全 文 ：中草焉 ChineseTraditionalandHerbalDrugs第39卷第8期2008年8月·1161·
始终控制温度为30℃，所得复乳较稳定，囊形较好。
多囊脂质体粒径较大，对机械损伤、挤压较为敏
感，采用低速离心即能方便有效地达到分离的目的。
本实验考察了不同离心转速对包封率的影响，最终
确定的条件为2500r／min离心5min。 一
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复合酶法提取丹参中丹参素的研究
杨皓明，齐崴，何志敏。，王红蕾
(天津大学化工学院化学工程研究所，天津 300072)
摘要：目的研究酶在丹参提取过程中的作用，确定不同因素对酶解提取效果的影响。方法采用单因素实验方
法与紫外检测分析方法，以丹参素提取率为评价指标，对原药粒度、酶用量、固液比、第一步酶解时间及第二步水提
时间5个工艺参数分别进行实验，以确定酶法提取的最佳工艺条件。结果 酶法提取丹参素的最佳工艺条件为：酶
解温度50℃；pH=4．6；粒度为20～35目I酶底物质量比1t 200；第一步酶解时间为80rain，固液比为I，15；第二
步水提时间为40rain，固液比为1：9。结论通过本工艺得到的丹参素提取率为84．61％，且工艺条件温和，对设
备要求低，不仅可以降低能耗，还可以避免多糖类物质的糊化，并减小丹参素在提取过程中被氧化的可能。
关键词：丹参素；酶提取；工艺条件
中图分类号：R286．1 文献标识码：A 文章编号：0253—2670(2008)08—1161一04
Processofmulti—enzymeassistedxtractionofDa shensufromSalviamitiorrhiza
YANGHao—ming，QIWei，HEZhi—rain，WANGHong—lei
(ChemicalEngineeringResearchCenter，SchoolofChemicalEngineeringandTechnology，
TianjinUniversity，Tianjin300072，China)
Abstract：ObjectiveTostudytheffectofenzymeinthextractionofSalviamitio彘izaandthein—
fluenceofdifferentfac orsnenzymaticextraction．Methodsonofactorialexperimentsw reemployed
toexaminetheffectsofthesubstratesiz ，enzymeconsumption，ratioofsolidtoliquid，1“enzymaticex—
tractiontime．and2ndwaterxtractionmenthextractionofS．mitiorrhiza．Ultraviolet—visiblespec—
trophotometrywasusedtoanalyzethresultsandDanshensuxtractionratewasregardedasstandard．
ResultsThedatashowedthatthehighestDanshensuxtractionrate(84．61％)couldbea hievedat：t=
50℃，pH=4．6，granularity一20—35meshes，E—S=1：200，1“enzymaticextractionme=80min，
S—L=1：15，2们waterextractiont me=40min，S—L一1：9．ConclusionThisprocesscouldbeconducted
收稿日期：2007一10—30
基金项目：天津市应用基础研究计划面上项目(05YFJMJC09500)
作者简介：杨皓明(198l一)，男，天津市人，天津大学化工学院2003级硕士研究生。
*通讯作者何志敏Tel：(022)27407799E—mail：zhe@tiu．edu．cn
万方数据
·1162· 中草菊ChineseTraditionalandHerbalDrugs第39卷第8期2008年8月
undermildconditionsandinrelativelysimpleequipment，whichcouldhelpreduceenergycost，alleviate
gelatinization，andlowerthepossibilityofproductoxidation，andthusitisconsiderablyfeasible．
Keywords：Danshensu；enzymaticextraction；processconditions
丹参是唇形科鼠尾草属丹参Salviam tiorrhiza
Bunge的干燥根，是中医常用的一味历史悠久的活
血化瘀药‘1。，具有行气止痛、宁心安神的功效‘21。丹
参的有效成分可分为脂溶性二萜类化合物和水溶性
酚性化合物两种，其中水溶性成分丹参素[(D)一
(+)一p一3，4二羟基苯乳酸]是丹参发挥抗心肌缺
血、改善微循环等作用的主要功效成分[1]。虽然有学
者通过(尺)一(+)一p3，4二羟基苯丙酮酸还原制得
