五味子木脂素提取方法的最新研究进展
2015-01-25程振玉宋海燕杨英杰于世华薛俊礼
程振玉, 宋海燕, 杨英杰*, 于世华, 薛俊礼
(1.吉林化工学院,吉林吉林132022;2.吉林农业科技学院,吉林吉林132101)
五味子木脂素提取方法的最新研究进展
程振玉1, 宋海燕2, 杨英杰1*, 于世华1, 薛俊礼1
(1.吉林化工学院,吉林吉林132022;2.吉林农业科技学院,吉林吉林132101)
五味子具有收敛固涩、益气生津、补肾宁心之功效,为我国著名的药食两用植物,而木脂素是其最主要的活性成分之一。笔者在实验探索的基础上,通过查阅国内外最新文献,从提取技术发展史、新技术提取机制和原理等方面对木脂素提取工艺的最新研究进展进行综述,并对其优缺点进行客观地讨论,对未来更合理的新技术给出了展望,以期能更高效率地提取木脂素,促进五味子药用资源的充分利用。
五味子;木脂素;提取方法;研究进展
五味子Schisandra chinensis Baill是五味子科五味子属的干燥成熟果实,被列为上品,最早记录在 《神农本草经》中,其应用已经有2 000多年的历史[1-2]。现代药理研究表明,五味子醇甲、五味子酯甲等木脂素是五味子最主要的
活性成分[3-5],主要涉及到中枢神经、生殖、消化、心血管系统和抗氧化、抗肿瘤等方面[6],目前市场上已经开发出五味子胶囊[7]、果酒[8]和饮料[9]等大量相关产品,因此对木脂素类化合物的提取工艺开展研究具有非常重要的意义。
在过去数十年间,多种现代提取技术已被报道,包括超声波萃取[10]、微波萃取[11]、超声波-微波协同萃取[12]、植物组织破碎提取[13]、超临界萃取[14]、加速溶剂萃取[15]、超高压液体萃取[16]、酶萃取[17]、 法多索溶剂萃取[18]、植物油萃取[19]、 离子液体萃取[20-21]、 双水相萃取[22]、 乳化剂萃取[23-24]等。 同时, 以渗漉[25]、 回流[26]、索氏提取法[27]为主的传统方法也常用于木脂素的提取,尤其是回流法,它作为一种对照方法,常与新建立的提取方法进行比较。
笔者在前期研究的基础上[28],围绕 “传统提取技术→现代提取技术→新型辅助提取技术”这一主题,总结了木脂素的十余种提取方法,补充完善了相关方面的新文献。同时,还对提取机制和原理进行了详细阐述,对提取方法的优缺点进行了客观地讨论,尤其是结合工业实际生产情况,指出了现代提取方法的不足之处,并对未来更合理的新技术给出了展望。
1 传统提取技术
溶剂提取法是传统上从成分复杂的天然药物中提取出活性成分的最主要方法。不同有机溶剂的极性相差很大,而且不同类型活性物质的极性也不同,根据相似相容原理,选择对共存杂质溶解能力差、对所提取目标成分溶解能力强的溶剂,使目标成分从中药材表面或组织内部转移到溶剂中。其中,渗漉法、回流提取法及索氏提取法是提取五味子木脂素最常用的方法。
1.1 索氏提取法 索氏提取法利用溶剂回流和虹吸原理,使固体物质每次都被纯的溶剂所萃取,现已广泛应用于天然药材各类活性物质的萃取。
Halstead等[27]以五味子醇甲、五味子甲素、五味子醇乙、五味子乙素这4种木脂素为考察指标,分别选择蒸馏水、50%甲醇、50%乙醇、纯甲醇和纯乙醇作为提取剂,对该方法提取木脂素的工艺进行了探索。结果表明,纯甲醇提取效果最佳,经过连续回流24 h后,99.5%的木脂素被提取。该技术所用溶剂量少,提取率高,但提取时间长,对受热易分解或变质的目标成分有影响。
