酶法在中药提取中的应用进展(1)
关键词：酶法；中药；提取；综述
中图分类号：R284.2 文献标识码：A 文章编号：1005-5304(2013)09-0110-03
酶的反应具有专一性高、催化活性强及作用条件温和等特点。自20世纪以来，酶化学与多学科的相互渗透得到了迅速发展，特别是在医药和食品领域发挥了巨大作用。酶法早期被广泛应用于食品、饲料工业及天然产物的提取，20世纪90年代，国内许多学者开始将酶的特性与生物细胞的结构联系起来，陆续开展了将生物酶用于天然药物及中药的辅助提取，以达到提高有效成分浸出率的目的，取得了一定的效果[1]。笔者现就近年来酶法在提取中药各类有效成分中的应用作一综述。
1 酶法在中药有效成分提取中的应用
1.1 多糖类
在提取多糖的应用中，董氏等[2]选用纤维素酶提取首乌藤多糖成分，有效地软化和溶胀细胞壁，从而改变细胞壁的通透性，在不破坏首乌藤多糖成分结构的同时使其快速浸出，且该工艺较为简单、耗能低、提取效率高，与传统水提醇沉法多糖得率(4.7%)和多糖含量(24.07%)相比，分别提高1.57%和6.96%。廉氏等[3]采用超声波结合复合酶法提取沙枣多糖，因沙枣为果实类药材，沙枣中的果胶会造成提取液黏度增大，极大地影响有效成分的扩散。故在第一阶段通过纤维素酶和果胶酶联用，酶解细胞表面结构及胞间连接物，降低提取液的黏度，使溶于水的胞内多糖浸出率增加；第二阶段通过超声波空化效应对原料的破碎作用，加速欲提取成分的扩散释放并充分与溶剂混合，有利于有效成分的溶出。2种工艺的结合不仅提高了提取效果，且二者联用还能弥补彼此间的不足。许氏等[4]通过采用纤维素酶和果胶酶组成的复合酶法与热水浸提法提取竹节参中多糖成分的工艺比较研究，得出复合酶法提取效果较好，多糖得率为14.3%，与热水浸提法多糖成分得率11.61%相比明显提高。最佳工艺条件为料液比1∶50，纤维素酶的质量分数1.2%，果胶酶的质量分数1.0%，pH值为5.0，温度为50 ℃，酶解时间2 h，90 ℃灭酶和浸提2 h。
1.2 黄酮类化合物
许氏等[5]在用酶法提取银杏总黄酮的研究中，由于银杏叶总黄酮在植物细胞中以苷元和苷的形式存在，故不宜以醇水体系提取，而利用转苷酶和糖等糖基供体将极性低的黄酮苷元、黄酮苷转为极性高的黄酮苷，提高了总黄酮在醇水中的提取率。利用Suhong475转苷酶强化银杏叶总黄酮提取的结果表明：温度在50～55 ℃，pH值为6.0～6.5，反应时间为10 h时，总黄酮的提取率比对照组增加44.0%。欧氏等[6]在用酶法辅助提取绞股蓝中总黄酮工艺优化中，通过响应面法确定纤维素酶提取绞股蓝中总黄酮的最佳工艺条件为：酶解温度为49 ℃，pH值为3.9，酶解时间为2.5 h，酶用量为120 U/mL，总黄酮得率为0.357%，与传统溶剂浸提法的总黄酮得率0.266%相比提高了25.0%。旷氏等[7]经单因素试验和正交试验考察pH、酶解时间、酶解温度、酶的用量4个因素对水酶法与超声相结合提取连翘中总黄酮工艺的影响，结果显示：在纤维素酶的用量为1.2%、pH值为6.0、酶解温度为50 ℃的条件下酶解4 h，连翘总黄酮的提取率为10.54%。王氏等[8]采用纤维素酶和果胶酶组成的复合酶法提取苦瓜叶中的总黄酮，苦瓜叶总黄酮的提取率可达到3.13%，与直接醇提工艺相比总黄酮提取率提高了30.0%以上，提取工艺为：纤维素酶浓度为0.8 mg/mL，果胶酶浓度为0.5 mg/mL，提取温度为55 ℃，提取介质pH值为4.5的条件下酶解140 min。
1.3 苷类化合物
