中草藥組織破碎提取法的實(shí)踐與中藥化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

王 玲

（河南中醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院，河南 鄭州 450046）

中草藥組織破碎提取法的實(shí)踐與中藥化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

王 玲

（河南中醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院，河南 鄭州 450046）

本文在對(duì)傳統(tǒng)提取方法回顧的基礎(chǔ)上，以中草藥組織破碎提取法成功用于曼地亞紅豆杉、五味子、三七和細(xì)柱五加4種不同類(lèi)型化學(xué)成分的提取為例，充分展現(xiàn)了該提取方法與傳統(tǒng)的回流提取法和超聲波提取法等相比的突出優(yōu)越性。作者對(duì)槐米中蘆丁進(jìn)行了組織破碎提取實(shí)驗(yàn)，以50%～70%乙醇或丙酮為溶劑，破碎提取2 min，蘆丁收率可達(dá)12%以上，HPLC顯示幾乎無(wú)蘆丁以外的雜質(zhì)峰。作為中藥化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革內(nèi)容，組織破碎提取法具有較大的應(yīng)用與發(fā)展空間。

組織破碎提取法；中藥化學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；教學(xué)改革

中藥化學(xué)作為中醫(yī)藥大學(xué)中藥學(xué)有關(guān)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要專(zhuān)業(yè)課程之一，其實(shí)驗(yàn)教學(xué)一直都占有很高的比例，其主要內(nèi)容是圍繞理論教學(xué)中的中草藥代表性類(lèi)型化學(xué)成分的提取、分離、鑒定、預(yù)試驗(yàn)及部分化學(xué)方面的結(jié)構(gòu)改造和部分用于評(píng)價(jià)工藝的儀器分析等，所涉及到的化學(xué)成分類(lèi)型主要有生物堿、黃酮、香豆素、蒽醌、皂苷、內(nèi)酯及有機(jī)酸等[1,2]。所選用的中草藥實(shí)例當(dāng)然是含有這些成分且工藝相對(duì)成熟的中草藥，如三顆針中小檗堿的提取與分離，虎杖中蒽醌類(lèi)成分的提取、分離和鑒定，秦皮中香豆素成分的提取、分離鑒定，槐花米中蘆丁和槲皮素的提取、分離和鑒定，穿心蓮中穿心蓮內(nèi)酯的提取、分離、鑒定及衍生物制備，穿山龍中薯蕷皂苷元的提取、分離和鑒定及橘皮等揮發(fā)油的提取、定性和定量分析等。這些試驗(yàn)基本上都是使用傳統(tǒng)的浸泡、煎煮、回流及連續(xù)回流方法，且已有30余年之久。近年隨著技術(shù)的快速發(fā)展和領(lǐng)域間的快速滲透，中草藥研究領(lǐng)域也相繼發(fā)展出了不少新技術(shù)、新方法和新應(yīng)用，如超聲波提取法、組織破碎提取法、超臨界提取法、微波輔助提取法等，這些技術(shù)正不斷地又開(kāi)發(fā)到應(yīng)用發(fā)展。因此，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容已不能適應(yīng)當(dāng)今技術(shù)發(fā)展的需要。本文將從文獻(xiàn)例證和部分實(shí)驗(yàn)室研究?jī)?nèi)容、尤其是針對(duì)組織破碎提取法的實(shí)例，對(duì)改革中藥化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容提出了自己的初步看法，供有關(guān)同道參考。

