關于小檗堿提取工藝分析論文
【摘要】小檗堿作為臨床上常用的藥材成分應用廣泛，為提高小檗堿的提取得率，近年來對小檗堿提取的工藝研究很多。該文主要綜述了近些年來對小檗堿提取工藝的研究進展。
【關鍵詞】小檗堿提取工藝黃連黃柏三顆針正交實驗
小檗堿又稱黃連素，廣泛分布在植物界，大約有4個科10個屬植物都已發現有小檗堿存在。小檗堿是黃色針狀晶體，表現為季銨型、醇型3種互變異構體，其中以季銨堿型最穩定。小檗堿能緩慢溶解于冷水（1∶20）或冷乙醇（1∶100），在熱水或熱乙醇中溶解度比較大，難溶于丙醇、氯仿或苯，鹽類的溶解度都比較小，硫酸鹽在水中的溶解度約為1∶30，鹽酸鹽微溶于冷水。小檗堿可從三顆針、黃連、黃柏等植物中提取。由于黃連生長緩慢，價格較高，黃柏來源也較少，現我國主要應用三顆針作為提取原料。
小檗堿是臨床上一種常用的廣譜抗菌藥，主要用于菌痢、胃腸炎、癰腫等細菌性感染。現代研究證明小檗堿有抗腫瘤、抗心率失常、降壓、降血糖等作用，在臨床上有越來越廣泛的應用，需求量日益增加。為提高小檗堿提取效率，近些年來對小檗堿提取工藝的研究很多，本文對這一方面作一綜述。
1酸水法提取小檗堿
酸水法是目前工業生產提取小檗堿常用的方法。從三顆針中提取小檗堿,常用多倍量的0.3%硫酸水溶液浸泡24h，濾液用石灰乳調pH值至12，過濾，濾液用鹽酸調pH值到2～3,再加入6%左右的精制食鹽,使食鹽完全溶解,放置過夜,抽濾得鹽酸小檗堿粗品［1］。或用0.5%的硫酸水溶液冷浸提取,酸水液用石灰乳調pH值到7左右,濾液濃縮用鹽酸調pH值到2～3，再加入6%左右的精制食鹽,使食鹽完全溶解,過濾，沉淀溶于熱水，加石灰乳調pH值到8.5～9趁熱過濾,濾液再用鹽酸調pH值到2～3，放冷過濾得鹽酸小檗堿粗品［2］。廖志新等［3］以產于青海等地的三顆針為原料，采用正交實驗法，對酸水法提取鹽酸小檗堿的生產工藝進行研究，找出了最佳的提取工藝。根據實驗結果，鹽酸用量達到pH=1，浸提劑量也應在浸透材料量之上超出兩倍，食鹽用量應使提取液濃度達到5%～7%；浸提總時間應達到12～24h，浸提劑溫度控制在80℃至沸點之間；浸提劑濃度（即硫酸濃度）為0.5%～0.7%最佳。黃祖良等［4］報道從十大功勞根粗粉中提取小檗堿,用0.5%左右硫酸溶液浸泡24h,次日,把浸泡液傾出,浸泡液(收集8～10倍量浸泡液,后50%留作下一批套用),用濃鹽酸調pH值到1.5左右,按10%(W/V)的量加入精制食鹽放置過夜,濾取析出的鹽酸小檗堿粗品曬干,鹽酸小檗堿提取率為1.23%。據龐小雄等［5］報道，采用正交實驗優選三顆針中小檗堿的提取工藝，根據鹽酸小檗堿的提取條件，選定浸泡時溶劑的用量，稀硫酸的濃度，石灰乳沉淀的pH值兩個因素，確定最佳工藝溶劑的量是藥材的16倍，稀硫酸濃度為0.2%,加石灰乳沉淀雜質時的pH值為9,精制時調酸的溫度是60℃。肖美鳳等［6］報道,用正交實驗法對黃連中小檗堿提取工藝進行優選,采用分光光度法測定鹽酸小檗堿的含量,其最佳提取工藝是0.4%硫酸水溶液,16倍量的溶劑,石灰乳調pH值到10,精制時加入酸的溫度不低于50℃,該工藝經濟實用,小檗堿提取率較高。孫波等［7］就水提法部分進行正交優選，確定水提法用水煎煮3次，3.5h,加水量14倍為最佳工藝。預實驗中,結果表明用0.5%酸水作溶媒提取最佳。呂霞［8］報道用0.5%硫酸水溶液提取黃連中小檗堿，分別采用索氏提取、超聲提取和浸漬提取，HPLC法分析小檗堿濃度分別為16.401，14.246，13.415μg/ml。方陣等［9］優選黃連的最佳酸水提取工藝為2%的鹽酸,12倍量的水，回流3次，1.5h/次。
