全 文 ：的作用 。 由于紫其中所含的间苯三酚的量少 ,
所以 它的杀蛔虫效果较差 , 但对蛔虫有抑制
作用 〔‘ , 2‘〕 。 不过 , 赵勋桌等〔2 5〕将紫其脱水浓缩
压片 (生药 25 9 /0 . 5 9 )治疗肠蠕虫病获得了
较好效果 。
毒性试验研究表明 〔4 〕 : 紫其水 煎剂 的小
鼠 L D S。> 1 6 6 . 7 9 / k g , 为实际无毒级 。
3 开发前景
薇菜干是 目前我国主销 日本的一种名贵
山野菜 。该产品食用时具有独特的咬感 、 圆滑
感和野菜特有的清香味 。如上所述 , 紫其 中含
有多种生理活性物质 , 但是 由于人们对它的
认识不足 , 长期 以来 , 对其开发较为薄弱 。 通
过科研 、推广 、加工等实践工作 , 生产有效成
分医 药用 品及开发保健食品 , 符合 当今世界
食品营养学和预防医 学的发展方 向 。 加强对
紫其的基础研究 , 以 加快紫其有效成分生产
的产业化步伐 已经成为当务之急 。
紫其整体植物 中有效成分的含量少 , 以
组织培养方式生产这些有效成分有很大的发
展和应用前景 。 紫其中的多糖物质含量相对
较高 , 从新鲜植物 中提取率达 2 . 8 % , 可 以作
为功能食 品基料 , 利用它生产出的食品不仅
能 预防甚至治疗现代文 明病 (肥胖病 、高血
压 、糖尿病等 ) , 而且在提高人体免疫力 、促进
损伤组织修复等方面也有独特的作用 。所以 ,
作为富含大分子多糖类物质的紫其 , 无论在
药物研制还是在食品开发方面都有着非常广
阔的发展前景 。
{:
2 l
2 2
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参 考 文 献
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(1 9 9 9
一
0 3
一
14 收稿)
超声波在植物提取中的应用△
中国科学院化工 冶金 研究所 生化工程 国家重点实验室 (北京 1 0 0 0 8 0)
中国科 学院化工冶金研 究所分 离科学与新材料研究部
赵 兵 王 玉春 欧 阳藩
伍志春
天然植 物药 用成分 大多 为细胞 内产物 , 提取 时
往往需 要将 细胞破 碎 , 而现有 的 机械 或化学 破碎 方
法有 时难 于取得 理想的 破碎效 果 , 超声波 在陆地 及
海洋 伙 物药 用成 分 的提 取 中 已 显示 出了 明显 的优
△海洋八六三 青年基 金项 目(8 1 9一Q 一 15 资助 )
《中草药》1 9 9 9 年第 3 0 卷第 9 期 · 附 1 ·
势 。
1 超声 波作用基本原理
超声 波在媒质 中传播可使媒 质质点在其传播空
间 内进人 振动状态 强化溶质 扩散 、传质 , 即超声 波机
械机制 。 超声 波在媒 质质点传播 过程 中其能 量不断
被媒质质 点吸收变成 热能 , 导致媒质质 点温度升高 ,
即超声 波热学机制 。 同时 当大能 量的超声波作 用于
提取介质 , 在振 动处于稀疏 状态时 , 介质被撕裂 成许
多小空穴 , 这些小 空穴瞬 时即闭合 , 闭合时产生 高达
几千大气压的 瞬时压力 , 即空化现象 。
在超声场中 由于 被破碎物等所 处的浸提介质中
含有大 量的 溶解 气体及 微小 的杂质 , 它们包 围在 被
破碎物 等的 胶质外膜周 围 , 为超声 波作 用提 供 了必
要 条件 。 空化 中产生 的极 大压力造成 被破碎物细 胞
壁及整 个生物 体破 裂 , 而且整 个破 裂过 程在 瞬间 完
成 , 同时超声 波产 生的 振动作 用加 强 了胞内物质 的
释 放 、扩散 及溶解 。 超声 波破 碎过 程是 一个物理 过
程 , 浸提过 程中无化 学反应 , 被浸提 的生物活性物质
在短 时间 内保持不变 , 生物活性 不减 , 同时提高 了破
碎 速 度 , 缩 短 了 破碎 时 间 , 可 极 大 地 提高提取 效
率〔‘】。
超声 波作 用时其 效果不仅取决 于超声波 的强 度
和频率 , 而 且与被破碎物 的结构功能有一定关系 。 计
算表 明 :在 水 中 当超声 波辐 射面 上强 度达 3 0 0 0 W /
m Z 时就会 产 生空 化 , 气泡 在 瞬间就 很快 闭合 , 闭 合
时产 生的压 力脉冲形 成瞬 间的球 形 冲击 波 , 从而 导
致被破 碎生物体 及细胞 的完全破 裂 。 从理论上确定
被破碎 物所处介质 中气泡大小后 即可选择适宜的超
声波频率 〔2 〕。 由于提取介质中气泡尺寸不是单一的 ,
而是存 在一 个分布范 围 , 所 以 超声 波频 率应有 一定
范围的变化 , 即有一个带宽 。
2 超声波在植物提取中的应用
2
.