1 傳統(tǒng)試驗(yàn)內(nèi)容中的提取技術(shù)回顧

溶劑浸漬法是相對(duì)簡(jiǎn)單易行的方法，根據(jù)被提取的成分可用水、酸水、堿水及不同濃度乙醇等做溶劑提取。三顆針中小檗堿的提取即是用酸水浸泡、堿化后鹽析、過(guò)濾的方法得到粗品小檗堿。該過(guò)程盡管物質(zhì)消耗不高，但往往要花費(fèi)幾天甚至一周的時(shí)間；回流提取法時(shí)間效率相對(duì)較高，但往往進(jìn)行2～3次提取也要花費(fèi)近1 d時(shí)間，也不能實(shí)現(xiàn)理想中的完全，同時(shí)要耗費(fèi)大量的有機(jī)溶劑、冷凝水、能源，并需要多種儀器配合才能實(shí)現(xiàn)，如虎杖中蒽醌類(lèi)化合物的提取即是用回流法；煎煮法是最典型的傳統(tǒng)提取方法，受遵古的影響目前不少中藥制藥企業(yè)均在生產(chǎn)中使用，但作為教學(xué)試驗(yàn)內(nèi)容似無(wú)任何技術(shù)含量。如槐米中蘆丁的提取即使用了堿水煎煮、調(diào)酸沉淀的方法。穿山龍中薯蕷皂苷元的提取是在將其中的皂苷類(lèi)化合物經(jīng)徹底水解掉所有糖之后，再由石油醚等親脂性有機(jī)溶劑進(jìn)行連續(xù)回流提取數(shù)小時(shí)，方可得到薯蕷皂苷元。這些方法經(jīng)過(guò)數(shù)10年的實(shí)踐，毫無(wú)疑問(wèn)易教、易學(xué)，但多數(shù)耗時(shí)長(zhǎng)、操作麻煩、缺乏技術(shù)含量、與中藥現(xiàn)代化發(fā)展不相適應(yīng)。

2 中草藥組織破碎提取法的發(fā)展與引進(jìn)

中草藥組織破碎提取法自上世紀(jì)九十年代初首次提出以來(lái)[3]，至今已在對(duì)多種不同質(zhì)地材料和不同類(lèi)型的化學(xué)成分的提取應(yīng)用方面取得成功[4,5]。破碎提取裝置見(jiàn)圖1。現(xiàn)從近年報(bào)道的近百例中僅選幾例突顯該方法的優(yōu)越性和作為中藥化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的可行性。

圖1 破碎提取裝置圖

2.1 曼地亞紅豆杉中紫杉醇和10-去乙酰巴卡亭的提取

紫杉醇和10-去乙酰巴卡亭為曼地亞紅豆杉中的主要二萜酯類(lèi)化合物。由于其自然含量低、抗癌活性強(qiáng)、國(guó)際需求大，價(jià)格十分昂貴。各種有機(jī)溶劑提取法均有研究，結(jié)果還是耗時(shí)長(zhǎng)、代價(jià)高。如曾報(bào)道的溶劑浸提的最佳工藝條件為：將預(yù)粉碎至0.25 mm的曼地亞紅豆杉枝條以14倍量乙酸乙酯一丙酮（1∶1）為溶劑，于45 ℃浸提7 h，經(jīng)3次提取及多步處理后，所得浸膏中紫杉醇的含量為1.07%[5]。當(dāng)以5倍量95%乙醇作溶劑進(jìn)行室溫組織破碎提取，共提取3次，時(shí)間分別為3、2、1 min，提取時(shí)間共花費(fèi)6 min，所得提取物中紫杉醇和10-去乙酰巴卡亭的含量分別為0.0234%和0.033%，用于對(duì)照的超聲波提取分別為0.0215%和0.0229%，花費(fèi)時(shí)間為3次共6 h[7]。表明采用組織破碎提取法提取，提取效率大大提高。

2.2 北五味子中五味子素等的提取

北五味子中的聯(lián)苯環(huán)辛烯型木脂素類(lèi)化合物為五味子的一類(lèi)重要有效成分，具有保肝、抗病毒作用。對(duì)其提取方法已有大量研究報(bào)道，代表性的有乙醇回流提取和超聲提取。如以12倍95%乙醇回流提取3次，每次1.5 h，三次提取的浸膏得率為24.75%，其中總木脂素的含量為1.79%；用作對(duì)照的超聲波提取，在同樣溶劑及用量的情況下，每次提取25 min，3次共75 min，所得浸膏重量與回流法相當(dāng)，總木脂素的含量為1.83%[8]。Tang等利用組織破碎提取法對(duì)北五味子中的五味子素、戈米辛A和去氧五味子素進(jìn)行了提取，以10倍量80%乙醇為溶劑破碎提取3次，每次2 min，共耗時(shí)6 min，所得提取物中3種成分的含量分別為0.37%，0.11%，0.06%，總和為0.54%[9]。

