超声提取技术在中药中的研究进展

1、54安徽农学通报,AnhuiAgri1Sci1Bull12010,16(13)超声提取技术在中药中的研究进展秦梅颂(安徽科技学院,安徽凤阳233100)摘要:目的:介绍超声提取的原理和在中药提取方面的研究概况。方法:查阅、分析近些年来超声技术在中药提取方面的研究文献。结果:超声提取技术在中药领域中应用广泛,可用于药材中黄酮类、生物碱类、多糖类等的提取,超声提取中药的工艺研究较为丰富,但仍需完善。结论:超声提取技术是一种省时、节能、提取效率高的新方法,在中药提取中具有广阔的应用前景和开发价值。关键词:超声提取技术;研究进展;综述中图分类号Q681文献标识码A文章编号1007-7731(2010)

2、13-54-02ResearchProgressofUltrasonicExtractioninChinlMicQinMeisong(AnhuiScienceandTechnologyUniversity,)Inex2超声波是指频率高于20kHz、人的听觉阈以外的声波。超声波在中药提取方面的应用比较广泛。它具有省时、提取效率高、节能等优点。随着超声提取技术的发展,超声波提取方法在中药成分的提取及中药质量检测的样品处理中已广泛使用。近年来,超声波在中药制剂提取工艺中的应用,也越来越受到关注。率,而且与被破碎的物质结构功能有一定的关系。计算表明:在水中当超声波辐射面上强度达到3000W/m时就会产

3、生空化,气泡在瞬间闭合,闭合时产生的压力脉冲形成瞬间的球形冲击波,从而导致被破碎生物体及细胞的完全破裂。从理论上确定被破碎物所处介质中气泡大小后即可选择适宜的超声波频率。由于提取介质中气泡尺寸不是单一的,而是存在一个分布范围,所以超声波频率应有一定范围的变化,即有一个带宽121超声波作用的基本原理超声提取法是利用超声波的空化作用、机械作用、热效应等以提高细胞内容物的穿透力和传输能力,增大物质分子运动频率和速度,提高中药成分的浸出率。与传统的提取方法如煎煮法、浸渍法、渗漉法相比,具有缩短提取时间、提高提取效率、提高目标成分浸出率等优点。在超声场中由于被破碎物等所处的浸提介质中含有大量的溶解气体及

4、微小的杂质,它们包围在被破碎物等的胶质外膜周围,为超声提取提供了必要条件。空化中产生的极大压力造成被破碎物细胞壁及整个生物体破裂,而且整个破碎过程在瞬间完成,同时超声波产生的震荡作用加强了胞内物质的释放、扩散及溶解,可以极大地提高提取效率1。2超声提取在中药有效成分提取中的研究超声提取技术在中药材活性成分的提取研究中应用的非常广泛。超声提取可以简化操作流程,缩短提取时间,提高效率。211黄酮类黄酮类化合物是在植物界广泛存在的一类天然产物。黄酮类成分有降血压、降血脂、增加冠脉流量、改善血液循环等作用。传统提取黄酮类化合物的方法一般为热水浸提法、甲醇或乙醇回流、浸渍、渗漉提取法,存在浸提时间长,原

5、料预处理能耗大、热敏性组分易破坏等缺点。因此黄酮类化合物的提取研究中应用超声提取的方法越来越多。如刘晶芝2。等采用超声波法研究了银杏超声波提取效果不仅取决于超声波产生的强度和频叶黄酮类化合物的提取工艺。超声波法提取的最佳工艺作者简介:秦梅颂(1981-),女,河南人,助教,研究方向:药物制剂。收稿日期:2010-05-2016卷13期秦梅颂超声提取技术在中药中的研究进展55条件为:超声波频率为40kHz,超声波处理时间55min,温度35,静置3h,提取率达到8119%。在此条件下,测其总黄酮含量为1107%。邓光辉3成分破坏的缺点。超声提取技术用于蒽醌类成分的提取,不仅可获得较高的提取率,而

6、且有效成分在提取中不易受破坏。216其他化合物类仝其根等13等采用正交设计实验,利用超声波提取山楂叶中黄铜类化合物,确定了最佳提取工艺:乙醇浓度50%,超声波作用时间为45min,料液比为1/25。此时提取率为91139%。黄红英4研究了在超声波作用下从桂皮中浸提以肉桂醛为主的有效成分。以药材提取后的失重率为评价指标,采用正交实验法对各因素进行了考察,确定了最佳工艺条件为超声提取功率为0175kW,超声时间为60min,75%乙醇溶液的用量为6倍。杨云裳14等采用超声波乙醇浸提法从苦竹叶中提取黄酮类化合物,并利用对羟基自由基的清除能力就苦竹叶总黄酮的抗氧化性进行研究。结果表明苦竹叶总黄酮提取液