1.2 回流提取法 回流法是从天然药物中提取活性成分最传统的方法。取药材粉末放入容器中,加入水或其它溶剂,然后加热提取。王小宁[29]、丁璞[30]与蒋益萍[31]等对回流法提取五味子醇甲、五味子甲素和五味子乙素进行了报道,他们通过正交或星点设计-效应面试验对工艺进行了优化,王小宁确定最佳工艺条件为加入4倍量75%乙醇,提取2 h;丁璞确定最佳工艺条件为加入9.99倍量82.9%乙醇提取135.44 min;蒋益萍确定最佳工艺条件为加入8倍量95%乙醇提取2次,每次2 h。王少杰等[32]报道了回流法提取南五味子总木脂素的工艺条件,确定其最佳提取方法为料液比1:9,加入70%乙醇,提取3次,每次1.5 h。董媛媛[33]、黄莹[34]等亦对回流法提取木脂素做了研究,董媛媛以五味子丙素、五味子醇乙、五味子酯甲、五味子乙素、五味子醇甲和五味子甲素这6种木脂素类化合物为研究指标,通过设计响应面Box-Behnken优化实验,确定最佳工艺条件为料液比1:11,加入90%乙醇提取35 min,共提取3次;黄莹确定提取剂乙醇的最佳浓度为90%,与董媛媛报道一致,但其它条件并不相同,她认为,料液比1:8,提取时间1.5 h,提取1次的效果最好。然而,由于回流法提取温度高,时间长,故热不稳定成分亦不能采用此法。
1.3 渗漉法 渗漉法是不断向粉碎过筛的药材中添加新鲜的浸出溶剂,使其渗过药材,从渗漉筒下端出口流出浸出液的方法。曹世红等[25]以五味子酯甲的提取率为评价指标,对渗漉法提取五味子木脂素的工艺条件进行了考察,确定其最佳提取工艺条件为80%乙醇浸泡 24 h,以 6 m L/(kg.min)的速率进行渗漉,收集8倍渗漉液。该方法为常温提取,虽有利于活性成分保护,但溶剂消耗量大,消耗时间长,操作比较麻烦。
2 现代提取技术
传统提取技术主要存在耗时长、能耗大、提取剂容易挥发、溶媒用量大、目标成分提取率低、热不稳定成分容易受到破坏等一系列不足之处[35]。为了克服上述缺点,经过众多学者不断研究,现代提取技术应运而生,如法多索溶剂萃取、超临界CO2萃取,加速溶剂萃取、超高压萃取、植物组织破碎萃取、乳化剂萃取、植物油提取、微波辅助萃取和超声波萃取等,这些技术大多满足美国环境保护局(http://www.epa.gov/greenchemistry/pubs/about_gc.htm l)的标准要求,具有提取剂无毒、安全可靠、易回收、无污染、可循环利用等特点,因此也被称为 “绿色技术”。
2.1 超临界CO2提取法 对超临界流体萃取(Supercritical fluid extraction,SFE)的研究始于1879年[36],而Zosel于1964年申请了SFE法脱除咖啡中咖啡因的专利。由此开始,该技术引起了科学界的广泛兴趣,并成功应用于环境、制药、食品分析等行业。
目前,CO2被普遍认为是超临界萃取的最佳溶剂,其临界温度是31℃,接近于室温,临界压力为7.38 MPa,在适度的压力下就可提取,但CO2极性小,仅是萃取脂类、油脂等非极性物质的理想溶剂。然而,现在已通过化学改进剂的应用成功地解决了这一问题,少量改进剂即可显著增加了CO2的极性 (例如加入二氯甲烷0.5 mL),其萃取效率相当于水蒸气蒸馏4 h[37]。
戴军[38]、程康华[39]等均采用超临界 CO2萃取了木脂素。戴军以五味子总木脂素为研究指标,对南北五味子木脂素的工艺条件进行了探索,确定最佳工艺参数为萃取压力25 MPa,萃取温度35℃,CO2体积流量2 L/min;程康华以五味子醇甲为考察指标,认为最佳工艺条件为在萃取温度45℃、压力12.5 MPa的超临界条件下萃取180 min。