郭氏等[9]利用基因工程菌甲醇毕赤酵母生产的漆酶提取黄芪总皂苷，经正交试验优化后，发现漆酶提取的最佳工艺为：漆酶加入量1359 U/g(黄芪粗粉)，pH值为4.0，在40 ℃的温度下酶解1.5 h，之后补水至总体积为50 mL，最后在100 ℃温度下提取1.5 h。结果显示，经过漆酶酶处理后的提取率比未经酶处理的提取率提高65.6%。郑氏等[10]采用二次通用旋转试验研究苦杏仁酶水解栀子苷制备栀子苷元的工艺，试验以pH值、反应温度、反应时间和酶加入量4个因素对工艺进行考察，在pH值为5.25、反应温度50.5 ℃、反应时间90 min、酶加入量1∶10的条件下，采用理化性质及核磁共振波谱鉴定产物结构，高效液相色谱峰面积归一化法检测产物纯度。结果显示：产物栀子苷元得率>34.5%，质量分数为99.6%。樊氏等[11]用酶解法与微波法相结合提取积雪草总苷，经正交试验表明，提取最佳工艺条件为：酶解温度45 ℃，液固比36，酶解时间30 min，微波辐射110 s。在此条件下积雪草总苷得率为27.10%，分别是水煎煮、索氏提取的124%、183%。耗时分别为上述两方法的1/4、1/6。
1.4 生物碱类
李氏等[12]研究不同提取法在提取川乌过程中对生物碱的影响中发现，纤维素酶提取法具有明显的优势。纤维素酶法：乌头碱、乌头总碱的提取率分别为0.002447%、0.244410%；半仿生提取法：乌头碱、乌头总碱的提取率分别为0.001735%、0.189340%；乙醇回流提取法：乌头碱、乌头总碱的提取率分别为0.001869%、0.200720%。其最佳酶解提取工艺条件为：酶用量3 mg/g，温度为45 ℃，pH值为4.5，酶解时间为5 h。徐氏等[13]用超声-酶法联合技术提取黄柏中小檗碱，与未经纤维素酶处理的对照组比较，具有提取效率高、省时、高效节能等优点。提取最佳工艺条件为：水浴时间2.5 h，超声功率80%，加酶量20 mg/g，水浴温度60 ℃。陈氏等[14]将白英药材经纤维素酶处理后用乙醇回流提取总生物碱，通过正交试验优化酶处理工艺参数。结果显示，温度50 ℃、酶反应时间3 h、pH值为4.5、酶质量浓度为1.6 mg/L的条件下酶法提取率为传统提取法的5倍。, 百拇医药(王云洁 闫治攀 白福祖)
中图分类号：R284.2 文献标识码：A 文章编号：1005-5304(2013)09-0110-03
酶的反应具有专一性高、催化活性强及作用条件温和等特点。自20世纪以来，酶化学与多学科的相互渗透得到了迅速发展，特别是在医药和食品领域发挥了巨大作用。酶法早期被广泛应用于食品、饲料工业及天然产物的提取，20世纪90年代，国内许多学者开始将酶的特性与生物细胞的结构联系起来，陆续开展了将生物酶用于天然药物及中药的辅助提取，以达到提高有效成分浸出率的目的，取得了一定的效果[1]。笔者现就近年来酶法在提取中药各类有效成分中的应用作一综述。
1 酶法在中药有效成分提取中的应用
1.1 多糖类
在提取多糖的应用中，董氏等[2]选用纤维素酶提取首乌藤多糖成分，有效地软化和溶胀细胞壁，从而改变细胞壁的通透性，在不破坏首乌藤多糖成分结构的同时使其快速浸出，且该工艺较为简单、耗能低、提取效率高，与传统水提醇沉法多糖得率(4.7%)和多糖含量(24.07%)相比，分别提高1.57%和6.96%。廉氏等[3]采用超声波结合复合酶法提取沙枣多糖，因沙枣为果实类药材，沙枣中的果胶会造成提取液黏度增大，极大地影响有效成分的扩散。故在第一阶段通过纤维素酶和果胶酶联用，酶解细胞表面结构及胞间连接物，降低提取液的黏度，使溶于水的胞内多糖浸出率增加；第二阶段通过超声波空化效应对原料的破碎作用，加速欲提取成分的扩散释放并充分与溶剂混合，有利于有效成分的溶出。2种工艺的结合不仅提高了提取效果，且二者联用还能弥补彼此间的不足。许氏等[4]通过采用纤维素酶和果胶酶组成的复合酶法与热水浸提法提取竹节参中多糖成分的工艺比较研究，得出复合酶法提取效果较好，多糖得率为14.3%，与热水浸提法多糖成分得率11.61%相比明显提高。最佳工艺条件为料液比1∶50，纤维素酶的质量分数1.2%，果胶酶的质量分数1.0%，pH值为5.0，温度为50 ℃，酶解时间2 h，90 ℃灭酶和浸提2 h。