2石灰乳法提取小檗堿
石灰乳法也是當前工業生產上常用的方法。如用滲漉法從黃柏中提取小檗堿，稱取黃柏粗粉200g置大蒸發皿中，加入石灰乳攪拌均勻，常法裝滲漉桶，加入飽和石灰水浸泡6h后滲漉（pH值在10以上），控制流速5～6ml/min，收集滲漉液2000ml，加入滲漉體積7%（質量濃度）的固體食鹽，攪拌后放置過夜，過濾，沉淀，用熱水溶解，趁熱過濾。濾液加鹽酸調pH值為2，放置過夜，過濾，沉淀用蒸餾水洗至中性，抽干后于80℃下干燥，即得鹽酸小檗堿粗品［10］。黃祖良等［4］從十大功勞中提取小檗堿，用石灰乳適量攪拌均勻，用水浸漬24h后用水滲漉，收集滲漉液適量，用濃鹽酸調pH值為1.5左右，按10%（W/V）加入食鹽放置過夜，濾取析出的鹽酸小檗堿粗品曬干，鹽酸小檗堿提取率為1.17%。石灰乳法用大量的石灰乳可能引起成分損失，也浪費鹽酸，增加了生產成本。尹蓉莉等［11］從黃柏中提取鹽酸小檗堿,比較幾種傳統的提取方法,有酸水法、石灰乳法和醇提法等,并加以改進,結果證明,石灰乳法提取效率優于其他方法。
3乙醇法提取小檗堿
通常黃連根粉用乙醇溫浸，回收大部分乙醇，剩余乙醇濃縮液放置，過濾，濾液加鹽酸、沉淀、放置，過濾得黃色沉淀為鹽酸小檗堿粗品［12］。或用加熱回流提取，稱取一定量的黃連切碎，放入250ml圓底燒瓶中用100ml乙醇作提取溶媒，熱水浴加熱回流30min，放置浸泡1h，抽濾，濾渣重復上述處理兩次，合并3次濾液，減壓蒸出乙醇直到為棕紅色糖漿狀。在棕紅色糖漿狀物中加入1%醋酸（約30～40ml）加熱使溶解，抽濾以除去不溶物，然后于溶液中滴加濃鹽酸至溶液渾濁為止，放置冷卻，最好用冰水冷卻，即有鹽酸小檗堿析出，抽濾，結晶用水洗滌兩次，再用丙酮洗滌一次，干燥，烘干稱重。席國萍等［13］報道，設計用乙醇法提取小檗堿的正交實驗方案，通過方差分析，得到黃連中小檗堿最佳提取工藝為：溫度為60℃，9倍體積50%乙醇，提取兩次，1h/次，小檗堿提取率為91%以上，平均回收率為97.38%，相對標準偏差為1.48%。黃祖良等［4］研究用75%乙醇回流提取十大功勞根莖粗粉至無色，提取液減壓回收乙醇后，用熱水溶解，趁熱過濾，濾液中加濃鹽酸調pH值為1.5左右，按10%（W/V）加入食鹽放置過夜，濾取析出的鹽酸小檗堿粗品曬干，鹽酸小檗堿粗品提取率為3.47%，粗品中鹽酸小檗堿含量為38.96%，鹽酸小檗堿的提取率為1.35%。呂霞［7］報道用95%乙醇為溶媒，采取索氏提取法，HPLC法分析小檗堿濃度為17.504μg/ml，用95%乙醇、75%乙醇浸漬提取，所得小檗堿的濃度分別為12.120，14.465μg/ml，可見索氏提取明顯優于浸漬。劉圣等［14］用正交實驗法考察黃連中小檗堿最佳提取工藝為：溶劑為6倍量80%乙醇，乙醇中硫酸加入量為0.25%，提取時間為1.5h/次，提取次數為3次，以該工藝制備的鹽酸小檗堿精制品含量在90%以上,適合工業化生產。張樂佳等［15］報道黃連總堿的浸出量與溶劑量，溶劑種類，浸提時間等因素有關,黃連最佳提取工藝是：50%乙醇回流提取3次,每次10倍量溶劑，提取2h。羅音久等［16］用正交設計篩選醇提工藝的最佳條件是黃連須粗粉中加入5%的中藥提取因子，37℃恒溫浸泡6h，乙醇連續回流3次，1h/次，總加醇量22倍，所得鹽酸小檗堿總量最高，為3.81%。黃傳俊等［17］采用正交實驗法，以黃連提取的收膏率和鹽酸小檗堿提取量為考察指標，利用HPLC法測定鹽酸小檗堿的含量，結果表明最佳提取工藝是黃連粗粉加8倍量60%的乙醇回流提取3次，1h/次。邢俊波等［18］報道用正交法優選黃柏中小檗堿的提取工藝是7倍量的70%乙醇熱回流提取兩次，2h/次提取率最好。張學順等［19］報道比較黃連不同提取方法所得提取液的整體成分及小檗堿的含量，確定最佳提取條件，采用反向色譜柱，以乙腈擦姿岫氫鉀溶液（47∶53）1000ml加入SD1.7g為流動相，結果顯示，75%乙醇索氏提取法所得小檗堿含量最高。