Sovov等[14]亦通过该法从北五味子的不同部位 (叶和茎部)中提取了五味子乙素、五味子醇甲、五味子甲素、戈米辛N、五味子丙素和五味子醇乙,发现当临界最佳温度和压力分别为50℃和27 MPa时,萃取率最大。超临界萃取具有很多显著的优点,如流体扩散能力强、黏度低、表面张力小、加速萃取剂渗透到药材的能力和传质作用、缩短萃取时间等。由于超临界流体反复回流萃取样品,故活性成分的萃取比较完全,萃取率高。而且超临界流体的选择性更高,可通过改变压力或温度来调节流体的溶剂能力。另外,该方法可在室温下操作,而且整个萃取过程不涉及到有机溶剂,因此可在没有丝毫溶媒残留的条件下,萃取热不稳定性化学成分,属于纯天然的绿色化学。
2.2 加速溶剂萃取法 1996年,Richter等[40]第一次对加速溶剂萃取法(Accelerated solvent extraction)进行了研究和报道,现在该法亦称之为加压流体萃取法(pressurized fluid extraction,PFE)、加速流体萃取法(accelerated fluid extraction,ASE)、加速溶剂萃取法(enhanced solvent extraction,ESE)、高压溶剂萃取法(high pressure solvent extraction,HSPE)[41],其原理主要为高压保持溶剂超出了其正常沸点,在动力学上促进了萃取过程。另外,样品自动处理技术使具有萃取时间短、溶剂消耗量小等特点的加速溶剂萃取技术有了更大的发展和应用前景,而且高压和高温的协同作用加速了萃取,使该技术的溶剂消耗量非常小。在较高温度下,目标成分的溶解度加大,传质速率加快,黏度小,表面张力低,促进了目标成分的溶解和转移。
王梓等[15]对加速溶剂萃取木脂素的工艺进行了研究,确定最佳工艺条件为87%乙醇作提取剂,提取温度160℃,静态萃取时间10 min,提取压力1 500 psi,1个提取循环,60%冲水量,在此工艺下五味子醇甲、五味子醇乙、五味子甲素和五味子乙素这4种木脂素的总提取量达到14.72 mg/g。Hee和Chul[42]亦采用该法提取了五味子,通过分析五味子醇甲、戈米辛J、五味子醇乙、顺芷酰戈米辛H、当归先戈米辛H、五味子甲素、五味子乙素、戈米辛N和五味子丙素的含有量,对不同工艺条件下木脂素的提取率进行了考察,发现选用甲醇作为提取剂,于125℃下静态提取1次,提取时间5 min时效率最佳。
2.3 超高压液体萃取法 1899年,Bert发现450 MPa可延长牛奶的使用期,首次提出了超高压 (UHP)可作为食品加工方法。目前,超高压已经被视为食品加工领域中一项有吸引力的创新非热力学技术,超高压提取技术 (ultrahigh-pressure extraction,UHPE)便在此基础上开发形成,其操作过程类似超高压加工的食物,原材料首先与溶剂在室温下混合,然后瞬间释放压力[15]。该方法首先将中药材粉碎成一定大小的粒度,并在常温下浸泡于一定溶剂中,然后在液面上施加100~1 000 MPa的流体静压力作用,持续一小段时间。当中药材细胞内外压力达到平衡时,立即释放压力,含有目标成分的细胞壁内外形成巨大的压力差,使得其结构发生严重变形,细胞壁破裂,组织破损,加剧细胞内成分转移到细胞外的溶剂中,从而提取目标成分。
Liu等[16]以五味子乙素和五味子甲素为考察指标,对影响超高压提取木脂素效率的乙醇体积分数、萃取功率、料液比、提取时间等因素进行了探索,确定最佳工艺参数为萃取压力400 MPa,乙醇浓度90%,料液比1:90,提取时间5 min。与回流和超声波提取法相比,超高压法不仅木脂素萃取率高,而且所需时间短,同时由于在室温下提取,热不稳定成分不易被破坏。因此,在中药材活性成分提取的研究中,超高压萃取法是一项很有前景的新技术。
