★ 傅靈艷 艾琴英 曾治君 劉紅寧

(江西中醫(yī)藥大學(xué)/江西省中醫(yī)病因生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 南昌 330004)

黃連為臨床常用的苦寒藥物[1]，小檗堿是其主要藥效成分之一[2]，近年來發(fā)現(xiàn)該成分在降糖降脂方面效果較好[3-4]，已處于一個(gè)研究熱點(diǎn)。利用TCMSP數(shù)據(jù)庫(http://ibts.hkbu.edu.hk/LSP/tcmsp.php)獲得黃連成分靶點(diǎn)數(shù)據(jù)，進(jìn)而采用Ctyoscape軟件構(gòu)建其主要成分靶點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)圖(圖1)，從圖中也發(fā)現(xiàn)小檗堿是一個(gè)多靶點(diǎn)作用的成分，除了降糖降脂外，黃連提取物小檗堿具有抗炎作用[5]，主要用于治療各種感染[6]，如消化和呼吸道感染[7]、急性腸胃炎[8-9]，也是急性細(xì)菌性痢疾等疾病的基本藥物，也可用于治療高血壓、心律失常癥等[10]，還具有抗腫瘤作用[11-12]。中藥是防治疾病的物質(zhì)基礎(chǔ)，隨著社會(huì)發(fā)展，西藥在整個(gè)制藥行業(yè)中獨(dú)占鰲頭，對(duì)中藥制藥行業(yè)產(chǎn)生的巨大沖擊，使中藥發(fā)展將面臨挑戰(zhàn)；“中藥現(xiàn)代化”成為熱點(diǎn)話題，屠呦呦等研究者對(duì)青蒿素的成功開發(fā)，激發(fā)更多中藥研究者熱情。要實(shí)現(xiàn)中藥現(xiàn)代化，必須突破傳統(tǒng)中藥的湯劑，因此，中藥的提取、制粒等工藝過程占據(jù)重要地位，其中中藥提取過程扮演特別重要的角色。由于中藥提取液物質(zhì)種類多樣、成分復(fù)雜,給分離和純化帶來了一定的困難，為克服這些困難，并且保證中藥的有效成分得到最大保留，保障療效不減弱，為此，近來中藥的提取技術(shù)取得飛速發(fā)展[2,13]。近年來小檗堿提取的工藝研究很多，本文以黃連中小檗堿的提取技術(shù)研究為出發(fā)點(diǎn)，討論傳統(tǒng)提取工藝方法的優(yōu)缺點(diǎn)，并闡述新型提取技術(shù)在該方面的提取應(yīng)用，從而為小檗堿的工業(yè)生產(chǎn)和臨床應(yīng)用提供參考依據(jù)。

圖1 黃連成分靶點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)圖

1 提取工藝研究

小檗堿(結(jié)構(gòu)如圖2)是中藥材黃連中的有效成分[14-15]，又稱黃連素(berberine)，由于黃連素是堿性物質(zhì)，可采用酸提堿沉法提取，具體為酸提取法提黃連素，再加入堿液游離提??；同時(shí)黃連素的極性大，根據(jù)相似相容原理，可用極性大的水或者乙醇為溶劑熱提。它是一個(gè)多靶點(diǎn)的中藥有效成分，通過構(gòu)建小檗堿的作用網(wǎng)絡(luò)靶點(diǎn)圖(圖1)，也證明其抗菌、抗炎、降糖降脂、降血壓等藥理作用。黃連素在水和乙醇中的溶解度與溫度變化呈正相關(guān)，而鹽酸小檗堿微溶于冷水中[16]。

圖2 小檗堿結(jié)構(gòu)

1.1 傳統(tǒng)提取工藝 中藥黃連的傳統(tǒng)提取為水煎煮法，人們通過長(zhǎng)期的經(jīng)驗(yàn)積累，采有這種提取方式，因其操作簡(jiǎn)便，提取溶劑廉價(jià)易得，在工業(yè)大生產(chǎn)中多采用此法[17]。此外提高黃連小檗堿提取率的方法還有酸法、石灰水法和醇提取法，但普遍存在提取時(shí)間長(zhǎng)、溶劑有毒、易燃不安全、提取過程污染環(huán)境等缺點(diǎn)。

1.1.1 煎煮法 煎煮法是中藥材中加入適量的水至沸騰，根據(jù)實(shí)際情況確定煎煮時(shí)間，除去藥渣得到濾液的過程[18]。中藥成方制劑“一清顆?！敝悬S連的提取工藝為水提取法，第1次提取時(shí)間1.5h，第2次1h，合并濾液后過濾，濾液減壓濃縮，噴霧干燥得干浸膏粉，除“一清顆?！蓖猓袊?guó)藥典的大部分成方藥都采用煎煮法。此方法溶劑雖然廉價(jià)易得，但是存在提取率低，中藥材料利用率不高，產(chǎn)物容易霉變等缺點(diǎn)[19]。

