现代提取技术在中草药生物碱提取中的应用进展

首创国药局，重整古典医籍，新编医药方书等，其改革取得了重大成就，做出了杰出贡献，对旴江医学的发展产生了重要的影响；清·广昌毕恒兴，精于医术，尤善外科，救人之急，不避风雨，时白县“触手成春”令书旗其门；特别值得一提的是，许多官员本身勤于

“医林状元”笔耕、著书立说，如明代龚廷贤，官至太医院吏目，一《济世全书》《小儿推拿密旨》《万病回春》生著作甚多，有等十余

苏州知府等职，留心医药，编本；明·临川陈钟盛历任礼部主事、

《奚囊便方》辑一书。当然，政府官员兴建书院对旴江医学的发

如曾巩从政以仁为本，兴利除弊，其修建的兴鲁书院展不无关系，

治学严谨，办学制度异常严格。更为难得的是曾巩还常邀欧阳

修、王安石等知名学者莅临书院讲学，学生大受裨益，促使了学术交流及传播。旴江医学得以流传发展，还与其流域的金溪印刷出

版技术发达密切相关，在当地自古就流传着“临川才子金溪书”

，“金溪书”的民谚版式大方、校勘精细、字体规范、装帧牢实。其发达的技术促进了旴江医家的理论及临床经验的流传及发展。，“旴江医学”总之并不是凭空出现的。其形成有其必然因素：一是临川文化的熏陶，促进了医学文化的形成及发展；二是建

昌帮的兴盛，良药成就了旴江医家的高超技术；三是尚德尊医的极大的促进了有识之士投身医学事业，产生了许多有名医美德，

家及著作；四是政府的重视与发达印刷业的支持，使旴江医学更“旴江医学”的形成因素，对于挖掘旴江医家加强大繁荣。探讨的独特治疗方法，丰富我国地方医学流派内容，弘扬中医学术都有积极的意义。

文献综述

现代提取技术在中草药生物碱提取中的应用进展

陈德力，杨

豆，刘洋洋，刘平怀

*

（海南大学材料与化工学院海南优势资源化工材料应用技术教育部重点实验室，海南海口570228）摘要：随着对生物碱药用价值认识的提高，其提取方法也得到了不断地改进与完善。文章主要对近年来中草药中生物碱

并对中草药中生物碱提取技术的应用进行了展望。的现代提取技术作了综述，

关键词：中草药；生物碱；现代提取技术

DOI标识：doi：10．3969/j．issn．1008-0805．2011．10．089

0805（2011）10-2512-03中图分类号：Q946．88；R284．2文献标识码：B文章编号：1008-

ApplicationofModernExtractionTechnologyofAlkaloidsinChineseHerbalMedicine

li，YANGDou，LIUYang-yang，LIUPing-huaiCHENDe-*

（MinistryofEducationKeyLaboratoryofApplicationTechnologyofHainanSuperiorResourcesChemicalMateri-als，CollegeofMaterialsandChemicalEngineering，HainanUniversity，Haikou570228，China）

Abstract：Withunderstandingofthemedicinalvalueofalkaloids，itsextractionhasalsobeencontinuouslyimprovedandimpro-ving．Inthispaper，differentmodernmethodsforextractingtheChineseherbalmedicinealkaloidswerestatedinrecentyears，andherbalalkaloidextractionmethodwaspreviewed．

Keywords：Chineseherbalmedicine；

Alkaloids；Modernextractiontechnology

［2］

生物碱是存在于自然界的一类复杂的含氮碱性有机化合物，压病等作用，所以生物碱类化合物一直是科学工作者关注的是中草药重要的有效成分之一，具有显著的生物活性。目前已发焦点，而其科学高效的提取方法也是人们研究的热点。传统的提现的生物碱化合物约六千余个，大多数来自植物界，以罂粟科、豆取方法主要是基于其理化性质的差异，大多数提取过程存在耗材

