半仿生-生物酶提取法在中草药中的应用

石莹莹

(三门峡职业技术学院 食品园林学院，河南 三门峡 472000)

0 前言

中药的有效成分是中药治疗疾病的物质基础。中草药中的有效成分有黄酮类、生物碱类、多糖类、皂苷类等，无效成分通常指纤维素、叶绿素、树胶、鞣质等。选择适当的方法提取中草药中的有效成分一直是中药产业发展的热点。传统的提取方法(溶剂提取法、水蒸气蒸馏法、升华法及压榨法)普遍存在着不同程度的缺陷，如工序多，有效成分损失大，周期长，杂质清除率低，能耗大，提取率低等，这在一定程度上制约了中药产业的现代化进程[1-4]。

张兆旺[5]等1995年针对中药口服制剂提出半仿生提取法，当时中药复方大部分药效物质尚未研究清楚。因此，其模仿口服给药在胃肠道的消化、运转过程，采用选定pH值的水提取，不同pH值，多次提取，得到活性混合物。当然，这种提取方法与人体消化环境并不完全相同，仅“半仿生”而已，故称半仿生提取法。由于其较传统方法显著缩短了生产周期，降低生产成本，因此，在提出伊始，受到广泛关注。但其采用高温水煎煮法，虽提高了提取效率，但破坏了其中的热不稳定成分，降低了药效。同时，高温、酸、碱环境可能引起某些成分发生物理或化学变化，因此制约了其在工业生产中的应用[6]。随着现代提取技术的广泛应用，半仿生提取法也通过吸收借鉴各种现代科学技术，不断地发展和完善，在此基础上，产生了半仿生-生物酶提取法[7-8]。

由于中药经口服进入人体内，其消化和吸收除了pH值的调节外，还有多种酶在起着催化作用，在半仿生提取的过程中加入适当的酶以破坏细胞结构，加快有效成分的溶出。这种方法是半仿生法的进一步仿生，提取温度一般在37～60 ℃，避免了热不稳定成分的破坏，提高提取效率，缩短提取时间[9-10]。

目前该法在中草药中三萜皂苷类、糖苷类、酚酸类、黄酮类、生物碱类等有效成分的提取中都有应用。

1 应用进展

1.1 皂苷类

宋宏新等[11]分别用乙醇回流法、纤维素酶酶解、α-淀粉酶酶解、果胶酶酶解、复合酶酶解和半仿生α-淀粉酶酶解提取法来提取三七皂苷，并以总皂苷得率和干膏收率为指标，对几种方法进行了对比，最佳方法为半仿生α-淀粉酶酶解法。并采取正交试验对该工艺进行了优化，得到最佳工艺条件为：温度70 ℃，时间2.5 h，料液比为1∶10。

1.2 蒽醌类

仙靓等[12]用半仿生-酶法提取虎杖中大黄素，并用HPLC检测提取液中大黄素的含量，分别用β-葡聚糖酶、果胶酶、纤维素酶来进行提取，最终结果显示半仿生-纤维素酶提取得到的干浸膏质量和大黄素含量最高。又对此方法的工艺条件进行了正交实验优化，得到最佳工艺条件为：提取温度70 ℃，料液比1∶18，提取时间2 h，得到的干浸膏质量和大黄素含量明显优于超声提取法、微波提取法和醇提法的提取效果。

1.3 生物碱类

薛璇玑等[13]分别用酶解法、半仿生法和半仿生酶法对比拐枣七中总生物碱进行提取，以浸膏质量、总生物碱含量为指标，对比分析其提取效率。结果显示半仿生-酶法(提取复合酶)在拐枣七的总生物碱提取中得到的浸膏质量和生物碱含量都很高，利用正交实验优化其工艺条件，最优工艺为料液比1∶18，水浴温度70 ℃，提取时间1.5 h，该方法高效可行，安全环保。

陆世惠等[14]对两面针的超声-酶法辅助半仿生提取工艺进行了优选，结果表明本法的氯化两面针碱和总生物碱得率与乙醇回流法接近或稍低，而干膏收率显著得到提高，为两面针工业化大生产提供了参考。

1.4 黄酮类

中草药中的黄酮类化合物具有降脂、抗血栓、抗心律失常等作用，被广泛用于医药行业，极具开发价值。薛璇玑等[15]筛选了提取柿叶中黄酮的方法及最优提取工艺，结果表明半生物酶法(纤维素酶、β-葡聚糖酶及二者等量混合组成的复合酶)提取得到的浸膏质量和黄酮含量最高，正交试验优化后，其最佳提取工艺为：料液比1∶14，回流温度50 ℃，回流时间2.0 h，提取率高且工艺稳定。

