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半仿生酶法提取拐枣七总生物碱工艺研究



全 文 :— 48 — 现代中药研究与实践2014年第28卷第3期Chin Med J Res Prac,2014 Jun.Vol.28 No.3
基质混合的顺序、温度及搅拌速度对巴布剂的质
量也有影响,经反复试验得到的结果是下列物料依次
混合并搅拌均匀:溶胀好的明胶、阿拉伯胶、聚乙
烯醇,保湿剂,羧甲基纤维素钠,聚维酮,高岭土,
原料药;温度控制在 50℃~ 55℃;搅拌速度要适宜。
此方法在制作过程对基质搅拌容易,膏体无颗粒团
块,无拉丝,涂展性好;制得的巴布剂膏面平整光滑、
色泽均匀,无气泡(或气泡很少),黏度适宜。
参考文献
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方剂学杂志,2012,18(22):56-58.
半仿生酶法提取拐枣七总生物碱工艺研究
薛璇玑,郭增军 *,戴柳江,席 可,李梦怡
(西安交通大学医学部药学院,陕西 西安 710061)
摘 要:目的 研究半仿生酶法从拐枣七中提取总生物碱的最佳工艺。方法 分别使用酶解法(选用
纤维素酶、β-葡聚糖酶、提取复合酶进行比较)、半仿生法和半仿生酶法对拐枣七中总生物碱进行提取,
以浸膏重量、总生物碱含量为指标,对比分析其提取效率。设定不同梯度提取料液比、水浴温度和提取时
间建立正交试验,考察最佳工艺参数。结果 半仿生酶法在拐枣七的总生物碱提取中得到的浸膏重量和提
取的生物碱含量都最高,具有高效、环保的特点,其最优提取条件为料液比 1:18,水浴温度 70℃和提取时
间 1.5h。结论 采用半仿生酶法提取拐枣七总生物碱方法高效可行,环保安全。
关键词:酶法 ; 半仿生法 ; 半仿生酶法 ; 总生物碱
中图分类号:R284.2 文献标识码:A 文章编号:1673-6427(2014)03-048-04
Optimum Semi-Bionic Enzyme Extraction for Alkaloids from Hylomecon Japonica
XUE Xuan-ji,GUO Zeng-jun*,DAI Liu-jiang,XI Ke,LI Meng-yi
(School of Pharmacy of Xian Jiaotong University,Xian 710061,China)
Abstract:Objective Aim at optimizing the semi-bionic enzyme extraction method of total alkaloids from
Hylomecon japonica. Methods The extraction quantity of total alkaloids regarded as the investigated index,three
extraction methods of semi-bionic extraction,enzymic treatment and semi-bionic enzyme extraction were
收稿日期:2014-03-19
基金项目:国家自然科学基金(No.81172957)
作者简介:薛璇玑(1990-),女,在读硕士研究生,主要从事天然药物研
究工作。E-mail: xuanji0423@126.com。
* 通讯作者:郭增军(1963-),教授,博士生导师,主要从事中药及天然
药物资源及活性成分研究工作。Tel: 029-82655133 ;E-mail: guozj@mail.xjtu.
edu.cn。
DOI:10.13728/j.1673-6427.2014.03.019
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compared and the optimized extraction condition was investigated by orthogonal design. Results The extraction
quantity of total alkaloids from semi-bionic enzyme extraction was higher than those from other two extraction
methods and the optimum extracting condition was as follows:the total alkaloids were extracted with the solid-
liquid radio of 1:18,extraction time of 1.5h and extraction temperature of 70℃.Conclusion The optimum
technology is stable and suitable for the extraction of total alkaloids from Hylomecon Japonica.