1.1.2 醇提取法 浸漬法是醇提取法經(jīng)驗(yàn)上的主要提取方式，隨后還有滲漉法，隨著現(xiàn)代工藝研究進(jìn)步，醇提取方式不再單一。中國(guó)藥典成方“五黃蕎陰顆?！辈捎玫氖谴继崛》?，黃連與姜黃混合，使用60%的乙醇做溶劑，回流提取分別進(jìn)行3次，首次提取前浸泡1h，提取1h，后兩次提取時(shí)間為50min，三次提取完成后，合并所有提取液，備用。雖然乙醇提取溶劑清潔易得，但是存在回收操作復(fù)雜、易燃不安全等缺點(diǎn)[20]。

1.1.3 酸法和堿法提取 酸水法是目前工業(yè)上生產(chǎn)提取黃連素常用的方法之一。因黃連中的黃連素硫酸鹽溶解度大，而其黃連素在稀鹽酸中溶解度小，故用少量的0.5%～1%的硫酸浸提，提取液再用濃鹽酸調(diào)pH為1～2時(shí)，鹽酸鹽析出，利用此原理提取黃連素粗品[21]。

工業(yè)堿法提取黃連有效成分小檗堿主要為石灰乳法。游離狀態(tài)下的小檗堿在水中溶解度大，可投入石灰乳直接進(jìn)行堿化，待其有效成分成游離狀態(tài)時(shí)，再對(duì)其進(jìn)行提取。具體為：加入消石灰10%，加水40倍，浸漬12h后，開始滲濾，按滲濾液10%～20%，充分?jǐn)嚢?，靜置12h，過濾，加入30倍熱水中，迅速過濾，用濃鹽酸調(diào)節(jié)濾液的pH至1～2，靜置12h后，過濾，將沉淀物置乙醇中重結(jié)晶，得鹽酸小檗堿精品[21]。

1.2 新型提取工藝研究 為克服傳統(tǒng)中藥的提取率不高、提取方法損失大、提取物化學(xué)成分復(fù)雜、后處理比較困難、耗能耗時(shí)等問題，近來，中藥提取技術(shù)發(fā)展速度快，涌現(xiàn)了很多新方法，比如超聲輔助提取、酶解法提取、微波輔助提取、半仿生提取法等，新型提取技術(shù)比傳統(tǒng)黃連的提取方法擁有獨(dú)特優(yōu)越性能，能顯著提高黃連藥材中黃連素的提取率以及純度[22]。

1.2.1 微波輔助提取技術(shù) 微波提取法是指利用微波場(chǎng)的穿透性、加熱效率以及破碎細(xì)胞壁的能力等特性來強(qiáng)化中藥有效成分浸出的新型提取方法[23]。為了探究微波法從黃連中提取小檗堿的提取效果，研究黃連浸泡時(shí)間、料液比(g/mL)、微波功率、微波輻射時(shí)間、提取次數(shù)這些因素對(duì)小檗堿提取率的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在從黃連原料中提取小檗堿時(shí)，微波法的最優(yōu)工藝條件是：原料浸泡時(shí)間24 h，料液比1∶120，提取功率500W，微波輻射時(shí)間3 min，提取次數(shù)2次，提取率達(dá)5.61%，提取效果較好，和酸提取法、石灰乳提取法、乙醇提取法比較，微波提取法比傳統(tǒng)提取法速度快，也更加利于環(huán)境的保護(hù)[24]。綜上而言，微波提取具有使用設(shè)備簡(jiǎn)單、適用廣、提取率顯著提高等優(yōu)點(diǎn)[25]。雖然微波提取法提取黃連中的黃連素可以大大提高提取率，但是目前應(yīng)用還不夠廣，作為一種前處理方式被使用。

1.2.2 超聲輔助提取技術(shù) 超聲波是一種機(jī)械波，它的技術(shù)原理是利用超聲波產(chǎn)生的振動(dòng)、空化效應(yīng)、熱效應(yīng)等，在中藥的提取中還能促進(jìn)水合作用，提高中藥有效成分的提取率，具有耗時(shí)少、節(jié)約溶劑的使用等優(yōu)勢(shì)，避免高溫破壞中藥有效成分[26-27]。對(duì)中藥黃連中小檗堿的提取得率工藝考察，觀察溫度、超聲功率、提取時(shí)間、溶劑(乙醇)的濃度、提取次數(shù)這些因素對(duì)黃連-白術(shù)藥對(duì)中主要成分小檗堿的提取得率影響，得最優(yōu)條件是提取溫度47℃、功率40%、恒溫超聲儀中提取40min、乙醇濃度是60%、一共進(jìn)行三次回流提取，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，黃連的有效成分提取率竟高達(dá)30.96%。當(dāng)前，超聲提取技術(shù)的使用主要用于藥物的前處理，具有能節(jié)約提取時(shí)間、節(jié)省能源、效率高等優(yōu)勢(shì)，不但常應(yīng)用在提高黃連中藥材的提取率，而且也在其他中藥提取中發(fā)揮重要作用。隨著制劑工藝現(xiàn)代化程度提高，該技術(shù)還在進(jìn)一步提高與完善，在中藥領(lǐng)域中應(yīng)用潛力很大，經(jīng)濟(jì)開發(fā)意義重大[28]。