［1］科、防己科、毛莨科等植物中分布较多。因生物碱大多具有抗癌、抗肿瘤、抗炎、抗病毒、抗血小板凝集、抗心律失常以及抗高血

多，产率低，周期长等缺点，这给生物碱药用价值的开发带来了十

分不利的影响和限制。随着科学技术的高速发展，越来越多的新

［3～6］

。本文就中草药中技术运用到中草药生物碱的提取研究上

生物碱的提取技术，特别是一些新技术的应用进展进行了综述，

09-29；收稿日期：2010-03-09修订日期：2011-

“863”基金项目：国家高技术研究发展计划项目

（No．2007AA021500）；

海南省重点科技计划项目（No．06202）；海南省自然科学基金（No．309001）

），作者简介：陈德力（1987-男（汉族），湖北随州人，现为海南大学材料与化工学院在读硕士研究生，学士学位，主要从事生物制药工程工作．

*

并探讨了现代提取技术应用于中草药生物碱研究的发展趋势。1传统提取技术

大多数生物碱能溶于氯仿、乙醚、酒精、丙酮、苯等有机溶剂，也能溶于稀酸的水溶液而成盐类，基于这种特性，可以选用不同的溶剂提取中草药中的生物碱，包括溶剂提取法、直接提取法（水溶性生物碱、季铵碱）、离子交换树脂法（如麦角新碱类、咖啡因等）、沉淀法、液液萃取法等。这些方法操作简单，但在保留有效成分、去除无效成分方面，存在着有效成分损失大、周期长、提

），通讯作者简介：刘平怀（1967-男（汉族），湖南永兴人，现任海南大学

教授、药学研究员、制药高级工程师，硕士学位，主要从事生物制药工程工作．

·2512·

取效率低等缺点。2现代提取技术2．1

超临界流体萃取技术超临界流体萃取技术（SupercriticalFluidExtraction，SFE）就是利用超临界流体（SCF）在临界点附近

术有一定的局限性，仅适宜于热稳定性生物碱。

2．5半仿生提取技术半仿生提取技术（semi－bionicExtractionMethod，SBE）是根据中草药药效物质部分已知，大部分未知的现

“灰思维方式”，实，利用将整体药物研究法与分子药物研究法相结合，从生物药剂学的角度，模拟口服给药及药物经肠道转运的

原理，为经消化道给药中药剂设计的一种新的提取工艺。1995年，张兆旺等

“半仿生提取法”首次提出了的中药提取新概念，即将药物先用一定pH的酸水提取，继以一定pH的碱水提取，提浓缩，制成制剂。这种提取方法可以提取和保留取液分别过滤、更多的有效成分，能缩短生产周期，降低成本，而且多种复方制剂的研究提示

［21，22］［20］

体系温度和压力的微小变化，使物质溶解度发生几个数量级的突

变性质来实现其对某些组分的提取和分离。SCF所具有的特殊具有可调性和选择性等独溶解能力对中草药植物有效成分提取，

特的优势。因此，超临界流体萃取技术被广泛地用于中草药中生

［7］

物碱的提取。AVerma等比较了几种提取方式对长春花中长春花碱提取效果的影响，发现SFE得率最高，达198．8μg/g，且

显著高于索氏提取、固－液萃取和水提法，而且实验结果显示SFE较固－液萃取、索氏提取物的杂质少，表明在长春花碱的提SFE技术比传统提取技术更具有选择性。但是，SFE取过程中，