7、对Fenton体系产生的羟基自由基有很好的清除作用,随着苦竹叶总黄酮提取液浓度的上升,对羟基自由基的清除能力也随之增强。212多糖类多糖类成分广泛存在于自然界中的植物、等采用超声提取技术,以叶黄素含量(g/kg)为评价指标,利用反相高效液相色谱法测定含量,确定了超声提取的最佳工艺条件:提取温度40,提取时间60min,抗坏血酸用量为715%,超声频率为100kHz15采用正交动物以及真菌类药材中。多糖的提取工艺一般为热水浸提法,该法提取周期较长,且多糖在提取分离时容易发生结构破坏。近年来将超声提取技术在多糖提取工艺中应用的越来越广泛。主要由于超声提取法不仅省时、提取效率高,而且在提取中无加热过

8、程等,成分的稳定。大量文献报道生95-8试验法,对,结果所考,:乙醇浓度提取时间,其提取工艺最佳条件是60%乙醇,提取3次,每次30min。3超声提取的影响因素麻超声技术已广泛地应用于中药提取中。研究重点多集中在其工艺条件的研究上。影响超声提取效率的因素主要有:超声频率、浸泡时间、超声波作用时间、提取次数、提取溶剂的选择和浓度、用量、提取温度、药材粉碎粒度等,工艺条件研究的主要试验设计方法是正交试验法。徐彦渊等16黄、,且效果较好。陈吉工艺:料液比为1/20,提取时间为30min,提取温度为60,提取液的pH值为8。超声波法提取枸杞多糖具有得率高,超声时间短,有效成分破坏少等特点。213生物碱

9、类生物碱类是来源于植物界的一类含氮有研究了声学参数(声强、频率、时间、作用方式等)对超声强化提取人参皂苷得率的影响,结果表明人参皂苷的得率随声强的提高而增长,在1128W/cm的低场强条件下,随超声频率的增长而减少,在2155W/cm的较高场强条件下,随超声频率的增长先增长后减少;人参皂苷的得率随超声作用时间的延长而提高,超过1h后提高的趋势不明显;此外,中央浸入式处理器中的人参皂苷得率高且能量利用率高,宜于在规模化生产实验中推广应用。利用超声提取黄连中的小檗碱17机化合物,大多具有生理活性,是许多中草药的有效成分。从植物中用常规的方法提取生物碱一般有费工、费时、效率低等缺点,而采用超声波技术

10、则可以明显提高效果。如邱天尧10利用超声波技术提取苦豆子中总生物碱,并与传统的酸水法进行了比较,结果表明在超声波作用下对苦豆子中总生物碱的提取率较高,提取较完全,而且操作简便,大大缩短了提取时间。其他含生物碱的药材如曼陀罗、益母草、长春花、延胡索等的超声提取都有研究报道。214皂苷类皂苷是苷元为螺旋甾烷类化合物或三萜类随超声提取时间的延长,小檗碱提取率提高,当超声时间大于40min时,小檗碱提取率又有所下降。根据目前国内的研究,影响超声提取技术效率的关键工艺参数各不相同。化合物的一类糖苷,广泛存在于中草药中。舒孝顺11采用均匀设计法优选菝葜总皂苷的超声提取工艺,该方法操作简便,提取率高达217

11、2%,比常规的提取方法操作时间缩短1020倍,而且总皂苷得率高。秦枫124问题与展望近年来,超声提取技术在中药提取工艺中的应用逐渐增多,受到了国内学者的关注和研究。因其提取效果明显优于传统的提取方法,而且超声提取一般是常温下进行,避免了高温对有效成分的破坏。超声提取虽然有其公认的优越性,但目前的超声提取技术的研究对象主要集中在单味中药有效成分提取的研究,并且研究内容主要是实验室超声提取的工艺条件,缺少针对多数中药成分的提取工艺参数。目前不同中药超声研究所得出的影响超声提取的关键工艺参数不尽相同,为什么会造成这(下转78页)在三七皂苷的提取中,直接以水饱和的正丁醇超声提取,与乙醇提取工艺进行了比

12、较,发现提取率增加近1%,而且薄层检定结果表明,水饱和的正丁醇提取物较乙醇提取物杂质较少。超声提取工艺省略了萃取步骤,简化了工艺。215蒽醌类蒽醌类化合物是蒽醌的各种衍生物,是各种天然醌类化合物中数量最多的一类重要化合物。传统提取蒽醌类成分一般采用乙醇加热提取或稀碱性水溶液提取,存在提取时间长、提取中的加热因素易导致蒽醌类78安徽农学通报,AnhuiAgri1Sci1Bull12010,16(13)变化趋势基本吻合。块茎形成后,生长中心开始转移,块茎干物质分配一开始即呈直线增长,块茎分配率保持在一个较高的水平,度过一个缓慢期之后,分配率迅速增加,直至8月27日后块茎成熟期,达到79%。干物质在

