艾葉中生物活性物質(zhì)及其提取方法探索

任旭華， 王珊珊*， 馮 哲

(1.沈陽工學院生命工程學院，遼寧撫順 113112；2.撫順礦業(yè)集團設計院有限責任公司，遼寧撫順 113008)

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艾葉中生物活性物質(zhì)及其提取方法探索

任旭華1， 王珊珊1*， 馮 哲2

(1.沈陽工學院生命工程學院，遼寧撫順 113112；2.撫順礦業(yè)集團設計院有限責任公司，遼寧撫順 113008)

艾葉是一種歷史較為悠久的中藥，在《別錄》、《藥性論》、《本草綱目》等書中均對其有記載[1]。艾葉為多年生草本類植物，分布于東北、華北、華東、西南各省區(qū)，林緣、山坡、荒地均有種植，對艾蒿的食用或藥用記載漸多?！侗静菥V目》中記載：“此草多生山原，二月宿根生苗成叢，其莖直生，白色，高四五尺，其葉四布，狀如蒿，分為五尖，椏上富有小尖，面青背白，有茸而柔厚，七八月葉間出穗如車前穗，細花，結實累累盈枝，中有細子，霜后始枯?！盵2]。艾葉是一種菊科類植物，其干燥葉具有散寒止痛、溫經(jīng)止血等作用。艾葉又被稱為中醫(yī)之草，最早被記載于《中醫(yī)名錄》。傳統(tǒng)中醫(yī)認為艾蒿具有溫經(jīng)止血、散寒止痛、鎮(zhèn)咳止喘、燥濕止癢等功效。將艾蒿置于室內(nèi)點燃，通過煙熏可清潔空氣，消滅蚊蠅，且殺死細菌、霉菌和病毒等[3]。艾葉對多種真菌、細菌等均有抑菌效果，用不同提取方法進行艾葉抑菌活性物質(zhì)的提取，其抑菌效果各不相同。筆者在此通過微波提取法、超聲波提取法、有機溶劑萃取法進行艾葉中抑菌活性物質(zhì)的提取方法優(yōu)化，獲得具有良好抑菌效果的提取方法。

1艾葉中的生物活性物質(zhì)及其抑菌作用

大量的藥理研究證明艾葉水浸劑、艾葉煙熏和艾葉油有抗細菌、抗真菌、抗病毒、抗支原體作用[4]。艾葉中主要起到抑菌作用的物質(zhì)是艾葉的揮發(fā)油。揮發(fā)油的主要成分α-松油醇、8-桉葉精、α-側(cè)柏酮(α-thujone)、α-水芹烯(α-pHellandrene)、丁香烯(β-caryopHyllene)、莰烯、樟腦、藏茴香烯、反式葦醇(transcarveol)[5]。

傳統(tǒng)的中醫(yī)認為艾葉具有理氣血、驅(qū)寒濕和殺蟲等作用，21世紀許多學者對艾葉藥理作用進行了研究，并取得了一定的成果。如劉萍等針對艾葉水煎后對婦科陰道炎中常見的大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、肺炎雙球菌、白念珠菌等進行體外抑菌試驗，結果證明艾葉水煎液對這5種菌種均有明顯的抑制作用[6]。近年來國內(nèi)學者對艾葉的抑菌性和活性成分提取研究表明，艾葉的生物活性對于一些病原菌微生物具有抑制作用[7-8]。艾葉的水提物還具有一定的抗肝癌活性作用，尹美珍等通過試驗發(fā)現(xiàn)艾葉水提物能夠使肝癌細胞形態(tài)改變而死亡[7]。宋建勇等通過將艾葉水提液涂抹在電話筒和門把手上，隔5 min發(fā)現(xiàn)自然殺菌率在99.99%以上；試驗證明艾葉復方消毒液對各類細菌和真菌均有滅菌作用，試驗中小鼠口服后沒有死亡，皮膚過敏測試后無出現(xiàn)過敏現(xiàn)象，故使用艾葉復方消毒劑是安全的[8]。