丹参素‘31，或是从天然产物红根草‘4。、黄连嘲、华尾
鼠[6]中提取出丹参素，但大多数研究还是将丹参作
为丹参素的主要来源。在各种提取方法中，水煎法、
冷凝回流法、索氏提取法的能耗过大，而超临界CO。
循环逆流萃取[川、密闭微波辅助萃取[8]、毛细管电泳
处理03存在设备要求高、处理能力低等缺点。本实验
针对细胞壁这一阻碍目标物溶出的主要因素，采用
复合纤维素酶对丹参细胞壁进行降解，在平衡生产
成本和提取效果的基础上，确定一套高效、温和、环
保、节能的丹参素提取工艺。
1材料
U一2001紫外可见分光光度计(日本日立)；D一
8401型多功能调速器、搅拌器(天津利华仪器厂)。
丹参饮片购至天津协和药店，经过笔者鉴定，符
合《中国药典))2005年一部丹参项下要求；丹参素对
照品购自复旦大学药学院天然药化研究所，质量分
数>99％；ViscozymeL酶制剂(诺维信公司)。
2方法与结果
2．1丹参素的测定
2．1．1标准曲线的绘制：精密称取9．9mg丹参素钠
(相当于8．91mg丹参素)，用蒸馏水定容至50mL。
准确移取0．5、1、1．5、2、2．5、3、3．5mL置于10mL
量瓶，定容，摇匀。在280nm下测定吸光度值。以吸
光度对质量浓度进行回归，得标准曲线方程Y=
12．659X，R2=0．9987。结果表明丹参素在0．01～
0．07mg／mL与吸光度的线性关系良好。
2．1．2丹参中丹参素的测定：称取一定量丹参粉
末，以药材与水比例为1：50g／mL在50℃下提取
90min，共提取3次，抽滤，合并滤液，测定，得药材
中丹参素的质量分数为115．8mg／g。
2．2酶法提取工艺：将丹参适度粉碎为颗粒；按一
定比例将酶液加入浸有丹参的水提液中，恒温、恒
pH值酶解提取；所得提取液抽滤除渣；滤渣再按一
定固液比进行二次纯水抽提；合并两次提取液，旋蒸
浓缩；浓缩液经喷雾干燥或冷冻干燥制得丹参水溶
性提取物干粉。
2．3衡量指标的计算：以提取率为指标进行考察。
提取率=丹参水提液中丹参素的总质量／所用丹参
饮片中丹参素的总质量×100％。
2．4最佳提取工艺参数的确定：由于植物细胞壁含
有纤维素、半纤维素等多种成分[10。，组成比较复杂，
而ViscozymeL酶制剂具有纤维素酶、p葡聚糖酶、
半纤维素酶、木聚糖酶等多种酶活性，可有效降解植
物细胞壁中的生物大分子，所以选用此酶作为实验
用酶制剂。由于纤维素是植物细胞壁的主要成分，而
纤维素酶又是ViscozymeL中的主要酶种，所以根
据纤维素酶的特性确定最适酶解温度为50℃、
pH4．6[1¨。提取试验在醋酸一醋酸钠缓冲溶液中进
行，分别对原药粒度、酶用量、固液比、第一步酶解时
间、第二步水提时间进行单因素试验考察，并以相同
条件下不加酶粉的实验组作为对照。
2．4．1药材粒度的选择：将不同粒度药材按照酶法
提取工艺条件进行提取，结果见图1。可以看出，无
论是酶法提取还是溶剂(水)提取，提取率均随丹参
原药粒度的减小而增大，且各粒度下酶作用效果显
著，提取率均明显提高。药材粒度越小，与溶剂接触
面积越大，且颗粒内纤维素结晶度越小，酶作用效果
越强，均有利于目标溶质进入溶液主体；当药材粒度
达到35目时，尽管酶对丹参中生物大分子的绝对降
解作用将进一步增强，但酶解对提取效果的相对贡
献却显著下降，表现为酶解提取率与纯水提取率之
差明显减小，酶的部分作用被药材颗粒的粉碎所抵
消。因此，为了充分发挥酶对底物的降解作用以促进
丹参素的提取，选择提取率差值最大时的药材粒度，
即20～35目。
同时考察了提取液终质量浓度随丹参药材粒度
的变化趋势，见图2。可见药材粒度越小，提取液中
产物质量浓度越高，但酶解对提取过程的强化作用
并未体现在产物终质量浓度上，在不同粒度下，酶解
提取的产物质量浓度略低于纯水提取。
提取液体积随丹参药材粒度的变化趋势见图
3。可见粒度越小，酶提液体积越大，而水提液体积明
万方数据
中革菊ChineseTraditionalandHerbalDrugs第39卷第8期2008年8月·1163·
簟
＼
需
群
咄
粒度／目
图1原药粒度对丹参素提取率的影响
Fig．1Effectsofsubstratesizeonextraction
rateofDanshensu
，
j
量
●
锄
昌
一＼
榀
抵
束
粒度／目
图2原药粒度对丹参素提取液浓度的影响
Fig．2Effectsofsubstratesizeonextract
conceⅡtrationofDanshensu
一
昌
＼
蜒
备
辎
粒度／目
图3药材粒度对提取液体积的影响
Fig．3Effectsofsubstratesizeonextractvolume
显低于酶提液。在提取初始阶段，溶剂首先通过细胞
壁渗入胞内，使可溶性物质溶解，形成细胞内外浓度
差[1引，以促进目标组分向溶液主体溶出；提取过程
达平衡后，由于经过晾晒的丹参药材吃水能力很强，
可吸收相当于其干重2倍以上的水分，使得此部分
溶剂水连同溶解于其中的丹参素均滞留在胞内，因
而影响了提取效果；而在酶法提取过程中，由于纤维
素酶的破壁作用，丹参素溶出阻力减小，且药材颗粒
持水能力大幅降低，初期渗入并驻留在胞内的水分
及溶于其中的可溶性成分被释放回溶液主体，因而
明显增加了提取液体积，强化了丹参素的提取效果，