13、地上茎的分配率相对比较稳定,保持在10163%22117%,以7月2日块茎形成期和8月27日后产物分配到块茎最多。而地上茎分配率相对比较稳定。作为一个高产品种,研究认为其高产的主要原因是它在块茎形成前期,干物质分配即呈直线增长,迅速达到一个较高水平。在块茎膨大中期,其干物质积累速率始终保持在每天每株4183751637g,并且持续时间长。此时其光合叶面积在43041705114135cm。干物质积累速度快是其突出特点,这不仅为以后的亲本运用提供基础数据,也为高产育种的研究积累了经验。参考文献1张永成,田丰1马铃薯试验研究方法M1北京:中国农业科学2块茎成熟期最低,均在10%左右。由此可见,克新

14、19号块茎的干物质分配率高,且初始增长速度快,可作为一个重要的育种亲本,用来提高杂交后代群体的块茎干物质分配率,扩大高效率育种群体。技术出版社,2007:116-13812黑龙江省农业科学院马铃薯研究所,M1北3讨论通过研究发现,克新19号马铃薯在整个生育期内,干物质积累基本呈“慢快慢”的变化趋势,单株干物质的积累呈现“S”形曲线变化。光合产物的分配规律是:在块茎形成初期,间,光合产物主要分配到块茎,京:中国农业出版社,1994:703高聚林,1J1,4-21211J1西,18(4):267-2711(责编:张琪琪)(上接55页)totalflavonoidsandpolysaccharide

15、sinEphedrasini-caJ艺参数,超声提取工艺参数与中药成分的种类性质间是否存在关系,也是一个要深入研究的方面。对超声提取的机理和动力学的深入研究较少,使得超声提取技术的应用受到了限制。因此,要使超声提取技术逐渐成熟完善,以及能够在中药制剂大生产中得到应用,还有大量的工作需要开展。总之,超声提取技术作为一种中药提取新方法,具有省时、节能、提取效率高、降低环境污染等特点,不仅广泛应用在中药材有效成分提取研究,还可用于中药复方提取的研究,对中药企业的发展有良好的促进作用。随着现代制剂工艺的飞速发展和超声机理的不断深入研究,超声提取技术也在不断完善和提高,在中药领域中具有广阔的应用前景。参

16、考文献1张兆旺1中药药剂学M1北京:中国中医药出版社,2007:10012刘晶芝,赵永光,冯玉珠,等1超声法提取银杏叶黄酮类化合物的1LishizhenMedMaterMedRes,2005,16(12):1223-122417ZhaoWB,ChengYH1Extractionandcontentdeterminationofpoly2saccharidefromRheumwittrochiiL1byUltrasonictechnologyJ1LishizhenMedMaterMedRes,2006,17(2):223-22418JiangWX,YuXY,ShiSH,etal1Studyone

17、fficiencycomponentusingdeferentkindsofextractionmethodsfromstemofAstragalusJ1JHarbinUnivComm:NatSci,2004,20(3):272-27419陈吉生,吕剑豪1超声法提取枸杞多糖工艺研究J1今日药学,2009,19(12):48110邱天尧,王秀芬,姚中华1超声技术在中草药成分提取中的应用J1黑龙江医药,2007,20(5):456111舒晓顺,吕金海,高中洪,等1均匀设计法优选菝葜总皂苷的超声提取工艺J1中草药,2006,37(4):551112秦枫,刘靖,陈玉勇1等1三七总皂苷含量测定方法及超声

18、提取工艺研究J1安徽农业科学,2008,36(8):3063113仝其根,魏风莲1超声波提取桂皮有效成分及其油树脂稳定性工艺研究J1安徽农业科学,2007,35(14):410513邓光辉,周桂,刘榕城1超声波法乙醇提取山楂叶黄酮的研究J1广西轻工业,2007,23(1):1-214黄红英,邓斌,蒋刚彪1苦竹叶总黄酮的超声提取及其抗氧化研研究研究J1食品工业科技,2006,27(11):95-97114杨云裳,张海霞,李春雷,等1万寿菊叶黄素的超声提取工艺研究J1食品研究与开发,2007,28(1):97115林文津,徐榕青,张亚敏1正交实验优化中药太子参氨基酸超究J1时珍国医国药,2009,20(6):1443-144515LiuX,XieJX,LiY,etal1Determinationofpoly