1.2 黄酮类化合物
许氏等[5]在用酶法提取银杏总黄酮的研究中，由于银杏叶总黄酮在植物细胞中以苷元和苷的形式存在，故不宜以醇水体系提取，而利用转苷酶和糖等糖基供体将极性低的黄酮苷元、黄酮苷转为极性高的黄酮苷，提高了总黄酮在醇水中的提取率。利用Suhong475转苷酶强化银杏叶总黄酮提取的结果表明：温度在50～55 ℃，pH值为6.0～6.5，反应时间为10 h时，总黄酮的提取率比对照组增加44.0%。欧氏等[6]在用酶法辅助提取绞股蓝中总黄酮工艺优化中，通过响应面法确定纤维素酶提取绞股蓝中总黄酮的最佳工艺条件为：酶解温度为49 ℃，pH值为3.9，酶解时间为2.5 h，酶用量为120 U/mL，总黄酮得率为0.357%，与传统溶剂浸提法的总黄酮得率0.266%相比提高了25.0%。旷氏等[7]经单因素试验和正交试验考察pH、酶解时间、酶解温度、酶的用量4个因素对水酶法与超声相结合提取连翘中总黄酮工艺的影响，结果显示：在纤维素酶的用量为1.2%、pH值为6.0、酶解温度为50 ℃的条件下酶解4 h，连翘总黄酮的提取率为10.54%。王氏等[8]采用纤维素酶和果胶酶组成的复合酶法提取苦瓜叶中的总黄酮，苦瓜叶总黄酮的提取率可达到3.13%，与直接醇提工艺相比总黄酮提取率提高了30.0%以上，提取工艺为：纤维素酶浓度为0.8 mg/mL，果胶酶浓度为0.5 mg/mL，提取温度为55 ℃，提取介质pH值为4.5的条件下酶解140 min。
1.3 苷类化合物
郭氏等[9]利用基因工程菌甲醇毕赤酵母生产的漆酶提取黄芪总皂苷，经正交试验优化后，发现漆酶提取的最佳工艺为：漆酶加入量1359 U/g(黄芪粗粉)，pH值为4.0，在40 ℃的温度下酶解1.5 h，之后补水至总体积为50 mL，最后在100 ℃温度下提取1.5 h。结果显示，经过漆酶酶处理后的提取率比未经酶处理的提取率提高65.6%。郑氏等[10]采用二次通用旋转试验研究苦杏仁酶水解栀子苷制备栀子苷元的工艺，试验以pH值、反应温度、反应时间和酶加入量4个因素对工艺进行考察，在pH值为5.25、反应温度50.5 ℃、反应时间90 min、酶加入量1∶10的条件下，采用理化性质及核磁共振波谱鉴定产物结构，高效液相色谱峰面积归一化法检测产物纯度。结果显示：产物栀子苷元得率>34.5%，质量分数为99.6%。樊氏等[11]用酶解法与微波法相结合提取积雪草总苷，经正交试验表明，提取最佳工艺条件为：酶解温度45 ℃，液固比36，酶解时间30 min，微波辐射110 s。在此条件下积雪草总苷得率为27.10%，分别是水煎煮、索氏提取的124%、183%。耗时分别为上述两方法的1/4、1/6。
1.4 生物碱类
李氏等[12]研究不同提取法在提取川乌过程中对生物碱的影响中发现，纤维素酶提取法具有明显的优势。纤维素酶法：乌头碱、乌头总碱的提取率分别为0.002447%、0.244410%；半仿生提取法：乌头碱、乌头总碱的提取率分别为0.001735%、0.189340%；乙醇回流提取法：乌头碱、乌头总碱的提取率分别为0.001869%、0.200720%。其最佳酶解提取工艺条件为：酶用量3 mg/g，温度为45 ℃，pH值为4.5，酶解时间为5 h。徐氏等[13]用超声-酶法联合技术提取黄柏中小檗碱，与未经纤维素酶处理的对照组比较，具有提取效率高、省时、高效节能等优点。提取最佳工艺条件为：水浴时间2.5 h，超声功率80%，加酶量20 mg/g，水浴温度60 ℃。陈氏等[14]将白英药材经纤维素酶处理后用乙醇回流提取总生物碱，通过正交试验优化酶处理工艺参数。结果显示，温度50 ℃、酶反应时间3 h、pH值为4.5、酶质量浓度为1.6 mg/L的条件下酶法提取率为传统提取法的5倍。, 百拇医药(王云洁 闫治攀 白福祖)