Key words: semi-bionic extraction;enzymic treatment;semi-bionic enzyme extraction;total alkaloids
拐枣七是一种陕西山区民间流传较广的以“七”
字作俗名的草药,以其形状似拐枣而得名。来源于罂
粟科 (Papaveraceae) 荷青花属植物荷青花Hylomecon
Japonica(Thumb.) prantl var. subincisa, Fedde 的根,别
名为荷青花根;味苦,平 [1];具有祛风湿,舒筋活络,
散瘀消肿,止血,止痛的功效;民间主要用于治疗风
湿性关节炎,跌打损伤等 [2]。
半仿生酶法是将半仿生法和生物酶结合起来提
取天然产物有效成分的一种新方法,通过设置不同
的 pH梯度,达到模拟药物在体内运转吸收的目的。
在提取的过程中加入适量的生物酶,生物酶作为一种
生物催化剂,对中草药细胞壁进行破坏,降低传质阻
力,同时生物酶最适反应温度为 50~60℃,温度相对
较低,对有效成分破坏较小,酶解后更加提高了提取
的效率 [3]。
目前,关于拐枣七生物碱提取的报道文献甚少,
仅有本课题组采用阳离子交换树脂提取总生物碱的
研究报道 [4]。为深入研究拐枣七总生物碱提取工艺,
本文采用半仿生酶法对其总生物碱进行提取工艺研
究,以酸性染料比色法测定的总生物碱含量为指标 [5,6],
对比分析酶法和半仿生法 ,并采用正交试验方法
对半仿生酶法提取拐枣七总生物碱的工艺进一步优
化,为拐枣七总生物碱的提取工艺提供新的方法,并
为其进一步开发利用提供思路和依据。
1 仪器与试药
SHZ-D(III) 循环水式真空泵(河南省巩义市英
峪予华仪器厂); 紫外分光光度计 UV-1800(日本
岛津公司);KQ3200B 型超声波清洗器(昆山市超
声仪器有限公司); 电热恒温水浴锅 ( 北京科伟永兴
仪器有限公司 );AE240S SNR 1221254114 电子天平
(METTLER TOLEDO)。
一水合柠檬酸 ( 分析纯 , 广东光华化学厂有限公
司 ); 柠檬酸三钠 ( 分析纯 , 西安化学试剂厂 ); 溴酚蓝
( 分析纯 , 天津市津北精细化工有限公司 ); 无水硫酸
钠 (分析纯 , 西安化学试剂厂 );白屈菜红碱对照品 (中
国药品生物制品检定所,批号 :111718-200501); 二氯
甲烷 ( 分析纯 , 广东光华化学厂有限公司 ); 硫酸 ( 分
析纯 , 北京试剂厂 ); 蒸馏水 ( 自制 ); 拐枣七药材 ( 购
于陕西柞水,经本课题组检定为罂粟科荷青花属植物
荷青花的根 )。
2 方法及结果
2.1 拐枣七总生物碱的提取
拐枣七中含有大量生物碱,如隐品碱、小檗碱等
[2],为研究不同提取方法对生物碱提取效率的影响,
分别采用了酶法、半仿生法及半仿生酶法,对拐枣七
总生物碱进行了提取,方法如下:
2.1.1 酶法  取粉碎后的拐枣七药材 10g 于 250mL
圆底烧瓶中,加入 0.05g 提取用酶,加入 100mL 磷
酸氢二钠 -柠檬酸缓冲溶液,调节 pH为 4.5 左右,
50℃水浴酶解 2 h,酶解后滤过,药渣加入磷酸氢
二钠 - 柠檬酸缓冲溶液,60℃水浴提取 2 次,每
次 2h,合并滤液,回收溶剂得流浸膏,将流浸膏于
80℃真空干燥,得干浸膏 1。
将上述方法中提取用酶分别更换为β-葡聚糖
酶和纤维素酶依次进行试验,分别得到干浸膏 2和干
浸膏 3。
2.1.2 半仿生法  取粉碎后的拐枣七药材 10g 于
250mL 圆底烧瓶中,加入 100mL 磷酸氢二钠 -柠檬
酸缓冲溶液作为浸取剂,模拟胃肠道 pH,先调节 pH
值为 2.0,充分震荡摇匀,在 60℃下水浴提取 2h,过
滤。取滤渣加入磷酸氢二钠 -柠檬酸缓冲溶液,调
节 pH值为 7.5,充分震荡摇匀,在 60℃下水浴提取
2h,过滤。再取滤渣加入磷酸氢二钠 -柠檬酸缓冲
溶液,调节 pH值为 8.3,充分震荡摇匀,在 60℃下
水浴提取 2h,过滤。合并 3 次提取液,回收溶剂得
总流浸膏,将流浸膏于 80℃真空干燥,得干浸膏 4。
2.1.3 半仿生酶法  取粉碎后的拐枣七药材 10g 于
250mL 圆底烧瓶中,加入 100mL 磷酸氢二钠 -柠檬
酸缓冲溶液作为浸取剂,调节 pH 为 2.0,充分震荡
均匀,60℃水浴 2h 后过滤。在滤渣中添加磷酸氢二
钠 -柠檬酸缓冲溶液,调节 pH为 4.5,加入 0.05g 提
取复合酶,充分震荡均匀,60℃水浴 2h 后过滤。在
