全 文 ：Nov．2008
· 6 ·
生物加工过程
ChineseJournalofBioprocessEngineering
第6卷第6期
2008年11月
酶法辅助强化中药提取过程研究进展
王剑文，许云峰，周建芹，陈晶磊
(苏州大学 药学院，苏州215123)
摘要：利用酶法强化中药提取已成为中药开发的重要手段，酶法提取因其反应特异性强、高效、条件温和、易于控
制等优点而具有广阔的应用前景。介绍了应用于中药材提取过程中的酶法辅助技术，归纳了酶法在中药材重要活
性成分提取、中药提取液的澄清纯化中的应用，分析了酶法辅助提取对中药活性组成的影响，提出了酶法与超声技
术的结合应用方法。
关键词：中药材；酶法；提取
中图分类号：R284．2 文献标志码：A 文章编号：1672—3678(2008)06—0006—06
Advancesinenzyme—assistedextractionofChinese
traditionalmedicinalherbs
WANGJian·wen，XUYun-feng，ZHOUJian—qin，CHENJing—lei
(SchoolfPharmaceuticalSciences，SoochowUniversity，Suzhou215123，China)
Abstract：Enzyme-assistedextract onofChinesetraditionalmedicinalherbsisamorepopularmethodf r
traditionalChinesemedicinemodernization．Theprotocolsofenzyme．assistedextractionandthecommon．
1Yusedenzymesw reintroduced．Theffectofenzyme．assistedextractiononvariOU8phytochemicalsWas
analyzed．Thecombinationofenzymaticmethodanultrasonicmethodinthextractionofeffectiveherbal
componentsWaSpresented．
Keywords：Chinesemedicinalherbs；enzymatic；extraction．
中药成分复杂且有效成分含量低，如何快速有
效地从中药中提取、分离和纯化微量成分，并保持
其高活性，已成为中药开发的关键工序。传统的提
取分离方法包括煎煮法、浸渍法、渗滤法、回流法
等⋯，一般操作简单，成本低，对设备的要求不高，
大规模的工业化生产比较容易，但是同时也存在有
效成分损失大、提取率低、生产周期长、易污染环境
等众多问题⋯。随着中药现代化的发展，用于有效
成分提取的微波口J、超声波旧J、酶工程H1和超临界
技术怕1等技术迅速涌现，并取得了显著成效。尤其
是酶工程技术具有反应效率高，条件温和，专一性
强，易于控制等优点，且中药中很多高活性成分属
于痕超物质，其生理活性与结构紧密相关，通过酶
催化反应，也可能使一些较低或无生理活性的成分
结构发生转变，成为高活性分子帕J，从而大幅度提
高提取物的生理活性及应用价值，促进工业化生产。
收稿日期：2008-03-02
基金项目：国家自然科学基金资助项目(30772731)；江苏省自然科学基金资助项茸(BK2007051)；
苏州大学青年教师研究基金资助项目(Q3132625)
作者简介：王剑文(1964一)，男，江苏南京人，副研究员，博士，研究方向：中药生物技术。E-mail：jwwang@suda．edu．cII
万方数据
2008年11月 王剑文等：酶法辅助强化中药提取过程研究进展 ·7·
1 辅助提取的酶类与酶解条件
选用适当的酶(如纤维素酶、果胶酶等)作用于
中药材，破坏细胞壁的致密构造，从而利于有效成
分的溶出。最常用的破壁酶有纤维素酶(cellulase)