技术也存在一定的局限性，比如其仅适用于分子质量较小、低极性化合物的萃取，对于极性大或大分子的物质需要较高的压力和夹带剂等缺点。

，“SBE法”“WE法（即水提取法）”。有可能替代

惠建国等采用这两种方法对苦参的提取液成分含量进行了比

HPLC总面积、较，以苦参碱、氧化苦参碱、苦参总碱、干浸膏为指“SBE法”“WE法”。但目前这方法仍沿袭高标，经综合评价优于

温煎煮法，长时间高温煎煮会影响许多有效成分，降低药效。2．6

［23］

加速溶剂提取技术加速溶剂提取技术（acceleratedsolvent

2．2超声波提取技术超声波提取技术（ultrasonicextraction，extraction，ASE）是近年来发展起来的一种全新的样品提取技术，UE）的基本原理是利用高频率的超声波产生强烈的振动，超高的它具有提取时间短、溶剂消耗少、提取效率高、操作模式多样化以加速度，剧烈的空化、搅拌和瞬时高温等，造成植物细胞壁的破坏及操作过程自动化等诸多优点，并已广泛地应用于环境、食品、药

［24～27］［28］

和溶剂的快速渗透，使被提取的有效成分迅速溶解到溶剂中。物分析等诸多领域。AnneBrachet等采用ASE技术从A．E．Demaggio等［8］在制备曼陀罗浸膏时引入超声波，显著提高古柯叶中提取可卡因和苯甲酰芽子碱，并探索其最佳提取条件，总生物碱的得率。代宏哲以苦豆子生物碱的浸取过程为研究对象，研究了超声波的介入对固液扩散的影响，并与常规浸提法

［9］

结果显示，当其压强为20Mpa，温度为80℃，提取时间为10min

时，能较有效提取可卡因和苯甲酰芽子碱，提取率分别为0．60%、

［29］

发现超声条件下的平衡常数是常规条0．10%，均显著高于文献报道的水平。刘平怀等考察了ASE的动力学方程进行了比较，

件下的27．4倍，其传质系数也高出将近2个数量级。目前，超技术对海南萝芙木抗氧化活性成分提取效果的影响，发现ASE

［10～12］

，但超声技术提取物对DPPH自由基的清除率为89．378%，而索氏提取法仅为声波技术已广泛的用于中草药生物碱的提取

对容器壁的薄厚及容器放置位置要求较高，否则将会影响浸出效68．45%，表明ASE技术可以作为中药材中活性成分的一种高效

果。提取手段。

2．3常温超高压提取技术常温超高压提取技术（Ultrahighiso-2．7酶提取技术酶提取技术在中草药有效成分提取中的应用statichydrostaticpressureatroomtemperatureextraction）是指在常温下用100～1000Mpa的流体静压力作用于料液，在预定压力保当药物细胞内外压力达到平衡后迅速卸压，使细胞持一段时间，

内外渗透压差骤然增大，细胞内的各种有效成分穿过细胞的各种转移到细胞外的提取液中，达到提取生物碱的目的。高压生膜，

［13～15］

：压力达到一定值，物化学研究已经证明蛋白质、多糖（淀

始于20世纪90年代，它是利用生物酶的生物学特性，对中草药

中的有效成分分解，使大分子化合物及不溶或难溶于水的有效成分分解或降解从而达到提取目的的一种新兴技术。张福维等在纤维素酶提取生物碱的过程中，采用酶浸提取法和酸水温浸提

［30］

酶浸法和酸水温浸法提取北豆根生物取法两种方法。结果表明，

1．46%；酶浸法提取山豆根碱占其提总碱的产率分别为1．96%、

粉、纤维素）等有机大分子会发生变性，但生物碱、低聚糖、甾、取总碱量的9．809%，酸水温浸法提取山豆根碱占其提取总碱量

萜、苷、挥发油、维生素等小分子物质则不发生任何变化，所以此的6．92%。说明在单位时间内用酶法提取北豆根碱产率可提高

［16］

法适合小分子生物碱的提取。宁志刚等比较了水煎煮法、乙25%以上，这主要是由于酶的加入，破坏了细胞壁结构，使内容物醇回流法和超高压提取法，发现超高压提取法较水煎煮乌头碱的