滤渣中添加磷酸氢二钠 -柠檬酸缓冲溶液,调节 pH
为 7.5,60℃水浴 2h 后过滤。在滤渣中添加磷酸氢二
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钠 -柠檬酸缓冲溶液,调节 pH为 8.3,60℃水浴 2h
后过滤。合并四次滤液,回收溶剂得到总流浸膏,将
流浸膏于 80℃真空干燥,得到干浸膏 5。
将上述方法中提取用酶分别更换为β-葡聚糖
酶和纤维素酶,分别试验,依次得到干浸膏 6和干浸
膏 7。
2.2 总生物碱含量测定
2.2.1 试液配制
溴酚蓝试液:0.1g 溴 酚 蓝 加入 0.05mol/L 的
NaOH 3mL,稀释至 200mL,即得。
柠檬酸 -柠檬酸钠缓冲液配置:将一水合柠檬
酸(210.14g/mol)与柠檬酸钠(294.10g/mol)配成 0.1mol/
L 溶液,再以 9.2:10.8 的比例混合即可得柠檬酸 -柠
檬酸钠缓冲液。
2.2.2 标准液制备
白屈菜红碱 1.0mg 置于 10mL 的量瓶中,用盐
酸 -70%甲醇(0.5:100)(v/v)定容,即得标准品溶液。
2.2.3 供试品制备
分别称取各干浸膏 8mg,溶于 6mL的 0.010 3mol/
L 的盐酸 -70% 甲醇(0.5:100)(v/v)中,即得供试
品溶液。
2.2.4 最大吸收波长的确定
分别取 0.5mL 标准液与供试液,加 5mL 柠檬酸 -
柠檬酸钠缓冲试液,2mL 溴酚蓝试液和 9.5mL 二氯
甲烷,分取二氯甲烷层,用无水硫酸钠脱水后,以二
氯甲烷作为对照,在 200~800nm 扫描波长,发现二
者均在 287nm 处有最大吸收。
2.2.5 方法学考察
2.2.5.1 白屈菜红碱线性试验  分别取 0.5mL,1.0mL,
2.0mL,5.0mL,10mL 标准液至 10mL 量瓶中,用二氯甲
烷定容,分别取 0.5mL,加 5mL 柠檬酸 - 柠檬酸钠
缓冲试液,2mL 溴酚蓝试液和 9.5mL 二氯甲烷,取二
氯甲烷层,用无水硫酸钠脱水后,在 287nm 波长下
以二氯甲烷为空白对照测定吸光度。以吸收度 A(Y)
对白屈菜红碱浓度 C(μg/mL)(X)回归,得到方程为:
Y=0.134 9X+0.000 2,R²=0.999。
2.2.5.2 重复性试验  精密吸取供试品溶液 0.5mL
五份,加 5mL 柠檬酸 - 柠檬酸钠缓冲试液,2mL 溴
酚蓝试液和 9.5mL 二氯甲烷,取二氯甲烷层,用无
水硫酸钠脱水后,在 287nm 波长下以二氯甲烷为空
白对照测定吸光度,得到RSD 为 0.193%, 说明重复
性良好。
2.2.5.3 加样回收率试验  精密吸取供试品溶液
0.5mL 五份,加 5mL 柠檬酸 - 柠檬酸钠缓冲试液,
2mL 溴酚蓝试液和 9.5mL 二氯甲烷,取二氯甲烷层,
用无水硫酸钠脱水,分别取 3mL,加入 0.5mL 的标
准品 (2.5μg),在 287nm 波长下以二氯甲烷为空白
对照测定吸光度,计算回收率,得到平均回收率为
98.90%,RSD 为 1.45%。
2.2.5.4 精密度试验  取标准品溶液五份,分别取
0.5mL,加 5mL 柠檬酸 -柠檬酸钠缓冲试液,2mL 溴
酚蓝试液和 9.5mL 二氯甲烷,取二氯甲烷层,用无
水硫酸钠脱水,在 287nm 波长下以二氯甲烷为空白
对照测定吸光度,得到RSD 为 1.15%,证明仪器精
密度良好。
2.2.5.5 稳定性试验  取标准品溶液 0.5mL,加
5mL 柠檬酸 - 柠檬酸钠缓冲试液,2mL 溴酚蓝试液
和 9.5mL 二氯甲烷,取二氯甲烷层用无水硫酸钠脱
水,分别放置 0,2,4,6,8h,在 287nm 波长下以二氯甲
烷为空白对照测定吸光度,得到RSD 为 1.95%,证
明稳定性良好。
2.2.6 样品含量测定
精密称取干浸膏 0.5mg 置于 5mL 量瓶中,用盐
酸 -70% 甲醇(0.5:100)(v/v)定容,得到样品液。
量取 5mL 样品液,向其中分别加 5mL 柠檬酸 -柠檬
酸钠缓冲试液、2mL 溴酚蓝试液和 9.5mL 二氯甲烷,
取二氯甲烷层,用无水硫酸钠脱水后,以二氯甲烷作
为参比,在 287nm 处测定吸光度。将所测定的吸光
度值带入到方法学考察中公式 Y=0.134 9X+0.000 2,
以白屈菜红碱为对照计算浸膏中总生物碱的含量。
2.3 不同方法提取拐枣七总生物碱结果比较分析
对半仿生法、酶法和半仿生酶提取法所提取的浸