和果胶酶(pectinase；pectase)，而葡萄糖苷酶(gluco—
sidase)、转糖苷酶(transglucosidase)一般片J_】：某些
活性成分的转化过程。木瓜蛋白酶(papain)、淀粉
酶(diastasum)则主要在精制、纯化和改善提取液的
澄清度中起作用。但在实际提取过程中因中药成
分的复杂性使得复合酶的运用也比较广泛”’7]。
酶解的最佳条件因药材、酶种类而异，一般要
进行单因素比较实验，确定可能的影响因素，如时
间、温度、pH及酶用量等。之后，对影响较大的几个
因素进行正交实验以确定最佳工艺参数。如罗季
阳等旧1在纤维素酶提取杜仲(Eucommiauhnoides)
叶活性成分的研究中，先进行pH、温度、时间、加酶
量及液料比等5个单因素的研究，分别确定最佳pH
为4．5、温度为60℃、时间为2h、加酶量为0．01％、
液料比为15：1，再通过正交实验确定最佳工艺参数
为：pH4．5，温度55℃，提取时间2．5h，加酶量
0．01％。也可以将酶法处理和传统提取工艺结合进
行中药活性成分的提取分离，薛伟明等一1提出了酶
法与超滤膜法精制相结合的药用植物有效成分提
取、分离新工艺。
2酶法在中药提取中的应用
2．1 酶法对中药活性成分提取率的影响
2．1．1酶法用于黄酮的提取
黄酮类化合物的传统提取方法为水提法、碱提
酸沉法及有机溶剂提取法¨o|。而水提法效率低，醇
提成本高。黄酮类成分在高温高压条件下易分解，
而酶法提取可在温和条件下破壁加速黄酮类成分
溶出，避免传统工艺的高成本及高温对黄酮的破
坏。酶法辅助提取银杏¨驯(Ginkgobiloba)、香椿㈣
(Toonasinensis)、罗汉果¨引(Momordicagrosvenori)
等植物中黄酮的酶法提取率与传统方法相比有了
显著提高(表1)。在单纤维素酶法辅助提取的基础
上，果胶酶与纤维素酶组合可以进一步提高黄酮提
取率，酶组合法已在牡丹(Paeoniasuffruticosa)、仙人
掌(Opuntiaantiquorum)等多种植物中得到应用，且
效果显著¨．5J。已有研究表明酶法可显著提高中草
药中黄酮类有效成分的提取率，而提取物性质并未
发生变化⋯。
2．1．2酶法用于多糖的提取
从中草药中提取多糖常用的方法是先用石油
醚等有机溶剂脱脂，再用水、盐或碱水提取后醇沉
淀¨引。然而传统工艺常常存在提取时间长，提取率
低等问题，酶处理技术的高选择性转化特点则大大
弥补了传统工艺的不足。酶法现已广泛用于药用
植物、真菌等多糖的提取中(表1)。陈学伟等¨副利
用纤维素酶提取黄芪(Astragaluslepsensis)多糖，通
过正交实验筛选得到75℃下，应用0．8％酶量反应
120rain，提取多糖质量分数达9．78％，总糖质量分
数为50．2％。与传统水煮醇沉法相比，黄芪(A．蛔
sensis)多糖的提取率有较大提高。Zhang等¨41在提
取竹子中多糖含量前先用彩绒革盖菌B1的纤维素
酶发酵液预处理，结果发现预处理后多糖含量提高
了37．0％。沈爱英等015-16]分别采用复合酶处理姬
松茸(Agaricusblazei)子实体和百合(Liliumtigri—
nttm)，所需时间都大大缩减，且多糖提取率明显高
于常规浸提，SephadexG-75柱层析分离结果表明百
合(I_iliumtigrinum)中活性组分LBP-3主要存在于
酶法提取的多糖中。
2．1．3酶法用于皂苷的提取
长期以来，人们普遍采用直接酸水解法提取
分离皂苷元【l¨。然而皂苷元收率低，并且因酸解
条件剧烈而破坏了苷元的结构。近年出现的酶法
提取产率远高于直接酸水解法，且条件较温和。
如在葫芦巴(Sementrigonellae)、盾叶薯蓣¨副(D乒
oscoreazingiberensisC．H．Wright)、三七(Panaxno-