2.3 三七中人參皂苷Rg1等皂苷類(lèi)成分的提取

三七為最常用的活血止血藥，作為云南白藥的重要組分在中國(guó)傳統(tǒng)藥物中占有十分重要的地位，由于皂苷類(lèi)化合物的水醇兼溶特性，故對(duì)其提取工藝的研究也多集中在乙醇及含水乙醇溶劑。瞿林海等以提取物中三七總皂苷含量為考察指標(biāo)，采用正交試驗(yàn)法對(duì)影響提取的因素進(jìn)行了考察，結(jié)果顯示提取次數(shù)對(duì)三七總皂苷得率有顯著影響，經(jīng)綜合評(píng)價(jià)，所得最佳工藝為：選擇過(guò)8目篩的藥材，用10倍量70%乙醇提取3次，每次1.5 h，所得三七總皂苷為8.5/100 g生藥[10]。Shi等[11]利用組織破碎提取法，以70%乙醇為溶劑分別對(duì)三七的根、須根、蘆頭、果實(shí)、花、莖及葉子中的皂苷類(lèi)化合物進(jìn)行了提取和HPLC含量分析，提取物的收率分別為25.23%、46.2%、27.64%、31.26%、40.4%、13.64%、32.65%，均高于用于對(duì)照的超聲波提取和回流提取。每次提取3 min，兩次共6 min。而超聲波提取和回流提取共耗時(shí)40 min和6 h。

2.4 細(xì)柱五加葉中總?cè)频奶崛?/p>

細(xì)柱五加葉中主要含有三萜皂苷類(lèi)成分。劉向前等[12]利用組織破碎提取法對(duì)其進(jìn)行了詳細(xì)的工藝及機(jī)制研究，最后得出最佳工藝的結(jié)論：乙醇濃度為53%，溶劑用量為30 mL/g，提取時(shí)間為175 s。由此工藝多次驗(yàn)證提取結(jié)果為：干燥提取物收率平均27.22%，總?cè)瞥煞痔崛÷?.74%。

由上述幾例清晰可見(jiàn)，組織破碎提取法具有非常突出和顯著的優(yōu)勢(shì)，時(shí)間極短，無(wú)需加熱，操作方便，更主要的是提取物收率及有效成分含量均高于對(duì)照的超聲波提取法和回流提取法，可見(jiàn)值得引進(jìn)現(xiàn)代中藥化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容中。

3 改革槐米中蘆丁提取的可行性

槐米系豆科槐屬植物的花蕾。歷來(lái)作為止血藥物治療痔、子宮出血、吐血、鼻衄等。其主要成分蘆丁含量高達(dá)12%～16%，具有調(diào)節(jié)毛細(xì)血管滲透作用，臨床用于治療毛細(xì)血管性止血藥和高血壓的輔助治療。槐米中蘆丁的提取作為黃酮類(lèi)化合物的一個(gè)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)幾乎被各院校使用。其主要工藝為：取槐花30 g，研碎后置燒杯中，加熱水（50 ℃以上）300 mL，煮沸后小火煎煮15 min，趁熱棉花過(guò)濾，濾渣再分別用200 mL熱水煮提2次，每次10 min，趁熱過(guò)濾，合并后充分放置，可析出大量蘆丁沉淀，等沉淀完全后抽濾、烘干即得蘆丁粗品。這一過(guò)程的主要原理是利用了蘆丁易溶于熱水而不溶于冷水的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了與冷熱均溶的水溶性雜質(zhì)的分離。該過(guò)程的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見(jiàn)的，但是仔細(xì)分析還會(huì)發(fā)現(xiàn)，為實(shí)現(xiàn)該過(guò)程，需要加熱裝置、煎煮容器、過(guò)濾裝置等，尤其是熱水提取時(shí)會(huì)因帶進(jìn)的大量黏性的多糖類(lèi)化合物而給過(guò)濾造成很大麻煩。因此，即使不考慮需要加熱所帶來(lái)的不安全因素，完成該實(shí)驗(yàn)也要花費(fèi)半天時(shí)間或更長(zhǎng)。為此，我們利用破碎提取對(duì)槐米中蘆丁的提取進(jìn)行了試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，所得蘆丁不僅速度快、純度高、操作方便，收率也有很大提高。具體操作為：取槐米20 g，用10倍量50%～70%乙醇或丙酮破碎提取2 min，抽濾并以少量同樣溶劑淋洗，濾液以旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器真空濃縮至60 mL左右或幾無(wú)醇味，稍放即可有大量淡黃色蘆丁析出，過(guò)濾、干燥即得。一次提取的收率可達(dá)12%以上，HPLC檢測(cè)幾乎無(wú)蘆丁以外的雜質(zhì)峰，質(zhì)量分?jǐn)?shù)大95%以上。整個(gè)過(guò)程耗時(shí)不超過(guò)30 min，從而大大節(jié)約了時(shí)間，簡(jiǎn)化了操作，提高了安全性。由于用于濃縮的旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器已漸成為實(shí)驗(yàn)室常備裝置，少量的有機(jī)溶劑可反復(fù)回收利用，因此該實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中推廣使用應(yīng)是完全可行的。