新鮮果蔬采后腐爛是一個全球性的問題，據(jù)報道，發(fā)達國家有10%～30%的新鮮果蔬損失于采后腐爛，而在發(fā)展中國家，果蔬的腐爛率竟高達40%～50%，最終原因是病原微生物侵染引起果蔬采后腐爛[9]。現(xiàn)在對新鮮蔬菜的保鮮方法一般采用的均是氣調(diào)法和冷藏法，但由于使用這2種方法均需要大投資，產(chǎn)生的費用比較高，會增加蔬菜的生產(chǎn)成本。研究發(fā)現(xiàn)，艾葉不但能夠抑制各類真菌和細菌的生長，在果蔬防腐方面也起到一定作用。如李建民等對黃瓜在儲藏過程中容易產(chǎn)生失重、變軟、維生素C含量降低等問題進行試驗，結果發(fā)現(xiàn)用18%艾葉提取液浸泡黃瓜8 min時能取得較好的保鮮效果[10]。

近年艾葉又被作為染色劑使用于真絲染色，用艾葉提取液中的天然色素對真絲直接染色，艾葉提取液染色的真絲色牢度尚可，且具有抗菌性和芳香性[11]。

艾葉從最開始在《本草綱目》等中被作為藥材記載，被用來針灸和內(nèi)服，現(xiàn)在被作為抗肝癌、保鮮和染色等作用，艾葉中活性物質(zhì)的應用越來越廣泛，但艾葉的抑菌性也一直是人們探討的話題，而關于提取工藝的探索卻很少。

2艾葉中活性物質(zhì)的提取方法

2.1有機溶劑提取

2.1.1有機溶劑提取的原理。 有機溶劑提取法是根據(jù)相似相溶原理進行，通過適當?shù)娜軇⒒瘜W成分從原料中提取出來。植物成分中，萜類、甾體等及芳香類化合物極性較小，易溶于三氯甲烷、乙醚等親脂性溶劑，因此上述溶劑是在常溫或低熱(<80 ℃)條件下常用的提取劑。

2.1.2有機溶劑提取的適用性。 李婷等在使用不同有機溶劑提取雨生紅球藻中的蝦青素時發(fā)現(xiàn)，乙醇溶液的提取率雖然略低于二氯甲烷，但無水乙醇具有安全、低毒等優(yōu)勢，最終選用無水乙醇作為提取蝦青素的有機溶劑[12]。由于試驗中不僅要考慮試驗效果，更要考慮到試驗的安全性。乙醇提取早期被應用在色素提取中，為人類提供相對安全的色素。乙醇最開始被姚德恩用于提取莧菜中的可食用色素，乙醇提取的色素中含有的金屬離子均符合食品添加劑國家標準且無毒[13]。乙醇在其他類物質(zhì)提取中也能應用到，楊蘭花等發(fā)現(xiàn)利用乙醇溶液萃取菜籽油卵磷脂，且得到一定純度，達到較高提取率的卵磷脂，為高純度的卵磷脂提取做了準備[14]。朱媛等以姜辣素為參數(shù)，探索乙醇溶劑提取姜辣素的最佳工藝條件[15]。曹洪玉將乙醇應用于抗生素提取，該試驗中，乙醇被用于萃取菌絲體中的阿維菌素，阿維菌素是目前最有效的農(nóng)用殺蟲劑、獸用殺蟲劑，是殺滅動植物病蟲害的重要抗生素之一[16]。除此之外，乙醇還被應用于提取大蒜中的主要活性物質(zhì)大蒜素，這種方法具有操作簡單、操作成本低、蒜素提取率高的特點[17]。