toginseng)等皂苷成分的提取中，酶法与传统方法
相比，就发挥了显著的助提作用(表1)。在酶法
提取三七的皂苷类活性成分中，薄层层析结果显
示酶法与非酶法所提成分一致，对活性成分无影
响¨9|。而刘国际等【加1比较了复合酶法、纤维素酶
法、淀粉酶法、糖化酶法提取薯蓣皂苷的效果，发
现纤维素酶法提取的产品纯度最高，复合酶法产
品收率最高。
2．1．4酶法用于生物碱的提取
常用的生物碱提取方法是水提或醇提以及一些
亲脂性的有机溶剂提取，但这些传统方法都存在提取
率低，成本高等问题口¨。酶法提取可以很好地解决
以上问题，且能缩短提取时间(表1)。梁柏林等[2峨]
万方数据
· 8 · 生物加工过程 第6卷第6期
研究了酶法提取黄连(coptischinensisFranch)中的小
檗碱，结果小檗碱提取率明显提高，同时薄层层析结
果显示：加酶组和未加酶组提取的成分一致，黄连有
效成分未受影响‘221。
表l 酶法用于中药材有效成分的提取
Table1 Applicationofenzymesinthextractionofactivecomponentsfrommedicinalplants
2．1．5酶法用于中药其他成分的提取
酶法提取除了用于常见的中药活性成分外，对
一些非常见药用成分如挥发油、天然香料等也有研
究，汤海鸥等∞1用复合酶(纤维素酶、酸性蛋白酶、
果胶酶、木聚糖酶)提取松针粉中的挥发油，发现酶
解温度为50℃，pH为4．5，酶解时间为6h，加酶量
为4％时，复合酶法提取松针粉挥发油的提取率比
常规法提取率高37．9％。梅长松等Ⅲ1用纤维素酶
法提取松针中的天然香料，与普通的水提取法相
比，提取率可以提高40％以上，且确定了酶法提取
松针叶中有效成分的最佳工艺条件：温度50℃，pH
为5．2，纤维素酶与针松的质量比为l：40。Landbo
等协。利用酶法提取红醋栗油渣中多酚类成分，结果
表明酶法提取比常规提取提高了1．5—6倍。赵功
玲等Ⅲ1研究了果胶酶提取番茄红素的技术，结果表
明：酶法提取工艺相对于单纯的有机溶剂提取工艺
有较好的提取率，且缩短了提取时间。
2．2酶法用于中药提取液的澄清纯化
中草药在提取有效成分的过程中常因淀粉、蛋白
质、果胶等成分混杂而影响提取液的质量。所以可以
选用恰当的酶，通过温和的酶解反应将影响液体制剂
中的杂质组分分解去除，从而提高提取体系的澄清度
和药材质量。豆科植物补骨脂(Psoraleaco叫剩如)
的种子含有丰富的蛋白质，蛋白质在煎煮过程中遇热
易凝固而影响其他有效成分的煎出。曾惠芳等旧刊利
用木瓜蛋白酶预处理补骨脂粉后煎提，木瓜蛋白酶水
解蛋白质的同时，促进磷脂的溶出，发挥增溶作用，
(异)补骨脂素提高了近1倍。谢红旗等旧1采用中性
蛋白酶法提取香菇(Lentinulaedodes)中多糖，在水提
香菇多糖前，先用中性蛋白酶处理香菇粗粉，使其酶
解与多糖结合的蛋白质，从而使多糖提取率提高
40％以上且降低多糖中杂质蛋白质的含量。唐小俊
万方数据
2008年11月 王剑文等：酶法辅助强化中药提取过程研究进展 ·9·
等旧1通过试验比较了果胶酶和纤维素酶澄清荔枝
(Litchiinensis)提取液的条件，结果表明：复合酶联
合使用可以明显提高澄清效率，最佳工艺条件为每升
提取液中加果胶酶3mL，纤维素酶8lTlL，时间2h，温
度57．5℃，pH为4．75。
2．3酶法辅助提取对中药活性组成的影响
利用酶作为催化剂对中药中大量的非活性物
质进行生物转化，修饰其结构或活性位点，从而获
得新活性化合物旧旧1l。
在酶法辅助提取的同时，也可能发生生物转
化。如陈庆庆等旧21在用常规的醇提取大豆(Glycine
，麟)中黄酮前，先用不同微生物来源的纤维素酶对
其进行预处理，细菌纤维素酶使异黄酮提取率提高
1．4倍，产物以糖苷型异黄酮为主，与醇提的类似。
黑曲霉(Aspergillusniger)纤维素酶对提取率没有影