提取时间是回流提取的2%，因此超高压提水解率提高了6倍，

生物碱易于溶出，故酶解不失为一种最大限度从植物体内提取有

效成分的方法之一。

结语

生物碱有效成分的高效提取是中草药开发的关键与难点，新技术的研究与开发能大大提高中草药中生物碱的收率与质量，并这些方法大多不够成熟，对于精节约大量的时间和能源。但是，

确度以及自动化方面还需要更进一步的研究与改善。据此，笔者

3取方法具有回收率高、时间短、能耗低、效益高等优点。

2．4微波辅助提取技术微波辅助提取技术（Microwaveassistedextraction，MAE）是利用微波与介质的离子和偶极子分子的相互

促使介质转动能力跃迁，加剧热运动，使细胞壁破裂，胞外作用，

溶剂易于进入细胞内，溶解并释放胞内产物，具有强力、瞬时、高

［17］

效等特点，是目前颇具发展潜力的一种新型提取技术。GirijaRaman等

［18］

认为未来中草药生物碱提取技术应考虑技术耦合联用。

将微波辅助提取技术应用到胡椒中的胡椒碱提取，由于生物碱种类繁多，理化性质差异较大，且不同的提取方

具有一定的局限性。因此，不同方法仅适合某类生物碱的提取，

法的适度耦合，可以互补优势，更有效的提取中草药中的生物碱。

提取率可达94%，经过纯化处理后得率达85%，与传统方法相

［19］

比，是一种简单、快速、可靠的方法。DevanandP．Fulzele等考

发现为了达如超声－液液萃取法，在液－液萃取法基础上辅以超声技术，利察了不同提取方式对喜树中喜树碱提取效果的影响，

120min，用超声波在超声过程中产生的空化效应、到一定提取率，超声提取技术、索氏提取法分别需要30，热效应、机械搅拌、强化

而采用微波辅助提取技术则仅需3min，提取时间显著缩短，而且扩散、乳化作用等一系列效应，提高了萃取效率，弥补了液－液萃微波提取技术提取率最高，达到2．6%。但是，微波辅助提取技

取法提取生物碱的耗时长和耗材量大的不足；超高压－酶提取

·2513·

lyticalandBioanalyticalChemistry，2005，383（2）：268．法，酶提取法条件温和，提取时的液固比小，但生物酶的价格昂

13］ElenaPe？as，PatriziaRestani．Assessmentoftheresidualimmunore-贵，若辅以超高压提取法可大大降低其成本，而且，超高压提取时［

间短、提取率高、杂质少等优点可进一步提高生物碱的提取效果；微波－超临界流体萃取法，利用微波辐射产生的高温和电磁场，

activityofsoybeanwheyhydrolysatesobtainedbycombinedenzymaticproteolysisandhighpressure［J］．EuropeanFoodResearchandTech-nology，2006，222（3－4）：286．

可加速萃取组分溶解到溶剂中，再用超临界流体对其进行萃取，

［14］Marie－Claire－Bellissent－Funel．EffectsofPressureonStabilityof

从而可以实现对一些热稳定的大分子生物碱的提取，弥补了超临界萃取的缺陷。

bleSystemsunderPressure，2009：377．

BiomoleculesinSolutionsStudiedbyNeutronScattering［M］．Metasta-

随着科学技术的高速发展，越来越多的新技术将会运用到生［15］于亚莉，张守勤，刘静波．高压技术在生物科学及相关领域中的研

选物碱的提取分离。实际生产时应根据生物碱特有的理化性质，J］．食品科学，2006，27（10）：579．究与应用［

择合适的提取与纯化技术。为了能够扬长避短，还可以多种技术［16］宁志刚，崔彦丹，刘春梅，等．超高压提取技术应用于乌头注射液联合使用，探寻最佳的工艺条件与作用机理，不断探索和完善提J］．吉林中医药，2006，26（11）：68．生产［取技术，将中草药生物碱的提取向低碳环保的方向发展。

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