2.4 组织破碎提取法 20世纪90年代,日本生药学家将中草药捣碎,有效地提取了活性成分丹宁,在此基础上,我国医学家刘延泽教授对该原理作进一步研究,并于1993年率先提出了一种新技术,命名为 “植物组织破碎提取法[43]”。该方法通过闪式提取器进行提取,由于完成一次提取仅需要1~3 min,与传统方法相比,提取时间大幅减少,故又被称为闪式提取。该新技术集机械剪切力、超动分子渗透和强力振动作用于一体[19],在与目标成分极性相似的溶剂存在下,室温下数秒或几分钟内将药材彻底粉碎,细胞组织遭到破坏,从而加速待提取的目标成分脱离药材基质,迅速转移到提取剂中。最后,过滤提取物,收集滤液,蒸干,浓缩物即为目标成分。
Tang等[13]以五味子醇乙、五味子甲素和五味子醇甲作为研究指标,对组织破碎法提取北五味子木脂素的工艺进行了系统探索。采用正交试验进行优化,确定最佳提取工艺为乙醇体积分数80%,料液比1:10,提取3次,每次2 m in,发现在非常短的时间内,组织破碎提取法便可完成对目标成分的彻底提取。由于该技术所需时间极短,而且提取率高,在室温下操作,因此是中草药提取领域中一项重要的新技术。
2.5 乳化剂辅助提取法 采用有机溶剂或醇溶液对木脂素进行提取时,提取液以及蒸发除去乙醇后的浓缩液都是非均一相的混浊物,五味子木脂素既存在于油脂相中,也有少量存在于无机相中,这对后续纯化操作,无论是有机溶剂萃取法还是大孔吸附树脂吸附法,都难以正常进行。因此,采用含乳化剂的乙醇水溶液对木脂素进行提取的方法应运而生。
陈碧芸等[23]对含乳化剂的乙醇水溶液提取五味子木脂素的工艺进行了研究,通过比较4种乳化剂 (单甘脂、EM、Tween 20、Tween 80),确定EM的乳化效果最佳,其添加量为3%,乙醇体积分数80%,提取2次,发现该条件下木脂素的提取率高达96%,而未加EM的空白对照样的提取率只有43%。王东等[24]在此基础上进一步作了研究,确定以乙醇溶液、乳化剂EM和乙酸乙酯组成的混合溶剂为提取剂,提取效果更好。通过正交优化试验,确定乙醇体积分数为80%,乙酸乙酯和EM的加入量分别占乙醇溶液体积分数的10%和2%。
2.6 微波提取法 微波提取法是一种通过微波,把中药材中的目标成分提取、转移并溶解到提取剂中的新技术。微
波是一种频率从300 MHz变化到300 GHz的电磁场,由两种互相垂直并且振荡的电场和磁场组成。其加热原理主要是基于微波对极性物质的直接辐射作用,随着离子迁移和偶极子转动作用,电场能被转化成热能,离子在传导过程中因受到介质的阻力作用,从而产生热量。另一方面,随着电场信号频率和方向的变化,中药材中的极性分子频繁改变位置 (旋转、振荡或摆动),导致目标分子之间的碰撞而产生热量。微波辅助萃取的机制主要涉及到三个过程(1)持续增加温度和压力后,细胞壁破裂,目标分子脱离样品基质;(2)溶剂扩散进入样品基质;(3)目标分子溶解,从基质中释放到提取剂中。该方法具有加热快、时间短,提取率高等特点,同时因提取中减少了有机溶剂的使用而被称为绿色技术。