响，但是能将糖苷型异黄酮转化为苷元型异黄酮。
里氏木霉(Trichodermareesei)纤维素酶不仅能使提
取率提高1．6倍，并可以将糖苷型异黄酮转化为更
具活性的苷元型异黄酮。这些研究结果表明：酶法
不仅可以降解细胞壁，提高提取率，而且能使转化
产物更具生理活性。白藜芦醇在虎杖(Poloygourm
cuspiolatum)中主要以苷的形式存在，如果将白藜芦
醇苷转化成白藜芦醇苷元，将大大提高白藜芦醇的
提取率，向海艳等∞列采用纤维素酶解法提取虎杖中
白藜芦醇，与传统醇提工艺相比，提取率提高了近5
倍。Ruiz—Ter6n等∞1将纤维素酶及复合多糖酶组合
运用，使香草豆荚中葡萄糖香草醛转化为香草醛的
转化率提高了3．13倍。Kanaoka等Ⅲ1利用纤维素
酶水解芝麻皂苷变成皂苷元。Tanaka等旧副利用糖
转移酶加入糖基之后使甜叶菊的甜味得到了很好
改善㈣。
通常由于苷类相对于苷元更易于吸收，而且苷
类极性较高且易被醇水提取，通过酶法将苷类转化
为苷元不仅促进其提取过程，还可提高中草药的药
效。糖苷酶及糖转移酶在中药提取中具有广泛的
应用前景，通过酶反应改变中草药目标活性物质的
结构，有望制备出高附加值的医药产品，对推动医
药、食品和保健品行业的发展具有重要意义。值得
注意的是，有些酶可能对有效产物发生作用，如韩
颂等Ⅲ1利用纤维素酶提取黄芩(Scutellariabaicalen-
墙)中的黄芩苷，发现黄芩苷收率反而下降，其原因
可能是在提取的过程中纤维素酶水解了黄芩苷。
酶法辅助提取中草药有效成分的应用结果表
明，酶反应在较温和的条件下将植物细胞壁分解，
从而明显提高了药用有效成分的提取率，可以克服
工业中常用的醇水提取方法中有效成分提取率低、
工序复杂等问题，提高提取体系澄清度，改变药材
质地，还可以在提取中改变原有天然成分的结构，
增加提取物的生理活性，而且酶处理技术是在传统
中药提取基础上进行的，只要增加酶解前处理即可
完成，因此，酶法用于中药的提取分离，操作简便，
成本低廉，并具备大生产的可行性。
2．4酶法与超声技术的结合
随着中药现代化的发展，酶法和微波技术、超
声波技术及超临界技术等强化提取技术的结合应
用亦有出现。娄在祥等¨¨在提取黑木耳(Auricular-
iaauricula)多糖时尝试了7种不同的提取方法，其
中超声波协同复合酶法可使黑木耳多糖提取率达
lO．41％。郑静等∞1研究了超声波法和超声波协同
纤维素酶法对灵芝(C,anodermalucidum)多糖提取
率的影响，超声波协同纤维素酶法与超声波法相
比，多糖提取率稍低，但提取物中多糖质量分数相
对高出20％以上。周琳等∞引也考察了乙醇回流
法、超声法、超声纤维素酶法、超声果胶酶法、超声
复合酶法提取三七总皂苷的优劣，超声和复合酶综
合应用的提取效果较优，总皂苷的质量分数为
10．33％，提取物得率为35．17％。
3总结
酶技术强化中药提取过程可以明显地提高提
取率并降低成本，在中药现代化研究中具有发展潜
力和应用前景。随着中药研究的现代化，酶技术的
温和处理条件、高选择性转化及后续处理简单等优
点将会进一步凸现。但是，表现最佳酶活力时的温
度、pH常常是在一个很小的范围内，为使酶活达到
最大值，必须严格控制酶反应时的温度及pH，因此
对实验设备有较高的要求。另外，目前对酶法提取
的内部过程及机制的研究还相当缺乏。酶法提取
过程中，有可能改变中药中某些成分，产生新的产
物，从而影响产物的纯度及得率。
因此，要将酶法更好地应用于中药成分的提
取，需要进一步了解中药活性成分以及酶的作用机
理，摸索适于中药提取的酶纯化、固定化生产等技
术。同时，筛选更多的产酶微生物，通过最适条件
的优化，实现中药材的高效提取。
万方数据
· 10· 生物加工过程 第6卷第6期
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