酶法在中药提取中的研究进展
2017-12-18张宏梅崔佰吉
张宏梅,崔佰吉
(吉林医药学院,吉林 吉林 132013)
酶法在中药提取中的研究进展
张宏梅,崔佰吉
(吉林医药学院,吉林 吉林 132013)
酶法是一种生物药物分析方法,在中药提取中,应用酶法有一定的优势,相关研究是目前医学界的重点课题之一。基于此,本文试分析酶法在中药提取中的研究进展,给出该方法的优缺点以及应用实例、方法等,旨在通过分析明晰相关状况,完善对应理论,并为后续具体工作的开展提供必要的参考和支持。
酶法;中药提取;果胶酶
酶是一种专一性强、催化效率高的生物催化剂。这是其能应用于中药提取的基础优势,酶法与其他分析方法相比有许多独特的优点。当待测样品中含有结构和性质与待测物十分相似的共存物时,要找到被测物特有的特征性质或者要将被测物分离纯化出来,往往非常困难,应用酶法可以相对有效的进行提取,分析酶法在中药提取中的研究进展,对后续工作有一定的积极意义。
1 酶法原理
酶法能够应用于中药提取,核心原理是利用其较强的催化作用破坏植物细胞的纤维素、细胞壁等致密结构,使有效成分溶出,其本质是利用酶解反应加快生物反应的过程。
一般来说,大部分中药材(植物药材)中能够用于疾病治疗的有效成分不是单独存在的,这也是需要对中药材进行炮制的原因,酶法与炮制是不同的工艺,能够更有效的分离中药材中的有效成分。现有研究表明,中药材的有效成分在被分离的过程中,往往需要破除细胞壁的阻碍,但细胞壁以及细胞间质中的半纤维素、果胶质、纤维素等会形成较为致密的结果,常规情况下,有效成分很难快速的溶出,导致提取困难,使用酶法,生物反应的速度大大加快,植物致密组织通过快速反应而失去效能,有效成分得以溶出。这是酶法的基本原理。
2 酶法的工艺
酶法的工艺由于远离的通用性而带有一致特征,分析主要可以从两个方面着手,一是各类参数的具体影响,二是提取液的制备。各类参数包括pH值、温度、酶的浓度及酶解作用的时间等,这些参数影响反应的成效、提取液的选择和精制。
提取液的制备同样需要重视,传统模式下制备提取液虽然也能够实现精处理,但制备的周期较长,而且成本高、工艺条件复杂,无法大规模应用。在现代科技不断发展的情况下,人员发现应用电导率测试法可以了解传质规律,优化提取液的制备工艺。其核心是膜法超滤技术,该技术是对絮凝技术、生物酶工程技术、大网格组合大孔吸附树脂技术、膜分离技术的融合,能够实现以传质规律为基础、约束条件为辅助的产业化、大规模提取液制备,使酶法中药提取的工艺大为强化。
3 酶法的优势与不足
3.1 酶法的优势
酶法的优势众多,基本优势包括快速、精准、简便、灵敏等,此外,其可以应用于复杂环境而且无污染,这是酶法得到大规模应用和推广的核心优势。如果被测目标是固定的,在选择酶时,可以针对其特色进行挑选,不必进行预处理,即便被测物质成分复杂也不会产生过多影响。这是由于目标物质理化性质与目标酶带有一定的适应性,酶的特异性意味着其在影响被测目标的同时,不会影响其他物质,因此能满足复杂环境的应用[1]。酶法的污染在各类中药提取、分析工作中也是相对较小的,一些需要应用化学试剂、色谱分析器材的工作,可以应用酶法替代,酶法反应条件温和,由于其本身就属于催化剂,无需额外使用酸碱材料,因此污染被降至较低的水平。以上均是酶法的优势。
3.2 酶法的不足
酶法的不足主要体现在两个方面,一是必须严格控制反应参数,二是酶法可能产生一些不利作用。为使酶的活性提高到最大值,必须严格控制酶反应时的温度及pH值,反应条件的微小波动,都可能使酶的活性大大降低,因此对实验设备有较高的要求。如姜黄素的提取,温度条件变化幅值超过5%,产率将下降8%以上,酸碱度变化超过10%,也会导致产率下降6%~7%。
酶法提取的过程中,中药中的某些成分可能受到酶的影响发生改变,导致产物的纯度降低。如黄芩苷提取的研究,经纤维素酶进行酶解后,黄芩苷收率反而下降,进一步研究发现纤维素酶在提取黄芩苷的过程中,会产生水解作用。这也是酶法提取技术的不足之处[2]。
4 酶法的应用实例
以蒲黄花粉的酶法破壁为例,人员经过反复研究,发现果胶酶和纤维素酶的混合酶能够起到最佳破壁效果,二者最佳比例为:1∶0.4,反应温度方面,应控制在42.5℃~46.5℃之间,酶解时间则不得低于230 min,上述参数条件下,蒲黄花粉的提取率可以提升至85.97%以上。又比如香菇多糖的提取,参数为:纤维素酶0.5%,木瓜蛋白酶2.0%,果胶酶1.0%,温度50℃,pH为4.0,效果最佳。姜黄素的提取中,各参数应确定为:pH值取4.5;温度50℃;酶的浓度(混合浓度)应为0.35 mg·mL-1,酶解作用的时间应为120 min,该标准下,可以提升收率大约8%。
通过分析酶法在中药提取中的研究进展,了解了相关基本内容。目前来看,酶法应用于重要提取的基本原理是利用酶解反应加快生物反应的过程。其工艺核心是参数设定和提取液制备。该方法的优劣势同样明显,具体应用时也应加以注意。文章最后给出的部分应用实例可用于实际工作。后续工作中,对上述原理的应用也有助于在中药提取中应用酶法。
[1] 李慧婷,伍振峰,李远辉.浸提辅助剂在中药提取中的应用及研究进展[J/OL].中国实验方剂学杂志,2017,(09):1-7.
[2] 章怀云,毛绍名,孙汉洲.天然产物活性成分提取分离研究进展[J/OL].经济林研究,2017,(03):244-250.
Research progress of enzymatic extraction in traditional Chinese Medicine
ZHANG Hong-mei, CUI Bai-ji
(Jilin Medical College, Jilin Jilin 132013, China)
R284
B
ISSN.2095-8242.2017.070.13859.02
本文编辑:刘欣悦
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