1 陆地植物 :超 声波应 用于生物技术是 一个较新
的研究领域 。 研究表明 , 超声波作用可激活某些酶与
细胞 参与 的生理 生化 过程 , 通 过改变反应 物的 质量
传输 机 制 , 提 高 酶 的 活 性 、 加 速 细 胞 新 陈代谢过
程 ‘3 〕。 超声波用于淀 粉的降解 , 可 显著增加淀粉在水
中的溶解 度而保 留明显 的 淀粉特 征 , 但 超 声波 多次
处理 后酶 活性有 所降低 ;超 声波 用于 降解 壳多糖 速
度快 、成本 低 、 氨基 酸含 量不 变 ; 超声 波用 于提取真
菌多搪 , 如虫 草多 糖 、香菇 多糖 、猴头多糖等 , 超 声波
酶法 与传统 工 乙比 较提 取率高 、反 应过 程 无物料损
失和 副反 应 ; 此 外超 声波还 用于 降解提 取多种葡聚
糖等 · ; ’ 。 灵之多糖是一种实 体木质化的真菌多搪 , 细
· 附 2 ·
胞 壁有蛋 白质 、几 丁质 、纤维 素及 木质素 等 , 其结构
紧密 , 一般 的处理方法难 于将细胞壁破坏 , 有效成分
提取 困难 。 通过 1 2O W 超声 波作 用使 其相对结 晶度
从 2 3 . 4 降低 到 O , 比表 面积 增加 8 5 . 5弱 , 水解 速度
显著增加 〔5 〕。
目前 对超声波用 于从陆地植物 中提取药用有效
成分亦 进行 了一些 研究 。 应用超声从 大黄中提取蕙
醒类成分 的研 究表明 : 超声处 理 10 m in , 总提取率可
达 95 . 2 5 % , 而煎煮 3 h , 总提取率仅为 63 . 27 % ;超
声 提 取 2 0 m in , 提 取率可 达 ” . 82 % ; 用纸 层 析 及
H P LC 对两 种方 法提 取产物 进行分析 , 表明超声 处
理对产物 结构无影 响(‘〕。 在研究从黄连根茎 中提取
黄连素时 , 分别对超声波处理时间 、超声波频率及硫
酸浓度等进行 了考察 。 结果表 明用 2 0 k H : 超声波提
取 30 m in 与浸 泡 24 h 提取率相同(8 . 12 % ) , 核磁
共振波谱仪对提取产物研究说明超声波对黄连素结
构无影响 〔7〕。 用不 同频率的超声 波从槐米中提 取芸
香昔与热碱提取— 酸沉淀 比较 , 超声法无需加热 ,只需用频率 20 k H z 的超声波处理 30 m in , 提取率就
可提高 4 7 . 6 % 〔即 。 超声波用于从黄连 中提取小粱碱
的常规碱性浸 泡工艺 中 , 超声提取 30 m in 所 得到的
小粟碱提取率 比碱性浸 泡 24 h 高 50 % 以 上 〔的 。 中科
院化 冶所 生化 工 程 国家重 点 实验 室在 承担 的 国家
“ 九 · 五 ”攻 关重 点项 目 “植物细 胞大 规模培养 生产
青 篙 素 ”中 , 采 用超声 波强化 石油 醚提取 青篙 素 , 使
得提 取率 增 加 , 提 取时 间大 大 缩短 , 降低 了溶剂消
耗 , 而 且提取 产物 经紫外分 光光度 法和 H P LC 法 检
验 , 表明杂质 含量亦 较少 。
2
.
2 海 洋藻 类植物 : 盐藻含 有丰 富的 p一胡 萝 卜素 。
从 盐 中提 取 卜胡萝 卜素的首 要条件是将盐藻 破碎 ,
使 各胡萝 卜素能够快速 、 高效地进 人水溶液 等提取
介质 。 由于被提取物多为胞内物质 , 提取过程中一般
需要将细胞破碎 。 由于过程中有化学反应发生 , 采用
化学破碎方法容易造成被提取物结构性质等变化而
失去活性 , 用机械破碎又难于将细胞有效破碎 。 路德
明等 〔, 。”在 2 0 ℃ 条件下 , 分别采用超 声波为 3 0 kH Z 、
1 5 0 V
,
4 6 k H z
、
1 0 5 V
,
4
.
6 4 kH z
、
1 0 7 V
,
4 8
.