膏称重及其总生物碱含量进行测定,得到数据结果见
表 1。
表 1 提取方法的比较结果
Tab.1 Comparison of extracting methods
提取方

标准半
仿生
提取复
合酶
纤维素

β-葡
聚糖酶
半仿生
酶法(提
取复合
酶)
半仿生
酶法(纤
维素酶)
半仿生
酶法
(β-
葡聚糖
酶)
浸膏总
重(g) 5.5821 4.0919 4.9835 3.7264 7.2564 6.3274 6.1639
总生物
碱含量
(mg/g)
3.7 4.1 3.4 2.4 4.8 4.0 3.8
上述数据可以看出,无论是浸膏重量还是提出
的总生物碱的含量,半仿生酶法的效率都明显高于其
他几种方法。半仿生 -提取复合酶法得到的总生物
碱含量比半仿生法提高了 29.3%,比提取复合酶提取
法提高了 15.4% ;半仿生 -纤维素酶法得到的总生物
碱含量比半仿生法提高了 6.3%,比纤维素酶提取法
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提高了 15.2% ;半仿生 -β- 葡聚糖酶法得到的总生
物碱含量比半仿生法提高了 3.9%,比β-葡聚糖酶
法提高了 58%。由此可见,半仿生酶辅助提取法有
效地提高了总生物碱的提取率,显现了这种新型方法
提取的优越性。
而在酶的筛选上,半仿生 -提取复合酶法总生
物碱的提取含量明显高于半仿生 -纤维素酶法和半
仿生β-葡聚糖酶法的提取含量,因此选择使用提
取复合酶作为半仿生酶法的正交试验的提取用酶。
2.4 半仿生酶法提取拐枣七总生物碱的工艺优化
在对提取用的生物酶进行初步选择后,选定水浴
温度、提取时间和料液比作为考察的 3 个因素,每
个因素各取 3个水平 : 水浴温度 (50、60、70℃ ),提
取时间 (1.0、1.5、2.0h),料液比 (1:10、1:14、1:18 )。
采用 L9(34) 正交表进行试验,以总生物碱提取率为考
察指标,考察因素间的最佳配比。设定参数及结果见
表 2。
表 2 半仿生酶法正交试验及其结果
Tab.2 Orthogonal design and results of Semi-Bionic enzyme extraction
试验号 A料液比 B水浴温度(℃ )
C 提取时间
(h)
总生物碱提取
含量(mg/g)
1 1:10 50 1.5 2.1
2 1:10 60 2.0 2.0
3 1:10 70 1.0 1.9
4 1:14 50 1.0 1.7
5 1:14 60 1.5 2.4
6 1:14 70 2.0 6.9
7 1:18 50 2.0 2.1
8 1:18 60 1.0 4.4
9 1:18 70 1.5 6.1
K1 2.0 2.0 4.5
K2 3.7 2.9 3.3
K3 4.2 5.0 2.1
R 2.2 3.0 2.4
由 表 2 的 极 差 分 析 可 以 清 晰 地 看 出,
RB>RC>RA,表明各因素对总生物碱提取率的影响从
大到小分别为:水浴温度、料液比、提取时间。半仿
生酶法最佳提取条件为料液比 1:18,水浴温度 70℃
和提取时间 1.5h,在此条件下,用半仿生酶法提取拐
枣七中总生物碱具有最大提取率。
2.5 最优条件验证试验
为验证正交实验结果,按照其优选的最佳条件进
行了 2次验证试验,结果得到拐枣七总生物碱提取率
分别为 0.73% 和 0.71%,平均提取率为 0.72%,证明
此工艺条件下生物碱提取率高,优选的工艺条件合
理,稳定可行。
3 结论
拐枣七是罂粟科荷青花属植物荷青花的根,其中
含有大量的生物碱,每种生物碱都有其重要的药理活
性。本文从提取拐枣七中总生物碱的角度出发,引用
了一种新型的提取技术,即半仿生酶法,这种技术经
过与其他几种方法进行比较,发现具有环保、高效的
特点。在确定半仿生酶法的优越性之后,我们对其
提取条件进一步进行了正交试验,发现不同的温度、
料液比以及提取时间值对提取效果影响较大,我们
选出了最适宜的一组条件,即料液比 1:18,水浴温度
70℃和提取时间 1.5h。这既节约了药材的使用量,又
使总生物碱能够充分的富集,这对于研究拐枣七内生
物碱化学成分及活性成分提供了一定的参考价值,并
进一步对于半仿生酶法用于其他植物提取有很重要
的影响和参考意义。
参考文献
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(责任编辑:金 欣)