4 小 結(jié)

通過(guò)上述例證可以看出，為適應(yīng)現(xiàn)代科技的發(fā)展和中藥現(xiàn)代化發(fā)展的需要，中藥化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革不但具有很大潛力，也有很大必要。以槐米中蘆丁的提取為突破口，不斷擴(kuò)展應(yīng)用的化合物類(lèi)型和不同質(zhì)地的材料，再通過(guò)充實(shí)較現(xiàn)代的超聲波提取法、超臨界提取、微波輔助提取法及雙向逆流萃取技術(shù)等，使中藥化學(xué)實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)與時(shí)俱進(jìn)的發(fā)展，在中藥現(xiàn)代化的過(guò)程中繼續(xù)并更好地發(fā)揮引領(lǐng)作用。

[1] 冀春茹,王浴銘.中藥化學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)與實(shí)驗(yàn)[M].鄭州:河南科學(xué)技術(shù)出版社,1983.

[2] 郭力,肖崇厚.中藥學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)系列教材:中藥化學(xué)實(shí)驗(yàn)[M].北京:科學(xué)出版社,2008.

[3] 劉延澤,袁珂.中草藥化學(xué)成分提取新方法:植物組織破碎提取法[J].河南科學(xué),1993,4(11): 265-268.

[4] 劉延澤.植物組織破碎提取法及閃式提取器的創(chuàng)制與實(shí)踐[J].中國(guó)天然藥物,2007,5(6):401-407.

[5] 李精云,劉延澤.組織破碎提取法在中藥研究中的應(yīng)用進(jìn)展[J].中草藥,2011,42(10):2145-2149.

[6] 喬亮杰.曼地亞紅豆杉枝條中紫杉醇的提取純化研究[D].長(zhǎng)沙:中南大學(xué),2009.

[7] Liu YZ,Gao WQ. Smashing tissue extraction and HPLC determination of paclitaxel and 10-deacetylbaccatin from Taxus x media [J].Chin Herb Med,2011,3(3):235-238.

[8] 王延.五味子木脂素的提取分離及指紋圖譜研究[D].長(zhǎng)春:吉林大學(xué),2012.

[9] Tang Y,Liu YZ. Optimization of smashing tissue extraction technology of Schisandra chinensis fruits by orthogonal test[J].Chin Herb Med,2012,4(3):259-262.

[10] 瞿林海,鄭明.三七總皂苷提取工藝研究[J].中藥材,2006,2(6): 593-595.

[11] Shi SM,Liu YZ.Smashing tissue extraction and HPLC determination of active saponins from different darts of Panax notoginseng [J].Chin Herb Med,2012,4(4):341-345.

[12] 劉向前,鄭禮勝.細(xì)柱五加葉中抗HMGB1總?cè)苹钚晕镔|(zhì)的閃式提取工藝[J].中南大學(xué)學(xué)報(bào),2011,42(7):1890-1898.

R282.71；G420

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1671-8194（2014）17-0308-02