2 kH z
、
10 9 V 对盐藻进行 破碎 , 通过 显微镜观察记数 得到
盐藻 的完全破碎率可达 87 环。 藻胆体是某些藻类的
捕光色素 , 藻胆 体的 光谱性质 不仅反 应 了其组 成和
结构特征 , 而且 还可 以反应藻类物种的 差异和 进化
地位 。 研 究燕胆体的光谱性 质必须得到完 整的藻胆
体 。 在采用化学及机械破碎方法均不能从龙须藻中
获得理想 的藻体时 , 采用频率为 20 ~ 50 k H z , 电压为
60 V 超声波处理 10 m in 就得到 了完整 的藻胆体 。 超
声波作用的 目的是将龙须菜细胞打破 , 露 出内囊体 ,
然后 将藻胆体从内囊体膜上振动下来〔川 。
目前海藻多搪提取一 般采用水煮法及 乙醉沉
淀 , 回收率很低 。 中科院化冶所生化工程 国家重点实
验 室 承担的海洋 “八六 三 ”青年基 金项 目“海藻多糖
的超声浸提及凝聚相萃取分 离方法研究 ” , 正在研究
超声波用于 海藻多 搪的破碎 浸提 过程 , 并同时研究
解决超声波应用 中工程放大问题 , 以期扩大超声波
在海 洋活性物质提取中的应用 。
3 结语
超声波在陆地植物 和海洋藻类植物天然成分提
取中的应 用 已经 显示 出明显 的优势 , 并 已 逐步被 人
们所 注意 。 目前虽然 已进行 了一些研究 , 但都是仅在
实验室的很 小规模上 , 针对某 些单个具体 提取对象
进行 简单的工艺条件实 验 。
在超声波 用于植物 天然成分提取 时 , 应对其作
用机制进行深人研 究 , 以便建 立一套 较为 通用 的模
型 , 为不 同提取对象操作条件提供依据 。 同时注重有
关工程问题研究 , 解决超声提取工程放大问题 。
参 考 文 献
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1 1 路德明 , 等 . 应用声学 , 1 9 9 7 , 1 6 (l ) : 4 7
(1 9 9 9
一
0 4
一
0 4 收稿 )
等待开发的国 内药用苔鲜资源
曲阜师 范大学生物系 (2 7 3 1 6 5) 衣艳君 每
苔醉植物是体型微小 、构造特殊 、分布广 泛和适
应性 强的植 物类 群 , 是植物 界从水生 向陆 生 的过 渡
类型 , 被生态学者誉为大 自然的拓荒者 , 在植物界 系
统演化 及生态学研究方面具有重要作 用 。 由于苔醉
植物 体 型微小 , 为人类利 用 的种 类不 多 , 常常被 忽
视 . 实 际上 , 苔醉植物具有 重要 的经济用途 , 尤其是
在药用 方面具有广 阔的前景 。 我 国苔醉资源 十分丰
富 , 开发药用苔醉 可进一步 丰富我 国的中草药资源 ,
发掘祖 国的医药遗产 。 笔者拟对苔醉植物 的研究概
况作一简介 。
1 药用历史
据考证 , 苔醉植物最早作 为药 用植 物 出现 在 6
世 纪 , 梁 时陶 弘 景 所著 的《名 医 别 录 》上 , 名 为 “垣
衣” 。 n 世纪 中期《嘉佑本草》称 “土马 ” , 可败热散毒 。
明代著名药物学 家李时珍在其巨著《本草纲 目》中曾
对辞类植物 土马的形态 、生境 以及 在 医药 方面 的应
用进行了详细的综述 : “土马 , 所 在背 阴古墙上有之 ,
岁多 雨则茂盛 , 比垣衣 更长 , 故谓之马 , 苔之类 也 ” 。
又记述 : “气味甘 浚 , 无毒 , 主 治骨 热 、烦 败 、热 童 、 鼻
翅 、 通 大 小便 ” 。 土 马 , 即 今 日 之 大 金 发 醉 尸。ly -
tr 比hu m co m m un 。 , 又名独根 草 , 含皂素 , 现今全 草人
药 , 可止血 。 清道光 28 年 , 吴其浚 的《植物名实图考》
中称大叶醉 R ho d o b勺 ,u m g ig a n te u m 为 “一把伞 ” , 并
云 “壮元 阳 , 强腰肾 ” , 可见我国应用苔醉药物已 有悠
久 的历史 了 。 各地方药志和 民间 中草药中亦有许多
记载 , 如《云南中草药选》记载大叶辞 “性平 , 微苦 , 具
有 消炎 、镇静 、壮 阳等性能 。 全株人药 , 治心脏病 、神
经 衰弱 、 阳萎等症 ”[l] 。 随着人们对 自然界认识 的逐
步加深 , 对苔辞植物利用研究也在逐步深人 。 人们 已
经直接利用苔辞植物 体和从其中提取有效 成分为医
药 的原料 , 尤其 是苔辞植物化学研 究的飞速发展 , 使
人们看到 了苔醉植物生 物化学 的特殊性 , 表现 出医
药应用上 的潜 力 。
2 有效成分
衣艳君 女 , 36 岁 , 副教授 , 东北师范大学植物学专业 硕士研究生毕业 , 现任 曲阜 师范大学生物系植物学教研室主任 ,
山东 植物学会理事 。从事植物学教学和研究工作 , 主要研究方向为苔辞植物生物学 。 近年来曾参加 国家自然科学基金项 目和山东省 自然科 学基 金项 目的研究和《中国苔辞植物志 》, 《山东苔醉植物志 》的编研工作 , 出版专著 4 部 , 在国家级刊物上发表
论文 30 余篇 。
《中草药 》1 9 9 9 年第 3 0 卷第 9 期 附 3