??? 中藥是中華民族燦爛文明中一朵盛開的奇葩,有著幾千年的悠久歷史。中藥成分復雜且很多貴重有效成分含量很低,因此中藥開發中的關鍵工序即為如何有效地提取中藥中的有效成分。傳統提取方法如煎煮、回流、浸漬、滲漉法,存在著周期長、工序多、提取率不高等缺點。酶作為一種生物催化劑,在中藥提取中,對中草藥細胞壁的有效成分進行分解破壞,從而降低傳質阻力,提高提取率;可改變中藥目標產物的生理生化性能,優化產物效用,并且酶法提取操作簡單,條件溫和,環保無毒,現已將其用于中藥提取過程。本文就酶法的提取技術及其應用進展方面進行綜述。
????1?酶法提取的基本原理
????大多數中藥為植物性草藥,中藥材中的有效成分多存在于植物細胞的細胞質中。在中藥提取過程中,溶劑需要克服來自細胞壁及細胞間質的傳質阻力。細胞壁是由纖維素、半纖維素、果膠質等物質構成的致密結構,選用合適的酶(如纖維素酶、半纖維素酶、果膠酶)對中藥材進行預處理,能分解構成細胞壁的纖維素、半纖維素及果膠,從而破壞細胞壁的結構,產生局部的坍塌、溶解、疏松,減少溶劑提取時來自細胞壁和細胞間質的阻力,加快有效成分溶出細胞的速率,提高提取效率,縮短提取時間。
????而且,在中藥提取中酶法可作用于目標產物,改善目標產物的理化性質,提高其在提取溶劑中的溶解度,減少溶劑的用量,降低成本;也可改善目標產物的生理生化功能,從而提高其效用。
????2?酶法提取的特點
????2.1反應條件溫和,產物不易變性
????酶法提取主要采用酶破壞細胞壁結構,具有反應條件溫和、選擇性高的特點,而酶的專一性可避免對底物外物質的破壞。在提取熱穩定性差或含量較少的化學成分時,優勢更為明顯。楊云龍等[2]用酶法提取洋蔥中黃酮類化合物,采用酶解法來處理洋蔥皮,避免了因高溫對黃酮類化合物結構的破壞,提高了黃酮類化合物的提取率。
????2.2提高提取率,縮短提取時間
????酶法預處理減少了中藥材中有效成分的溶出及溶劑提取時的傳質阻力,縮短了提取時間,提高了提取率,具有很大的應用價值。張文森[3]使用復合酶法提取茉莉花中有效成分,相比較傳統的水提取,提取溫度由85~90℃降至50℃,提取時間由3h降至1h,提取率由55%~60%升至65%~70%。
????2.3降低成本,環保節能
????酶法是綠色的植物提取技術,可利用相關的酶制劑來提高提取物的極性,從而減少有機溶劑的使用,降低成本。
????2.4優化有效組分
????酶法不僅可以應用在中藥材的提取過程,也可對中藥提取物進行酶法處理,優化有效組分,提高目標產物的藥用價值。肖連冬使用堿性蛋白酶對啤酒糟麥芽蛋白進行水解,在酶解條件下,麥芽蛋白的起泡性、溶解性和乳化性分別達到167%、22.68%和13.8%,比未改性前的麥芽蛋白分別提高了735%、247%和27.8%。[4]
????2.5工藝簡單可行
????酶法提取在原工藝條件上僅增加了1個操作單元,反應條件溫和易獲得,不需要對原有工藝設備進行過多的改變,對反應設備的要求較低,操作簡單。姚曉琳等[5]在研究酶法提取柑橘黃酮時,與原有醇提工藝相比,僅在乙醇浸取提取步驟前增加了一個步驟——適量酶液酶解提取。總黃酮提取率可達2.67±0.06%,提取率大幅提高。
????3?酶法提取的影響因素
????3.1藥材顆粒度
????為利于酶解,需對藥材進行預處理。如用粉碎機作預處理,粉碎顆粒越細,越易懸浮在酶解液中,增加有效面積而易被酶水解,加快水解速度。但粉碎過細,吸附作用過強,反而會影響擴散作用。因此通常在提取前適當粉碎,可提高酶解效率。
????3.2提取溶劑
????酶法提取的關鍵,是選擇適當的溶劑。溶劑選擇適當,就可以比較順利地將需要的成分提取出來,并且可溶解較多的有效成分。選擇溶劑主要注意以下3點:(1)溶劑對有效成分溶解度大,對雜質溶解度小;(2)溶劑不能與中藥的成分起化學變化;(3)溶劑要經濟、易得、使用安全等。現在工業生產及實驗室主要采用水、乙醇等作為提取的溶劑。
????3.3溫度及pH
????溫度增高,分子運動加快,溶解、擴散速度也加快,有利于有效成分的提出,所以熱提常比冷提效率高。但溫度過高,有些有效成分被破壞,酶的活性降低,甚至失活,同時雜質的溶出也增多。故一般加熱不超過60℃,高不超過100℃。過高或過低的pH都會導致酶失活,pH不僅影響酶立體構象,也影響底物解離狀態。在適宜的pH下進行提取,效率高。
????3.4酶解時間
????有效成分的提取率通常隨提取時間的延長而增加,直到藥材細胞內外有效成分的濃度達到平衡為止。所以不必無限制地延長提取時間,一般用水加熱提取以每次0.5~1h為宜,用乙醇加熱提取每次以1h為宜。
????3.5酶的用量
????隨著酶的濃度的升高,與底物的接觸面積增大,酶解反應速率增大。但當酶的濃度達到過飽和時,底物濃度相對較低,酶與底物競爭,會對酶產生抑制作用,酶得不到充分利用,造成浪費。
??? 酶法強化中藥提取由于反應特異性強、條件溫和易獲得、提取時間短、提取率高、綠色節能等已引起廣泛的關注,必將成為中藥開發的重要手段,具有較大的應用潛力,且隨著對酶法技術的不斷研究,酶法與其他技術如超聲波、超高壓、微波等技術的聯用也將成為中藥提取的另一個熱點。
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