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百合化学成分提取方法研究综述

2015-06-15刘淑梅

中国食品工业 2015年9期
关键词:秋水仙碱皂苷百合

文 / 刘淑梅

(定西师范高等专科学校生化系,甘肃 定西 743000)

百合化学成分提取方法研究综述

文 / 刘淑梅*1

(定西师范高等专科学校生化系,甘肃 定西 743000)

百合中秋水仙碱的提取方法有水提取法、超临界二氧化碳流体萃取法和有机溶剂提取法;甾体皂苷的提取方法有色谱法、醇提-大孔树脂吸附法、醇提-正丁醇萃取法;多糖的提取方法有热水提取法、水提醇沉法、超声波法和复合酶法。

百合;成分;提取方法;综述

1 、引言

我国自古以来,就有“药食同源”的说法。提出“五谷为养、五果为助、五畜为益、五菜为充,气味合而极之,以补益精气的膳食营养原则。”百合不仅是营养价值很高的蔬菜,也是一种有很高药用价值的药用价值。古代医药家张仲景在金匮要略的《百合病篇》中记述了百合的药用价值:清热解毒、润肺等作用,故有“佳蔬良药”之誉。《尔雅》载:“百合小者如蒜,大者如碗,数十片相累,状如白莲花,故名百合,言其片合成也。”百合的主要药用成分:蛋白质、脂肪、多种生物碱,百合甙A、B、水仙碱、秋水仙氨及磷、铁、钙、锌、Vc、VB1、VB2、胡萝卜素等元素[1-7]。甘肃省新医药研究所刘国权教授对兰州百合成分药理实验分析结果认为:兰州百合丰富的锌元素可调节人体机理平衡,增强人体免疫力,对肝癌、肺癌、等病都有一定的抑制作用。(《甘肃日报》1988年3月5日)本文就百合成分的提取方法进行综述,旨在为其他中药有效成分的提取提供参考。

2 、提取方法

2.1 秋水仙碱的提取方法

2.1.1 水提取法

植物粉末经水提取法提取秋水仙碱,在浓缩的提取液中加碱碱化以后,再用与水不相混溶的有机溶剂来提取游离的秋水仙碱,蒸去溶剂后可得浓缩的秋水仙碱粗制品。水当然是最便宜的溶剂,安全是其优点。但是以水作溶剂也存在一定的局限性。例如,被水溶出的亲水性杂质太多,使后期处理困难,秋水仙碱不易被精制、提纯[1-2]。

2.1.2 有机溶剂提取法

文献[1-15]研究了利用有机溶剂提取法在不同溶剂及用量、温度、压强、时间、微粒尺度等条件下对提取百合中秋水仙碱的影响,其中文献[10-12]研究了粒度、溶剂用量、提取温度、提取时间四个因素对秋水仙碱提取的影响,确定影响秋水仙碱提取率的主次顺序为:萃取温度>溶剂用量>提取时间>粒度。最佳的工艺条件为:原料过20目筛,提取溶剂选用乙醇,温度为80oC,溶剂用量为6:1,提取时间为10h,可达到该实验条件范围内的最佳提取效果。采用HPLC法测得百合中秋水仙碱的含量为43.2mg,百分含量为0.36%;文献[13]研究得出用乙醇提取百合中秋水仙碱的最佳工艺条件为:温度75oC,提取溶剂选用乙醇,原料过50目筛,溶剂用量为5:1,提取5h,可得秋水仙碱45.78mg。在此条件下,用高效液相色谱法测得百合中的秋水仙碱百分含量为4.58%。文献[14]报道了影响秋山仙碱提取率的各因素中,影响大小分别为:提取温度>料液比>乙醇体积分数>提取时间。确定从百合粉中提取秋水仙碱的最佳工艺条件为当原料经80℃回流,按1:6的95%的乙醇作溶剂提取8h,即可达到该实验条件范围内的最佳提取效果。文献[15]实验得出了不同提携剂、提取方式、压强、温度及提取时间对提取效果的影响,确定提取溶剂为乙醇,温度为40oC,压强为18MPa,提取时间为8h。碱化后百合粉提取率从0.95%提高到1.77%。显著地改善了提取效果。