雒馨怡等[16]以总黄酮提取率为指标，采用响应面法，优选鹿衔草中总黄酮的酶联半仿生法提取工艺，总黄酮提取率较之前常用的醇提法提高了2.87倍。工艺条件为：加酶量1.25 mg/g，料液比1∶65，酶解时间1.0 h，提取时间1.75 h，提取温度85 ℃。

1.5 酚酸类

甘草中的甘草酸具有抗病毒、消炎、抗过敏和抗肿瘤等作用。张卉等[17]分别采用酶法(β-葡聚糖酶、果胶酶、提取用酶、纤维素酶)和半仿生-纤维素酶法提取甘草中的甘草酸，结果半仿生-纤维素酶法甘草酸得率最高，正交试验优化后，其最佳工艺条件为提取温度80 ℃，料液比1∶18，提取时间2 h，该方法经济有效，可为工业应用提供参考。

杨光义等[18]以丹酚酸B、总酚酸含量和干浸膏收率为指标，优选了单参水溶性成分的半仿生-生物酶提取方法。结果显示，半仿生纤维素酶提取效果最好，其次为纤维素酶法，半仿生复合酶法，半仿生法、α-淀粉酶法效果最差。

1.6 糖类

孙福东等[19]用半仿生-酶法从半夏白术天麻汤中提取天麻素，并以天麻素为综合评价指标，探讨了用HPLC法测定其含量的可行性，结果表明该方法可以用于半夏白术天麻汤提取液中的天麻素含量的测定，且准确、重现性好。

1.7 二苯乙烯类

陈帅等[20]以白藜芦醇提取率为指标，运用单因素考察法优选了从虎杖中提取白藜芦醇的酶联半仿生提取工艺，优选的工艺条件为加酶量1.7 mg/g，酶解温度55 ℃，酶解时间107 min，白藜芦醇提取率为5.91%。

1.8 其他

宁颖等[21]采用酶联半仿生法提取壳中的抗胃癌活性成分，在37 ℃恒温条件下，模拟胃肠主要消化器官，分别在pH值为2和pH值为8的条件下加入胃蛋白酶和胰蛋白酶进行半仿生提取。实验表明提取物保留着较高的抗胃癌细胞生长活性，用于处理后胃癌细胞存活率仅为45.52%。

甘青乌头系藏药，其含有生物碱、挥发油、多糖和黄酮类化合物，具有抗炎、抗病毒、镇痛、抗氧化、抗肿瘤和免疫调节等药理作用。吴国泰等[22]用半仿生-酶法提取甘青乌头抗炎镇痛的活性部位，并用单因素考察法优选了其工艺条件，结果为加酶量36 μg/g，提取温度80 ℃，酶解时间90 min，提取总时间180 min，提取效果与理论值接近。

王淑玲等[23]以半夏白术天麻汤为例，探讨了中药复方药效物质用“半仿生-生物酶法”提取的基本模式，初步表明将生物酶引入半仿生法，提高了仿生化程度，增加了药物的提取率，提高了药效。初步建立了中药复方用半仿生-生物酶法系统研究的基本模式，验证了其科学性、先进性和实用性。

孙福东等[24]比较了半夏白术天麻汤用半仿生-生物酶法和半仿生法提取的效果，并优选了其工艺条件，结果表明半仿生-生物酶法效果较好。同时又用半仿生-生物酶法对半夏白术天麻汤中6种药材的15种组合方式进行了优选，得到最佳组合方式，结果表明此方法可行、合理。

刘天易等[25]优化了二陈汤的“半仿生-生物酶法”提取工艺，并与半仿生提取法、醇提法、水提法进行了对比，结果表明，半仿生物酶法提取的效果最佳。

2 结论

上述半仿生-生物酶法在中草药提取中提取率高，所需温度较低，可有效避免或降低热不稳定成分的破坏和损失。同时其按人体温度、酶等相似环境条件进行提取，接近药物在人体内的过程，可以体现中药的整体作用，更加符合其在人体内的吸收规律，适合工业化生产的需要。但其同样存在一些技术难点：①酶的适用条件专一，因此需严格控制酶的温度及pH值，这就对生产条件和实验设备要求较高，目前尚无此法的专业设备。②药物活性成分与酶之间的相互作用尚无法判断，药物成分是否影响酶的活性，影响提取率，尚无法定性和定量分析。③提取后的酶类物质如何从提取液中去除也是一个关键问题[26]。以上种种都限制了其工业化应用，目前，其工业化生产尚无实例，表明此技术仍然仅限于实验室研究，有待进一步对其进行深入的研究和工业转化及应用。