新型提取联用技术在中药提取中的应用进展

蔡延渠， 朱盛山， 李润萍

(广东药学院中药开发研究所，广东广州 510006)

中药化学成分非常复杂，有效物质多种多样，为提取工作带来巨大的困难。目前，对中药有效物质的提取仍停留于采用单一技术的阶段，未能实现理想的效果，也无法体现出中医药治病的特色。虽然先水(醇)提后醇(水)提法、酸/碱水解后有机溶剂提取法等不同溶剂提取联用技术早已运用到中药提取中［1-3］，并成为现今产业化的主体，但存在溶剂用量大、提取率低、耗时耗能等缺点。

近年来，许多新技术方法应用到中药提取中，如超临界流体萃取法、超声波提取法等，均显示出良好的应用前景［4-5］。如何综合利用新型提取技术各自的优点，针对提取物的特点，通过集成方式进行技术间的联用，以更低能耗、更短时间、更快速率提取得到更高产率物质，已成为药学领域的研究热点。为此，笔者就酶法、超临界流体法、半仿生法、微波法、超声法等新型提取技术间的联用及其在中药有效物质提取方面的国内外应用与研究进展作一综述，以期为药学工作者在中药提取研究中提供有价值的参考。

1 酶法的提取联用技术

酶法辅助提取法(Enzyme-assisted extraction，EAE)是指在传统溶剂法的基础上，利用酶反应具有高效、高度专属等特性，根据药材细胞壁的构成，选择相应酶进行水解或降解以破坏结构，从而充分提取细胞内有效物质的一种新型提取方法。

植物细胞壁是中药提取有效物质的主要屏障，通过选用相关酶，如纤维素酶、果胶酶等，利用酶反应使细胞壁及间质中的组成成分等发生水解或降解，降低溶剂传质阻力，加速有效成分释放，从而提高提取率。因此具有反应条件温和、提取率高、能选择性改变提取目标成分的性质、加强药物生理活性等特点。目前，酶提取法已广泛运用到多糖、黄酮类、生物碱、皂苷等物质的提取［6-8］。

1.1 酶法-半仿生提取联用技术

酶法辅助半仿生提取法(Enzyme-assisted Semi-bionic extraction，ESBE)是将半仿生法与生物酶结合起来进行中药提取的一种联用技术。即选择适宜的酶破坏中药材细胞壁，再按半仿生法，于第1煎和第3煎的溶剂中加入消化酶，在优选温度下进行提取。该法是半仿生法的进一步仿生化，但与单纯酶提取法并不相同。

半仿生提取法(Semi-bionic extraction，SBE)是张兆旺等［9］利用“灰思维方式”，从生物药剂学角度为经消化道给药的中药及其复方所创立的一种提取新技术。即采用选定pH的酸性水和碱性水依次连续提取，以得到含指标成分高的“活性混合物”。既符合药物经胃肠道转运过程，适合工业化生产，又体现中医治病综合成分作用的特点。目前，半仿生提取法已应用到有机酸、黄酮类、苷类、生物碱、多糖等物质的提取［10-11］。因此，在进行半仿生提取过程中先加入酶进行预处理，可以促进细胞内物质向酸/碱性水溶液中溶出，更进一步仿生化。

孙福东等［12］以天麻素等为评判指标，优选半夏白术天麻汤的半仿生－酶法提取工艺条件:先用酶对药材进行预处理，再按SBE法，于第1煎和第3煎的溶剂中加入消化酶，在适宜温度下进行提取。所得提取液的天麻素平均质量浓度为1.671 mg/mL。同样，王淑玲等［13］也优选出半夏白术天麻汤的半仿生-酶法最佳提取工艺，并测得提取液中甘草次酸质量浓度为0.025 06 mg/mL。实验均表明，优选出的半仿生－酶法提取工艺条件，能体现出中药复方整体、综合、客观、模糊的特点;而HPLC法测得的含量结果也验证了其可行性。

1.2 酶法-微波提取联用技术

微波辅助酶法(Microwave-assisted enzyme extraction，MAEE)是将微波法和生物酶结合起来进行中药提取的一种联用技术。一般先采用酶解法充分破坏药材细胞壁，然后利用微波处理提取细胞内物质。

微波辅助提取(Microwave assisted extraction，MAE)是指利用微波场的特性和优点来强化天然药物(中药)有效物质浸出的新型提取方法。具有很强的穿透性、很高的加热效率和破碎细胞壁的能力，同时具有设备简单、提取率高、省时省溶剂、污染小等特点。目前，微波提取技术也多应用于多糖、黄酮类、萜类、生物碱、有机酸、苷类、挥发油等物质的提取［14-16］。将生物酶与微波相结合，不仅提取温度低，而且可缩短酶解和微波作用时间，使有效物质溶出而不分解，显著提高产率。