2.1.3 超临界二氧化碳流体萃取法

文献[10,12,13,15-18]研究了选取萃取压力、萃取温度、萃取时间、提携剂(乙醇)用量四个因素为变量,发现各因素的影响顺序为:萃取温度>萃取时间>萃取压力>提携剂(乙醇)用量。最佳条件为:温度40oC,压力18MPa下,以300mL乙醇作提携剂萃取两小时,测得萃取物粗品中含有秋水仙碱24.5mg,百分含量为6.38%。经HPLC法测定,测得百合中秋水仙碱的含量0.0485%。可见,超临界流体萃取秋水仙碱步骤简单,条件温和,选择性高,对环境友好,排废少,萃取剂二氧化碳可循环使用。

2.1.4 响应面法优化超声波辅助提取

利用超声波在液体环境中产生“空穴作用”对百合花中的秋水仙碱进行提取有报道[19]。通过考察乙醇体积分数、提取时间、提取温度和料液比对秋水仙碱含量的影响,利用响应面分析法对其提取工艺进行优化,以确定提取工艺的最佳条件,为进一步开发利用百合花的药用价值提供了可靠依据。

2.2 皂苷及苷元类的提取方法

2.2.1 甾体皂苷的提取

甾体皂苷的提取、分离文献[20-25]报道有多种方法:醇提-大孔树脂吸附法、醇提-正丁醇萃取法、色谱法。文献[20-22]分别讨论了回流时间、乙醇量值、提取次数和温度高低对百合总皂苷提取率的影响。采用正交实验法得出百合总皂苷的最佳提取条件为: 80%的乙醇比百合质量6:1,在70oC下回流提取3次,每次提取3小时。并且在综合考虑百合总皂苷的含量和工业中的实际生产情况,最终确定最佳提取条件为:在60oC下六倍于药材量、浓度为70%的乙醇提取3次,每次提取3h。采用AB-8大孔吸附树脂柱分离,用无水乙醇溶解、丙酮-乙醚混合液沉淀、经干燥得百合皂苷,得率为0.253%。文献[23-24]研究了采用微波处理卷丹百合,烘至含水量达6%左右,粉碎成80目,选用甲醇为提取剂,采用水饱和正丁醇萃取和超声波提取百合中的总皂苷。所建立的方法抽提皂苷完全、适合于大量试样的分析,具有干扰小、准确度高、分析速度快等优点。

响应面分析法优化兰州百合皂甙的方法也有报道[25],文献在单因素试验的基础上,通过Box-Behnken响应面分析法优化兰州百合皂甙的最佳提取工艺条件,考察提取温度、乙醇体积分数、液固比和回流时间对其皂甙提取率影响。结果表明,4个因素对兰州百合皂甙提取率影响的大小依次为提取温度回流时间乙醇体积分数液固比。确定的最佳工艺条件为提取温度70℃,乙醇体积分数80%,液固比10∶1,回流时间3h,在此条件下兰州百合皂甙的提取率可达到54.90%。

2.2.2 甾体皂苷元的提取

皂苷元的提取有酸或酶水解-有机溶剂提取法、醇提酸水解-有机溶剂提取法。百合中甾体皂苷元的提取采用百合皂苷经酸水解,用乙醚萃取,氮气吹干的醇提酸水解-有机溶剂[26-28]提取法。

2.3 多糖的提取方法

2.3.1 热水提取法

热水提取法是最为传统的方法,在我国已有几千年的历史,中药的煎煮及早期中草药有效成分的提取均采用此法。热水提取法的原理是利用水作为溶剂,在高温条件下将多糖溶出。该方法是最传统的方法,它操作方便、设备简单、适用面广等优点。但是存在操作时间较长,对不同成分的浸提速率及分辨率低,效率不高,重复过程多,能耗大等缺点。