2.2超聲波提取

2.2.1超聲波提取的原理。超聲波一般用于輔助提取。超聲波是一種彈性機械振動波，其傳播的振動頻率在彈性介質(zhì)中高達20 kHz。介質(zhì)振動產(chǎn)生空化現(xiàn)象，它可造成植物細胞壁及整個生物體的瞬間破裂，使溶劑能滲透到藥材的細胞中，從而加速藥材中的有效成分溶解于溶劑。

2.2.2超聲波輔助提取的適用性。超聲波輔助提取已經(jīng)應用于多種物質(zhì)的提取，劉航等利用超聲波輔助提取蕎麥中的多糖物質(zhì)[18]。超聲波法也被應用于食用菌中多糖的提取[19]。超聲波對于各類活性物質(zhì)均有提取效果。陳曉明等利用超聲波輔助法提取木薯皮中的抗膽堿酯酶活性物質(zhì)，發(fā)現(xiàn)超聲波法具有提取率較高、提取物活性好、溶劑用量少等特點[20]。盛桂華等利用超聲波輔助提取山豆根氧化苦參堿，通過比對試驗發(fā)現(xiàn)利用超聲波提取比對照組的提取率明顯提高，且提取純度也提高[21]。李敏晶等利用超聲波提取法對海燕總皂苷的提取工藝進行了研究，發(fā)現(xiàn)超聲波提取有耗時短、提取率高等優(yōu)點[22]。孟凡麗等進行了超聲波提取法在越橘果實花色苷提取方面的研究[23]。超聲波法不但被用在植物中活性成分提取，對于肉類中有害殘留物也有影響。高亞妮等研究了利用超聲波技術提取花椒皮中總黃酮工藝和抗氧化性[24]。超聲波對于提取酚類物質(zhì)也有提取效果。王賢萍等研究利用超聲波技術提取蘋果中綠原酸、兒茶素、表兒茶素、原花青素、根皮苷、斛皮苷等多種酚類物質(zhì)的優(yōu)化[25]。劉新等分析了荔枝殼中的原花青素超聲波提取工藝，為荔枝中原花青素和食品中色素的有效利用提供了借鑒[26]。

2.3微波提取法

2.3.1微波提取的原理。微波波長在0.1～100 cm，微波提取把微波作為一種與物質(zhì)相互作用的能源來使用，微波具有吸收性、穿透性、反射性，分子對微波具有選擇性吸收，極性分子可吸收微波能，然后松弛，以熱能形式釋放能量，使介質(zhì)內(nèi)部升溫，造成介質(zhì)內(nèi)部壓力過大，導致成分流出流于溶劑中[18]。

2.3.2微波提取的適用性。微波提取法是近年來新興的提取方法，但它也已經(jīng)被應用于各類提取試驗中。韓艷麗等利用微波法輔助提取茶樹花中的多糖類物質(zhì)[27]；饒龍春等進行了超聲輔助法提取橙皮色素的工藝優(yōu)化試驗[28]；郭婕等對黑豆中大豆異黃酮類微波提取工藝進行了優(yōu)化[29]。微波提取法也被用于果膠提取。馮銀霞研究了微波萃取菠蘿皮中果膠工藝，探討了利用果酸銨作為提取溶劑和微波處理法提取菠蘿皮中果膠的工藝條件，發(fā)現(xiàn)果膠的提取率有很大提高[30]。微波提取法也被應用在植物中膳食纖維的提取。李昌文等研究微波輔助提取芹菜渣水溶性膳食纖維工藝條件，該試驗方法提高了芹菜的利用價值，增加了芹菜產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟價值[31]。微波輔助法被廣泛應用于各種試驗，更是與其他試驗相結合，更加強了試驗效果，姜國芳等研究微波輔助水酶法提取樟樹籽油的工藝，發(fā)現(xiàn)該試驗方法比傳統(tǒng)的化學提油方法更加環(huán)保、成本低，起到了讓樟樹籽變廢為寶的作用[32]。