Gao等[11]以五味子醇甲、五味子酯甲和五味子甲素为研究指标,建立了在线连续采样-动态微波辅助萃取-高效液相色谱分离测定五味子木脂素含有量的方法,通过正交试验优化微波辅助法工艺条件,确定最佳工艺流程为称量粉碎过筛 (80目)的干燥五味子100 mg,加入80%甲醇10 mL,330 W微波功率下进行萃取。黄天辉等[44]以五味子醇甲为研究指标,通过正交试验对微波辅助法萃取五味子木脂素的工艺进行了系统研究,并且与回流法做了比较,发现最佳工艺流程为取粒径80目的五味子,按照料液比1:12加入80%乙醇,在850W功率下微波辐射萃取35 min,其提取率明显优于回流法。Zhu等[45]对我国不同产地的南、北五味子进行了分析研究,以五味子醇甲、五味子甲素、五味子酯甲和五味子乙素这4种木脂素的提取率之和作为评价指标,对木脂素的5种提取方法 (微波、回流、超声波、索式和微波-超声联合法)进行了考察,发现采用微波辅助萃取法时,木脂素有较高的提取率。最后,设计正交试验对其工艺作进一步优化,确定最佳工艺参数为提取时间10 min,料液比1:25,乙醇浓度75%,微波功率200W。
2.7 超声波提取法 超声波是不能被人类耳朵听到的一种特殊的波,在化学中是指频率在20 KHz到100 MHz之间的声波。超声波对介质分子产生压缩和挤压作用,通过介质进行传播,而且在这个过程中产生了空化效应,即经过了气泡的形成、增大和破裂过程。介质分子运动产生的动能转化成气泡的热能之后,产生大量能量,气泡的温度高达5 000 K,内部压力可达1 000 atm,加热和冷却速率达到1 010 K/s。基于此,超声波辅助萃取法被应用于活性成分的萃取,其最显著优点是超声波可促使有机或无机类化合物从固体样品中浸出,原因可能是超声波促进传质作用,加快溶剂渗透到样品基质的速度。
张悦怡等[46]以五味子醇甲、五味子乙素和五味子醇乙这3种木脂素的提取率为响应值,对超声波辅助乙醇法萃取五味子木脂素的工艺进行了研究,在对单因素进行考察的基础上,基于中心组合设计原理,采用响应面实验法作进一步优化,确定最佳工艺流程为称取五味子1 g,加入85%乙醇146mL,超声提取34min。刘少静等[47]以五味子总木脂素为研究指标,经过正交试验优化,确定最佳工艺为超声时间30 min,乙醇体积分数70%,超声温度50℃,料液比1:14。Wei[48]、Zhang[49]等以五味子醇甲、五味子酯甲、五味子乙素、五味子醇乙、安五脂素、五味子酚、五味子甲素、和五味子丙素中的8种或6种木脂素为研究指标,分别对我国不同产地的南、北五味子果实进行研究。Wei等将超声波、回流和索式法进行了比较,发现采用超声波辅助法时,木脂素的萃取率最高,最佳条件为料液比1:40,提取时间45 min,乙醇体积分数90%;Zhang等对提取木脂素的3种溶剂 (纯甲醇、纯乙醇、50%甲醇)进行了探索,发现溶剂为纯甲醇时提取效果最佳,而且提取30 min较好。毛婷[50]和周玲[51]等亦对超声波辅助提取木脂素的最佳工艺条件进行了探索。毛婷等确定最佳条件为乙醇浓度90%,料液比1:8,提取时间50m in,提取2次;周玲等确定超声循环提取技术的最佳条件为采用85%乙醇作为提取溶剂,超声功率500 W,超声时间10 min,温度30℃,料液比1:20。Zhang等[52]认为,五味子乙素的最佳提取条件为以95%乙醇为提取剂,于60℃下提取70 min。
3 新型辅助技术提取法
3.1 超声-微波协同提取法 目前实验室使用的超声波萃取仪是将超声波换能器产生的超声波通过介质 (通常是水)传递,然后作用于样品,这是一种间接的作用方式,声振效率低,必须通过增加超声波发生器的功率来提高萃取效率。然而这样会产生噪音,令人感觉不适。对微波萃取而言,其受溶剂特性的影响很大,而且因微波穿透能力的限制,样品萃取不均匀,效率下降,时间增加。而超声-微波协同萃取法将直接超声振动与微波辐射这两种作用方式相结合,充分利用了超声波振动的空化作用与微波的高能作用,使萃取率得到了显著的提高。