2.3.2 水提醇沉法

文献[29-35]研究的是水提醇沉法提取百合中的多糖,其中文献[29]以浸提温度、浸提时间、固液比为考察对象进行正交实验,发现对百合多糖提取率的影响程度为:温度>时间>固液比。确定百合多糖浸提最佳工艺参数为:浸提温度为95oC,时间为2h,固液比为1:5,去蛋白采用酶-Sevag联用法,沉淀多糖。文献[30]分别就浸提温度、提取时间、溶剂体积进行单因素实验,发现用热水提取百合多糖的最佳条件为加水比为70:1,浸提时间为6h,浸提温度为60oC,在此条件下提取率可达10.87%,Sevag试剂离心除蛋白质,测定多糖含量。文献[31,32]讨论浸提温度、提取时间、提取次数、溶剂体积等因素对多糖得率的影响,采用正交实验法进行优选。影响百合多糖提取率的主次顺序为:温度>溶剂体积>浸提次数>浸提时间。其最佳工艺条件为温度80oC,但是考虑到多糖解聚及淀粉糊化、变性等因素,浸提温度设为65oC。溶剂体积为15倍量,浸提三次,每次浸提时间为4h。Sevag法除蛋白以多糖得率为指标,采取正交实验法来探讨Sevag法中的氯仿与样品体积的比例及与正丁醇的配比关系,探讨得最佳工艺为样品-氯仿正丁醇体积比为5:2,氯仿-正丁醇体积比为3:1,振摇时间为10min,测定多糖得率为5.2%。文献[33]采用三氯三氟乙烷与Sevag法联用脱蛋白,得到百合粗多糖水溶液。用乙醇沉淀,丙酮和乙醚洗涤,冷冻干燥后得粗多糖。文献[34]用Sevag法脱蛋白,分离、纯化所得活性多糖的得率为4.5%,多糖的含量为96.8%。在水提醇沉法除蛋白的方法比较中,从脱蛋白后的水溶性百合多糖损失和蛋白质的去除效果来看,酶法与Sevag联用法优于Sevag法和三氯三氟乙烷与Sevag联用法,是一种非常有效的植物多糖中脱去蛋白的方法。无论采用哪种方法,所得的水溶性百合多糖中蛋白质的含量均在10%以上,其可能是百合水溶性多糖中部分蛋白质与多糖结合成紧密的糖蛋白复合物的缘故[35]。

2.3.3 超声波法

超声波法是应用超声波来强化提取多糖,通过空化、振荡等作用,促进细胞的周围形成微流,从而提高细胞膜及细胞壁的通透性,是一种物理破碎过程。超声波是频率高于20kHz的机械波,它在媒质中传播的时候可产生空穴作用,空穴中产生的极大压力造成被破碎物在瞬间破碎,同时超声波产生的振动作用也加强了破碎物的扩散及溶解。因此,在提取细胞内物质的过程中可用超声波进行细胞壁破壁,从而达到充分释放多糖,提高多糖提取量的作用。超声波法提取多糖的得率较高。超声波提取法具有时间短、效率高等特点。该法较热水提取法简便,因此超声波法仍是值得推广的一种提取方法。

2.3.4 复合酶法

百合块茎中除了含有多糖外,还含一定量的粗纤维、胶质、蛋白质及脂肪。这些物质的分解将有利于多糖的分离和纯化。采用复合酶法提取百合多糖具有条件温和、生物活性高、杂质易除和提取率高等特点。因此,选用复合酶系,将复合酶[ω(纤维素酶):ω(果胶酶):ω(胰酶)=2:2:1加入到百合块茎干品中,考察酶促反应温度、酶促反应时间、pH等对提取率的影响1确定复合酶法提取多糖的最佳反应条件为:pH值是影响百合多糖提取率的显著因素,浸提液pH值为7.0,浸提温度为50oC,酶促反应时间为90min。在上述的最佳条件下,测定了加酶量对多糖提取率的影响,得最佳加酶量为3%。在最适酶提条件下提取率可达31.03%,是热水提取法的2.85倍[30,37-38]。

3 、总结

百合化学成分的提取、分离研究,文献中报道比较多的是百合皂苷和多糖类,其良好前景使得对它的提取有待于更进一步的研究改进,应集中在简化工艺流程和引入新的研究方法来提高产物富集率和纯度上。同时应加强对百合功能因子的结构、作用、含量及其在食品中的稳定性等方面进行深入研究,使其最大限度地保留并具有活性,不仅临床上有着广泛的应用,而且作为加工保健产品的原料也极具有开发前景。因此对百合的栽培技术、功能因子的结构、含量、作用及在食品中稳定性等方面进行深入研究,使其最大限度地保留活性,是百合研究开发的趋势。

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Review on Extraction Methods of Chemical Constituents of Lily

LIU Shu-mei
(Department of Biochemistry,Dingxi Teachers College,Dingxi 743000,China)

The extraction methods of the colchicine are water extraction method, supercritical carbon dioxide fluid extraction and organic solvent extraction.The extraction method of steroidal saponins are chromatography, ethanol- macroporous resin adsorption, ethanol-butanol extraction method. The extraction method of polysaccharide was extracted by hot water extraction , water extraction and alcohol precipitation, ultrasonic method and complex enzyme.

colchicine;chemical constituent;extraction method;review

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