綜上所述可知，有機溶劑提取法、超聲波提取法、微波提取法被應用于植物的果實、葉子、籽中各類活性物質(zhì)的提取，如多糖類、酮、酚類、膳食纖維、植物籽油、色素和膳食纖維等物質(zhì)的提取，且也被用于抗生素類物質(zhì)的提取，所以利用這3種方法提取艾葉中的活性物質(zhì)有一定的可行性。但不同提取方法對不同活性物質(zhì)提取效果不同，選用3種不同提取方法可探索艾葉中抑菌活性物質(zhì)的最佳提取工藝條件。為比較3種不同方法的抑菌性，可選用比較常見的引起污染或腐敗的大腸桿菌作為試驗對象。大腸桿菌又稱為大腸埃希菌，給人類的健康和畜牧業(yè)的發(fā)展帶來嚴重的損害，是威脅人類和動物健康的重要致病菌。近年來由大腸桿菌引起的“毒黃瓜”事件，造成12個國家近2 900人感染，30人死亡[33]。因此，可選用大腸桿菌作為艾葉中抑菌活性物質(zhì)的觀察對象。

3展望

研究表明艾葉中的活性物質(zhì)具有抑菌效果，雖然證實艾葉中含有抑菌成分，但并沒有系統(tǒng)研究和優(yōu)化艾葉中抑菌活性物質(zhì)的提取方法。可使用有機溶劑提取法、超聲波輔助提取法、微波提取法進一步對艾葉中抑菌活性物質(zhì)進行提取。由于3種提取方法均能提取不同生物活性的物質(zhì)，通過對有機溶劑法、超聲波法、微波提取法對艾葉中抑菌活性物質(zhì)的提取優(yōu)化，可以獲得最佳的提取工藝。這將會為艾葉中抑菌活性物質(zhì)的提取提供技術支持。

艾葉的產(chǎn)量相對較高，僅蘄春縣年產(chǎn)量就可達10萬kg以上，質(zhì)優(yōu)效佳，且適宜性強，極易栽培[2]。有很強大的儲備資源，艾葉對環(huán)境無污染、無刺激性，使用安全、無副作用，氣味芳香。人們對平時使用的各類生活類產(chǎn)品趨向于純天然化，且艾葉本身對皮膚的刺激性較小、服用后幾乎沒有毒副作用等特點，可開發(fā)各種產(chǎn)品。

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摘要艾葉中含有許多生物活性物質(zhì)，目前，對生物活性物質(zhì)的提取主要使用有機溶劑提取法、超聲波提取法、微波提取法。在此對艾葉的抑菌活性進行介紹的同時，對其活性物質(zhì)的提取方法進行了初步探討和可行性分析，為艾葉中活性物質(zhì)的進一步研究奠定基礎。

關鍵詞艾葉；抑菌活性物質(zhì)；提取方法

Exploration on Bioactive Substances inArtemisiaargyiand Its Extraction Method

REN Xu-hua1, WANG Shan-shan1*, FENG Zhe2(1. School of Life Engineering, Shenyang Institute of Technology, Fushun, Liaoning 113112; 2. Fushun Mining Group Design Institute Co. Ltd., Fushun, Liaoning 113008)

AbstractArtemisia argyi contains many bioactive substances. Currently, method for extracting bioactive substances mainly include the organic solvent extraction method, ultrasonic extraction and microwave extraction. The antibacterial activity of Artemisia argyi was introduced, the extraction methods for bioactive substances were discussed, and feasibilty analysis was conducted, which will lay a foundation for further research of bioactive substances in Artemisia argyi.

Key wordsArtemisia argyi; Antibacterial substances; Extraction method

收稿日期2015-04-29

通訊作者

作者簡介任旭華(1993- )，女，陜西寶雞人，本科生，專業(yè)：生物工程。*，講師，碩士，從事生化與微生物研究。

中圖分類號S 567

文獻標識碼A

文章編號0517-6611(2015)18-177-03