兰天路等［17］研究比较虎杖中白藜芦醇的提取工艺发现，纤维素酶－微波联合提取法比酶法缩短近2/3的酶解时间，相对于微波法则减少5/6的微波时间，且提取率最高(1.23%)。刘晓庚等［18］进行松针精油的提取研究，结果显示，微波辅助酶法的精油得率为0.46% ～0.517%，微波辅助离子液体酶法的提取率为0.493% ～0.530%，均高于水蒸气蒸馏法(0.28% ～0.36%)、微波法(0.35% ～ 0.45%)和酶法(0.46% ～0.50%)。王颖莉等［19］优选出远志总皂苷的微波－酶法最佳提取工艺:pH7，温度45℃，酶解时间1 h，料液比1∶25，微波功率255 W，提取4 min，乙醇浓度95%，酶浓度为0.30%;所得提取率达2.03%。不仅比乙醇回流提取法大大缩短提取时间、降低有机溶剂用量，且提高收率。

1.3 酶法-超声提取联用技术

超声辅助酶法(Ultrasound-assisted enzyme extraction，UAEE)是指将超声法和酶法联合进行中药提取的一种联用技术。通常先加入适宜的酶对中药材进行预处理，继而置于超声仪中利用超声波进行有效物质提取。

超声波是一种在水等介质中具有良好穿透性、以震动波形式传播的一种机械能量，可以产生扩散、击碎和搅拌等多种作用，增强溶剂渗透力，从而提高产率、缩短提取时间、节约溶剂以及避免高温对成分的影响。故与生物酶联用，可以在低温环境下加速胞内物质溶出，使提取时间、速率和产率都得到最优化。目前，超声提取技术常用于多糖、黄酮类、生物碱、苷类、蒽醌及有机酸等物质的提取［20-21］。

王艳等［22］采用超声波协同复合酶法提取姬松茸多糖，即超声波作用20 min，再分步加入各种酶(果胶酶、加纤维素酶、木瓜蛋白酶依次加入);多糖提取率达14.51%，高于超声水提法(8.79%)。徐艳等［23］研究超声－酶法提取黄柏中小檗碱的过程中发现:水浴2.5 h、超声功率80%、加酶量25 mL、水浴温度60℃的条件下，提取率最高2.025 mg/g，比单纯酶法1.445 mg/g高。显示出提取率高、省时、高效等优点。周琳等［24］以 8 倍量 pH4.5 的水，50 ℃酶解 2.5 h，纤维素酶、果胶酶用量分别为15 U/g、140 U/g，超声90 min等为工艺条件;测得三七提取液中总皂苷为10.33%，显著高于乙醇回流法(7.94%)、超声法(8.57%)等传统方法。

2 超临界流体的提取联用技术

超临界流体萃取法(Supercritical fluid extraction，SFE)是以超临界流体作为萃取介质的一种集提取、分离为一体的新型技术。超临界流体具有与气体相近的低黏度和高扩散系数，以及与液体接近的高密度和强溶剂化能力，对许多物质均具有良好的溶解能力，常用CO2超临界流体提取中药。

调节压力和温度便可改变溶剂性质等独有的特点，使超临界流体萃取法具备提取速度快、提取能力强、提取温度低、产品质量高等优点。目前，超临界流体萃取技术多用于生物碱、醌类及其衍生物、黄酮类、皂苷、多糖及挥发油等物质的提取，亦初步具备工业化生产的设备条件［25-26］。

2.1 超临界CO2-溶剂法提取联用技术

超临界CO2-溶剂法是将超临界提取法和水煎煮/渗漉法结合起来进行中药提取的一种联用技术。绝大部分中药都具有脂溶性和水溶性物质，故可先利用超临界CO2法提取脂溶性物质，再以水煎煮法或渗漉法对药渣进行水溶性物质的提取。该联用技术克服了传统方法溶剂用量大、耗时、提取率低等缺点，实现以更低能耗、更快速度、更加全面地提取有效物质，从而提高药材综合利用率。

张虹等［27］先利用SFE技术从丹参药材中(工艺条件:35%乙醇，55℃，30 MPa，萃取2.5 h)提取丹参酮ⅡA等脂溶性指标成分，再采用水煎法(工艺条件:以残渣8倍量的水煎煮3次，每次1.5 h)提取药渣中丹参素、原儿茶醛等水溶性指标成分;结果显示，丹参中已有超过99%的丹参酮ⅡA、97%的丹参素及92.064%的原儿茶醛被提出。表明其可全面提取药材脂溶性和水溶性成分，提取率高、省时且无有机溶剂残留。

2.2 超临界CO2-微波提取联用技术

微波辅助超临界流体萃取法(Microwave-assisted supercritical fluid extraction，MSFE)是指将超临界流体法与微波法联用进行中药提取的一种联用技术。一般先用超临界CO2流体法萃取脂溶性物质，再利用微波提取残渣中的其他成分。