程振玉等[12]以五味子醇甲、五味子酯甲、五味子甲素、五味子乙素和五味子丙素为研究指标,对超声-微波协同萃取北五味子木脂素的工艺进行了系统研究,同时与回流、索氏、微波辅助和超声波辅助法进行了比较。结果表明,超声-微波协同萃取法明显优于其它4种提取方法,其最佳工艺条件为以84%乙醇为提取剂,超声功率50W,微波功率430W,五味子粒径120目,料液比1:15),萃取时间2.1 min。在此条件下,5种木脂素的提取率达到(14.22±0.135)mg/g。
3.2 超声波/微波辅助离子液体提取法 与通常使用的有机溶剂相比,离子液体 (IL)有着截然不同的理化性质,它是一种在室温下完全由阴阳离子组成的液态物质。在-100~200℃ (最高可达300℃)范围内,它均以液态形式存在,溶解性高,不论对有机还是无机物都有良好的溶解能力,而且具有蒸汽压低、无污染、无气味、难挥发、难着火、热稳定性高等显著的特性。同时,离子液体与大多数有机溶剂互不混溶,所以具有与目标成分容易分离、容易回收、能反复循环使用等优点。因此,离子液体是传
统提取中挥发性强的溶剂的替代品,属于低碳环保的绿色技术要求下的理想溶剂,已被广泛应用到中药材的提取领域。超声波/微波辅助离子液体法(ILUAE/ILMAE)结合了超声波、微波和离子液体这三项新技术的优点,是非常具有开发前景的新技术,具有萃取时间短、萃取率高、活性成分被不易破坏、无污染等特点,也是近年来天然产物提取工艺领域的一项重要创新。
Ma等[21,53]分别采用超声波辅助离子液体 (ILUAE)、微波辅助离子液体(ILMAE)法对五味子木脂素的提取工艺进行了系统研究,以五味子醇甲、五味子酯甲、五味子甲素和五味子乙素这4种木脂素的提取率为考察指标,并将该新技术与传统热回流法进行了比较,发现由1-十二烷基-3-甲基咪唑-溴化物组成离子液体提取剂时,木脂素提取效果最佳。通过设计响应面试验进行优化,确定微波辅助离子液体法的最佳工艺流程为称量干燥的五味子25.0 g,用含0.25M 1-十二烷基-3-甲基咪唑-溴化物250 mL的离子液体浸润4 h,然后置于微波炉中,按料液比1:12加入离子液体,在385W功率下微波辐射萃取40 min;超声波辅助离子液体萃取法的最佳工艺流程为称量粉碎的北五味子0.5 g,按料液比1:12加入含十二烷基-3-甲基咪唑-溴化物0.8 mL的离子液体,在200W超声功率下提取30 min。
3.3 超声波辅助酶提取法 植物中的有效成分主要存在于植物体 (如细胞壁和果胶)中,而酶在植物提取时能使其降解成疏散结构[54],在后续超声波处理过程中,短时间内超声可使植物细胞壁结构破裂,加速溶剂分子对中药材基体的渗透和待提取成分的溶剂化,从而大大加快提取速度,提高目标成分的提取率。
阴冠秀等[17]以五味子果实为原料,以五味子乙素为研究指标,对超声波辅助酶法萃取五味子木脂素进行了研究,通过比较纤维素酶、果胶酶和复合酶,确定果胶酶的提取效果最佳,其最佳条件为果胶酶用量0.96%,最适pH 3.5,酶解温度52.89℃,酶解时间4.04 h。在此条件下,五味子乙素的提取率达到0.262%。
3.4 超声波辅助植物油提取法 基于 “相似相溶”原理,极性大的成分在大极性溶剂中溶解度较大,中极性、小极性成分亦然。由于五味子木脂素属于亲脂性物质,故极性通常都比较小,因此能以植物油为提取剂,对五味子木脂素的提取进行研究。植物油作为日常生活中必备的食用品,其营养价值高,无毒无害,服用安全,绿色无污染,以此作为目标成分的提取剂,对五味子的进一步开发和利用具有重要价值。
