提取技术,仿生提取源于仿生学原理，是模拟口服药经肠胃道环境运转原理而设计，目的是尽可能地保留原药中的有效成分（包括在体内有效的代谢物、水解物、螯合物或新的化合物）。打破了以往只提取单一有效成分的西医西药模式，符合中医药传统哲学的整体观、系统观，体现了中医药多种成分复合作用的特点。,罗立新：溶剂提取,（一）半仿生提取技术及其应用,半仿生提取法（semi-bionicextractionmethod,简称SBF）是将整体药物研究法与分子药物研究法相结合，从生物药剂学的角度，模拟口服给药及药物经胃肠道转运的原理，为经消化道给药的中药制剂设计的一种新的提取工艺。因提取条件不可能与人完全相同，所以称为“半仿生提取”。,罗立新：溶剂提取,半仿生提取法的特点,1，提取过程符合中医配伍和临床用药的特点和口服药物在胃肠道运转吸收的特点。2，在具体工艺选择上，既考虑活性混合成分又以单体成分作指标，这样不仅能充分发挥混合物的综合作用，还能利用单体成分控制中药制剂的质量。3，有效成分损失少，成份低，生产周期短。,罗立新：溶剂提取,半仿生提取法的具体操作,将提取液的酸碱度加以生理模仿，分别用近似胃和肠道的酸碱水溶液煮煎23次。先将药粉以一定pH值的酸水提取，再用一定pH值的碱水提取，提取液分别滤过、浓缩、制剂。对提取液的最佳pH值和其他工艺参数的选择用一种或几种有效成分结合主要压力作用为指标，用正交试验法、比例分割法进行优选。,罗立新：溶剂提取,对单位中药或复方制剂的研究，半仿生提取法已经显示出较大的优势和广泛的应用前景。四种方法比较：SBE：半仿生提取法SBAE：半仿生提取醇沉法WE：水提取法WAE：水提取法醇沉法,罗立新：溶剂提取,几种提取方法比较,罗立新：溶剂提取,几种提取方法比较,罗立新：溶剂提取,半仿生提取法一般只适合水溶性大的极性有效成分的提取。SBE法能体现中医临床用药的综合作用特点，符合口服给药经肠胃道转运吸收的原理。但目前仍采取高温煎煮法，长时间高温会影响许多有效成分活性成分，降低药效。,罗立新：溶剂提取,（二）仿生提取法及其应用,1，原理与方法仿生提取法综合运用医学仿生（人工胃、人工肠）与化学仿生（酶的应用）的原理，同时又将整体药物研究（仿生提取法所得提取物更接近药物在体内达到平衡后的有效成分群）与分子药物研究法（以单一单体为指标）相结合，是将生物技术手段应用到中药研究中的一种尝试，集中体现了中医药基本理论的整体观、系统观。,罗立新：溶剂提取,整体作用大于各孤立部分作用的总和-贝培朗菲,罗立新：溶剂提取,方法,该法是以人工胃、人工肠为基础，依据正交试验法或均匀设计法、比例分割法，优选最佳条件（例如：pH值、温度、时间、酶/底物浓度等），并加以搅拌设备（模拟胃肠道蠕动）。,罗立新：溶剂提取,具体应用到生物药和植物药可根据具体情况改换某个因素,对生物药，用胃蛋白酶水解后会存在大量H+，致使药物口感不好，有腥味。由于胃蛋白酶的水解不是一个必要步骤，此时可将胃蛋白酶改为木瓜酶，即可免除胃蛋白酶的腥味，又因木瓜酶为非专一性酶，可水解成更多的氨基酸、小分子肽。,罗立新：溶剂提取,对于植物药可以纤维素酶代胃蛋白酶。对水解植物纤维更有利。食物中蛋白质大多数最终水解为氨基酸才吸收，水解的二肽、三肽还有另外的吸收途径；此外，还可能有另外的水解产物。,罗立新：溶剂提取,2，特点,仿生提取法主要是针对口服给药的提取。将原料药经模拟人体胃肠道环境，克服了半仿生提取法的高温煎煮宜破坏有效成分的缺点，又增加了酶解的优势。,罗立新：溶剂提取,多数药物是弱有机酸或弱有机碱，在体液中有分子型和离子型。根据人体消化道的生理特点，消化管与血管间的生物膜是类脂质膜，允许脂溶性物质通过，分子性药物更容易吸收。,罗立新：溶剂提取,小肠是药物被吸收的主要部位，增加药物的溶解度是最重要的。这与药物的酸碱提取法有本质的不同，酸碱法仅是增加某个有效单体的溶解度，而仿生提取法则是增加整个有效群体的溶解度。,罗立新：溶剂提取,药物在经过模拟胃、肠液以后，经过酸（碱）性条件下的酶解，药物以水解成易于吸收的相对小分子群，而又保留了有效成分群，克服了以往提取以往提取以单体成分为依据的“唯成分论”，而是体现了中医临床用药的综合作用的特点。进一步精制分离可以结合药效指标追踪得到药效更为集中的小群体。,罗立新：溶剂提取,3，应用,仿生提取法是中药口服药制备中的一项重大革新，不仅可解决中