药材经过超临界预处理后，出料时可使细胞壁内外形成瞬间极大的压差而击破细胞壁，减少后续微波法提取的阻力，更有利于目标成分的提取，也便于后期精制［28］。

李湘洲等［29］对超临界CO2-微波法提取姜黄进行研究，发现在45℃下、料液比1∶11、乙醇体积分数80%、提取2 min的最佳条件下，姜黄油、姜黄色素得率分别为8.95%，3.22%。实现了有效物质的同时提取、分离，且效果比微波法更佳。陈丛瑾等［30］建立了香椿油及总黄酮的超临界－微波提取工艺条件:提取温度70℃、50%乙醇12 mL/g、提取3～4次(每次15 min)，得到总黄酮65.114 0 ～72.934 4 mg/g。黎明晴［31］在35℃下，以压力20 MPa、微波功率600 W萃取30 min，提取所得桃叶珊瑚苷的萃取率为2.651%，比溶剂萃取法［32］(60%乙醇，80 ℃，提取 1 h，连提两次，提取率1.88%)节省时间、提高收率和药材利用率，并可防止活性成分分解或降解。

2.3 超临界CO2-超声提取联用技术

超声波强化超临界流体提取技术(Ultrasound-assisted supercritical fluid extraction，USFE)是指通过超声场来强化超临界流体萃取分离中药有效物质能力的一种联用技术，可以降低萃取压力温度、减少流体流量、缩短萃取时间、降低能耗及放宽对原料粒径的要求，且萃取率高。目前，国内外关于超声波如何强化超临界流体的研究正在开展，如超声的频率、功率、时间等［33-36］。

丘泰球等［37］考察超声波强化超临界流体萃取薏苡仁中薏苡仁油和薏苡仁酯的效果，得到最佳工艺:温度40℃、压力20 MPa、时间3.5 h，分别比SFE法降低5℃温度、5 MPa压力及节省0.5 h，萃取率提高约10%;当萃取率相同时，流体流量还可减少 0.5 L/h，放宽原料粒径。E.Riera等［38］在压力280 bar、温度55℃、二氧化碳流速为20 kg/h的超声波强化超临界流体萃取条件下进行杏仁油脂提取，发现当大约50 W的超声能作用在超临界流体中时，提取速度和提取率分别提高30%和20%;有无超声强化萃取的平均时间分别为30 min和8 h，明显缩短时间。罗登林等［39］研究发现，超声强化超临界CO2萃取的温度比无超声时的低10℃;在各自合适的萃取压力下，USCE法的皂苷萃取率是SCE法的1.64倍;CO2流体的流量大有利于USCE。

3 超声-微波提取联用技术

超声-微波协同提取法(Ultrasound-Microwave synergistic extraction，UMSE)是将超声振动和开放式微波两种作用方式相结合进行中药提取的一种联用技术。主要利用超声振动的空化作用以及微波的高能作用，降低目标物与样品基体的结合力，加速目标物溶出，实现低温常压环境下对固体样品进行快速、高效、可靠的预处理。除具有省时、节能、高效的特点外，还具备生产成本低、无污染等优势，有利于实现工业化生产［40］。

唐仕荣［41］采用超声波－微波协同萃取法提取银杏黄酮，在微波处理后水浴回流提取2 h所得提取液的黄酮提取率达到81.76%，比直接水浴提取提高了1.3倍;而在微波－超声波协同处理下，黄酮提取率达到83.54%。杨胜丹等［42］确定超声－微波协同萃取川木通中齐墩果酸的最佳工艺条件:乙醇浓度90%，微波功率为60 W，提取时间5 min，料液比1∶9。所得提取液中齐墩果酸的含量与原材料质量的比值为0.1132 mg/g，比微波法提高7.1%;比乙醇回流法提高20%，提取时间是它的1/36;比浸提法提高36%，提取时间是浸提的1/288。

4 结语

综上所述，新型提取联用技术在中药有效物质提取方面具备了针对性强、提取效率高、成分损失少、周期短、耗能低等优点，更能满足产业化生产的需求。如酶法联用技术能够高效、有选择性地破坏中药所特有的细胞壁，加速溶剂渗透，提高胞内物质的溶出率;超临界流体联用技术能够同时提取中药脂溶性和水溶性物质，萃取率高、产品质量好且无溶剂残留;超声联用技术能在低温条件下使物质快速均匀受热，提高提取率而不破坏极性、热不稳定性物质等有机物质分子的结构。可以预见，提取联用技术的广泛应用，必将极大地推动中药产业化的发展和中药现代化进程。

但是，新型提取联用技术目前仍处于探索阶段，缺乏系统性理论的指导，也存在一定的操作困难:如酶法联用技术使用过程中，对酶的选用较为困难，直接影响物质的溶出;超临界流体联用技术费用昂贵，设备条件要求较高，成为推广应用和实现产业化的瓶颈;而超声-微波联用技术仍处于实验室研究阶段，还未具备适合产业化生产的设备条件。为此，只有通过广大工作者的不断研究，才能够逐步实现和发展新型提取联用技术，并在此基础上进行设备、信息、能量等的集成，最终形成自动化控制，真正实现中药提取的现代化。

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