徐仲航和金向群[19]首次对超声波辅助植物油法提取北五味子木脂素的可行性及工艺进行了考察,以五味子乙素和甲素两种活性成分的萃取率之和作为评价指标,首先对木脂素萃取率影响比较大的几个单因素 (植物油用量、提取次数、提取时间)进行了考察,在此基础上再设计正交试验L9(34),对提取工艺作进一步优化,结果确定最佳工艺条件为料液比1:2.5,提取时间3.0 h,提取2次。最后,选取水提取、乙醇提取、超临界CO2法与超声波辅助植物油萃取法做了比较,发现采用水提取法、乙醇提取法时,木脂素提取率均低于超声波辅助植物油法,而超临界提取与植物油提取法所得木脂素的含有量相近,无明显差别。
3.5 超声波辅助双水相提取法 双水相是由短链醇和无机盐两类物质组成的系统,当两者以适当浓度混合时,就会产生互不相溶的两个水相体系,根据相似相溶原理,不同物质在这两相之间的分配比不同,造成溶解度差异很大。双水相体系就是利用这一原理,通过液-液萃取来实现提取分离的目的,该方法由于具有成本低、分离简便等特点,因此已成为从中药材中提取和分离天然化合物的一种非常有前景的技术。
Guo等[22]以五味子醇甲、五味子酯甲和五味子甲素为研究指标,对超声波辅助双水相法提取五味子木脂素的可行性做了研究,通过对不同类型无机盐及其浓度的考察,确定双水相由25% (NH4)2SO4(w/w)和19%乙醇(w/w)组成,此时两相的分配系数大于0.74,木脂素的回收率可达到93%。然后,通过设计响应面试验,确定超声波辅助的提取条件为料液比1:20,超声波功率800W,萃取时间61.1 min,在此优化条件下,上层相 (乙醇溶液)中五味子醇甲、酯甲和甲素的提取率分别为13.10、1.87、和1.84 mg/g。与超声波辅助80%乙醇提取法比较,该方法下木脂素的提取率基本没有变化,但是其纯度却得到了显著的提高。
4 讨论
随着人类对中药材活性化合物需求的不断增长,在木脂素传统提取方法的基础上,很多学者对新方法深入开展了探索和研究,绿色无污染、提取率高是现代新提取技术最主要的两个特点。但大部分文献对这些新技术的提取机制和原理缺少较为深刻的阐释,同时由于提取设备昂贵、经济成本高等原因,很多实验室探索的新技术在工业化大规模生产中受到限制,难以给企业带来真正的经济效益,而且受不同提取方法 (样品制备技术)的影响,药材中有效成分固有的药理活性可能会发生改变,但目前文献对此现象均鲜有提及。因此,笔者认为在探索木脂素的提取工艺时,应同时对其药理作用作相应地研究,以木脂素的提取率及药理活性同时作为评价指标,建立更科学合理的新方法、新工艺。
基于不同植物基质及其目标化合物的不同特点,新型辅助提取技术在该领域可能有更广阔的应用前景,故应给予更深层次的研究。不同提取方法会影响目标成分的提取率,进而影响植物体中活性成分含有量的测定,随着生物活性化合物木脂素经济意义的不断增加,五味子提取物的应用前景越来越广阔,开发力度不断加大。因此,今后对五味子木脂素提取领域的研究方法应集中于经济效益高、绿色无污染、操作简单、提取率高的新技术和新方法。
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R284.2
A
1001-1528(2015)11-2485-07
10.3969/j.issn.1001-1528.2015.11.033
2015-01-05
程振玉 (1986—),男,硕士,助教,研究方向为天然产物化学。Tel:15843289508,E-mail:chengzhenyu0633@126.com
*通信作者:杨英杰 (1955—),男,教授,研究方向为天然产物化学和有机分析。Tel:13843228673,E-mail:yanghjm@163.com