这才是酶法提取率高于纯水提取率的真正原因。
2．4．2酶用量的确定：酶与底物质量比对提取率的
影响见图4。可见随酶用量减少，提取率显著降低，
说明酶解破壁作用在强化丹参素提取效果中的重要
作用，尤其是当酶与底物质量比小于1。150后，提
取率下降速度加快，酶与底物质量比为1：500时，
酶已无作用，提取率与非酶法相当。综合考虑提取效
果和提取成本两方面因素，选取提取率下降速度加
快后的第一个点，即酶与底物质量比为1：200。
2．4．3两步法提取工艺中固液比的确定：两步法提
取工艺中不同固液比对提取率的影响见图5。根据
相关文献报道设计的配比原则为：两次或一次提取
总用水量不超过药材质量的24倍，第2次提取用水
量应不多于第1次。
酶与底物质量比
图4酶用量对提取率的影响
Fig．4Effectsofenzymeconsumption
onextractionratefDanshensu
毋
＼
哥
哥
赠
A一1‘10，ll 10 B-1l lZ，1l 1Z C一1’15，ll 9
肛1 I 18，1，6E一1t 24
图5固液比对丹参素提取率的影响
Fig．5Effectsofratioofsolidtoliquid
onextractionratefDanshensu
可见第1步酶解提取率随溶剂水的增多而增
大；第2步纯水提取率却呈相反趋势，即第1步提取
率越高，则第2步中无论溶剂水多寡，提取率反而越
小。由此可见，一次酶解提取后药渣中丹参素残存量
万方数据
·1164· 中草菊 ChineseTraditionalandHerbalDrugs第39卷第8期2008年8月
是影响第2步提取效率的关键因素之一。在5种配
比中，方案C(两步提取分别采用1：15和1：9的
固液比组合)可得到最高的总提取率84．61％。值得
一提的是：虽然方案E(24倍量水一步酶解提取)的
效果要低于其他方案，但仍高达79．9％，且提取总
时间明显缩短，能耗降低，并省去了两次提取之间的
固液分离，简化了操作工序。因此，实际应用中可根
据不同需求选择提取率最高的方案C亦或操作简
便的方案E。
2．4．4第1步酶解提取时间的确定：两步法提取工
艺中第1步酶解时间对提取率的影响见图6。设计
原则为：选定不同酶解时间进行第1次提取；再以完
全相同的条件进行长时间(100min)第2次提取，以
确保二次提取充分，最后，以两次总提取率为标准选
择最佳酶解时间。
冰
＼
祷
苍
掣
提取时同
A一40rain．100rainB一60rain，100rainC-80rain，
100minD—i00rain，100rainE一120rain，100rain
图6酶解时间对提取率的影响
Fig．6Effectsofenzymatichydrolysistime
onextractionratefDanshensu
可见酶解时间愈长，第1步提取率越高，但药渣
中丹参素残存量越少，将会降低第2步水提的推动
力与提取率，因此，较高的酶解提取率并不意味着较
高的总提取率。实验结果表明：方案C即酶解80
rain提取效果最佳。
2．4．5第2步水提时间的确定：将丹参原药酶解提
取80rain后，水提30、40、50、60、100min，结果丹参
素的提取率分别为10．54％、11．01％、10．91％、
10．73％、lI．24％。达到充分提取的最短用时即为最
佳二次提取时间。二次提取率在水提40min后已基
本恒定。
2．5不同提取工艺的比较：根据文献报道_l3|，采用
多步水煎法提取，操作过程为取20～35目丹参15g，
以固液比1：12在沸水中提取90min，共提取两次，
抽滤，合并滤液，测定吸光度值，计算丹参素的提取
率。同时采用试验优化得到的最佳复合酶法进行提
取，最佳工艺参数：采用viscozymeL酶制剂，50℃，
pH4．6，粒度20～35目，酶用量为1：200，第一步
酶解提取时间80rain，固液比1：15；第二步水提时
间40min，固液比1：9。结果见表1。
表1 多步水煎提取与复合酶法提取的比较
Table1 Comparisonofmultistepextractionbetween
boilingwaterandenzyme—assistedextraction
方法 提取率／％时间／min能耗设备要求产物氧化程度
多步水煎法 86．59 180 高 高 严重
复合酶法 84．61 120 低 低 较轻
3讨论
本工艺所得丹参素提取率比多步高温沸水煎煮
法仅低1．98％，比传统溶剂水提法高3．55％，且提
取时间比传统工艺缩短1h，温度从100℃降至50
℃，大幅度降低了能耗，减轻了设备损害，避免了多
糖类物质的糊化，也减小了丹参素在提取过程中被
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万方数据
复合酶法提取丹参中丹参素的研究
作者： 杨皓明， 齐崴， 何志敏， 王红蕾
作者单位： 天津大学化工学院化学工程研究所,天津,300072
刊名： 中草药
英文刊名： CHINESE TRADITIONAL AND HERBAL DRUGS
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