1.2.3 酶解法提取技術(shù) 酶是一種高效生物催化劑，隨著酶工程的發(fā)展，近來逐漸運(yùn)用在中藥黃連提取工藝中，它能破壞植物組織及細(xì)胞，使植物細(xì)胞在相同的提取條件下從不同中藥材中釋放有效成分化合物。如纖維素酶可以用來分解細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)，增加來自細(xì)胞內(nèi)隔室的生物活性化合物產(chǎn)量。相反，傳統(tǒng)的溶劑萃取方法，只從中藥材中提取出最易得到的化合物。所以以酶為基礎(chǔ)的提取來自植物的生物活性化合物，它是常規(guī)溶劑提取方法的潛在替代物，它具有高效、反應(yīng)條件溫和、操作形式簡(jiǎn)單的特點(diǎn)[29-30]。在優(yōu)化黃連生物堿的提取工藝研究中，使用反相高效液相色譜法測(cè)定黃連小檗堿的含量，考察復(fù)合酶提取黃連生物堿的影響因素，并設(shè)計(jì)了正交試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，得到最佳工藝條件為：當(dāng)纖維素酶與果膠酶最適比例為1∶0.3，酶解液pH值4.5，酶解時(shí)間3h，酶解溫度45℃，復(fù)合酶法提取黃連生物堿工藝與傳統(tǒng)冷浸提取工藝相比，生物堿提取得率顯著提高，并且重現(xiàn)性好[31]。酶法提取黃連具有快速、條件溫和、節(jié)時(shí)、高能、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，它將使中藥研發(fā)更上一個(gè)臺(tái)階，應(yīng)用前景廣闊，隨著酶提取法技術(shù)日益成熟，它將和微波輔助提取技術(shù)、超聲輔助提取技術(shù)并肩成為中藥提取開發(fā)的一個(gè)新熱點(diǎn)[32]。

1.2.4 半仿生提取技術(shù) 半仿生提取法是研究者張兆旺最先提出，根據(jù)口服給藥吸收分布特點(diǎn)，并與中醫(yī)藥防治疾病相結(jié)合，提出了整體研究法和分子藥物研究法，從藥代動(dòng)力學(xué)的角度出發(fā)，模擬口服給藥經(jīng)過胃腸道吸收的原理，是口服給藥的一種新的中藥制劑的提取設(shè)計(jì)工藝[33]。在藥材規(guī)格、提取溫度、料液比等相同的因素下，以鹽酸小檗堿、黃芩素、等為參考，通過對(duì)方案進(jìn)行全面評(píng)價(jià)，確定最優(yōu)方案，結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)需求，考察到最優(yōu)方案為：三次提取溶劑的pH值依次遞增為2.0，7.0，9.0，提取時(shí)間依次為2.0h，1.5h，1.5h[34]。半仿生提取法的開拓思維既符合中醫(yī)藥基礎(chǔ)理論，又積極推動(dòng)中藥現(xiàn)代化研究的進(jìn)程，并且產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響，極大地豐富了理論和實(shí)踐相結(jié)合研究的意義[35]。

1.2.5 其他 中藥提取方法當(dāng)然不僅僅局限于單獨(dú)使用，一般根據(jù)實(shí)際提取需要，將各種提取方式的優(yōu)勢(shì)結(jié)合，多種提取方法并同使用，進(jìn)行最優(yōu)化組合。尤思路[28]在優(yōu)化黃連-白術(shù)藥對(duì)中，將兩種方法有效地結(jié)合起來，提取液中黃連素生物堿提取率有了很大提高。除此之外，超微粉碎前處理技術(shù)的出現(xiàn)，也使得中藥黃連提取向前邁進(jìn)一步，作為提取前處理方法其前景十分廣闊，在藥效成分的提取率和充分發(fā)揮藥效等方面具有優(yōu)勢(shì)[36]。

2 展望

中藥黃連中的黃連素提取方法眾多，伴隨著中藥提取技術(shù)的發(fā)展，中藥提取新技術(shù)加速了有效成分的溶出，具備高效節(jié)能、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)。為了能夠同時(shí)利用各種提取方法的優(yōu)勢(shì)，多技術(shù)聯(lián)合使用就顯得很重要。但是由于目前缺乏可靠的提取參考標(biāo)準(zhǔn)，不同提取方法的提取率存在差異，因此建立標(biāo)準(zhǔn)的提取率參考尤為重要。中國(guó)藥典通過先測(cè)定黃連原藥材的小檗堿含量，后計(jì)算提取得率，這樣的結(jié)論將更有參考價(jià)值。黃連作為我國(guó)傳統(tǒng)的中藥材之一，為更好的造福人類，對(duì)其研究已經(jīng)有悠久歷史。隨著黃連中藥資源的枯竭，因此，對(duì)黃連提取技術(shù)的深入研究非常關(guān)鍵，把現(xiàn)有的提取技術(shù)進(jìn)行開發(fā)優(yōu)化并轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，投入到我國(guó)的醫(yī)藥行業(yè)的發(fā)展具有重大意義。

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