4超聲波提取小檗堿
常規提取小檗堿一般費時費力，效率低，而借助于超聲技術卻可得到顯著效果。超聲波提取技術是利用超聲波產生的強烈振動，高的加速度，加速藥物有效成分進入溶劑，從而提高了提出率，縮短了提取時間，并且免去了高溫對提取成分的影響。
郭孝武［20］報道應用超聲技術從黃連根莖中提取黃連素的工藝參數與常規浸泡法相比，超聲提取具有省時、提出率高等優點。在研究從黃連根莖中提取小檗堿時，分別對超聲波處理、超聲波頻率及硫酸濃度等進行了觀察，結果表明用20kHz超聲波提取30min浸泡24h，提取率相同（8.12%）。核磁共振波儀對提取產物研究說明超聲波對小檗堿結構無影響。超聲波用于從黃連中提取小檗堿的常規堿性浸泡工藝中，超聲波提取30min所得到的小檗堿提取率比堿液浸泡24h高50%以上［21］。呂霞［7］報道用超聲波提取法從黃連中提取小檗堿，稱取黃連粗粉2.0g四份，分別用純水，95%乙醇，75%乙醇，0.5%H2SO4溶液超聲提取30min，過濾，濾渣按上述方法再重復提取兩次。實驗結果用HPLC法分析了各提取液的小檗堿濃度表明用75%乙醇超聲提取所得的小檗堿濃度最高（15.642μg/ml），0.5%H2SO4溶液處理次之，95%乙醇超聲提取小檗堿濃度最低（11.3426μg/ml）。為了考察超聲提取的小檗堿結構是否有變化，以常規浸泡法提取小檗堿成分作對照，用紅外譜儀掃描，核磁共振波譜儀測得兩種提取法所得的小檗堿樣品的光譜和氫圖譜圖一致，說明超聲波提取未破壞小檗堿成分的結構［22］。吳寶華［23］報道，黃柏用甲醇煮后用超聲波處理提取小檗堿，時間短，產率高。魯云博等［24］用HCl睠H3OH(1∶10)溶液超聲20min的提取方法，可以獲得較高的鹽酸小檗堿提取率。岑志芳等［25］采用超聲波法考察川黃柏中小檗堿的提出率，優選最佳的超聲頻率。以飽和的石灰水為溶媒，分別以不同頻率的超聲波從川黃柏中提取鹽酸小檗堿并與浸漬法比較，結果用50kHz超聲波提取3次，20min/次，提取率最高，比浸漬高近1倍。
5微波法提取小檗堿
微波指頻率在300～300000MHZ之間的電磁波，其提取機制是，一方面通過微波照射，使植物細胞破裂，細胞內的有效成分自由流出轉移至溫度較低的提取介質中；另一方面，微波產生的電磁場加速被提取組分由物料內部向提取溶劑界面的擴散速率。鄧遠輝等［26］用微波法提取黃連中的小檗堿，以干固物和小檗堿含量測定值為指標，比較微波和回流兩種方法。干固物測定結構顯示，在單位時間內微波處理較回流好，具有明顯優勢；以小檗堿含量為指標，結果顯示回流提取小檗堿含量高于微波提取。郭錦棠等［27］用微波菜魘狹合工藝提取小檗堿。選用不同粒度的黃連藥材，精確稱量10g，加入一定量的蒸餾水，混合均勻，在變頻微波爐中，以不同水平的微波功率，輔助時間進行微波照射，每份樣品待其冷卻后，重復照射1次。微波預處理后，在索氏提取器中以不同水平的提取溶劑用量與提取時間進行提取，將提取液靜置過夜，取上清液加鹽酸調pH值為2，然后加入18%的食鹽水，將生成的沉淀靜置一段時間后過濾，水洗后放入電熱鼓風干燥箱，在60～80℃加熱干燥，得到鹽酸小檗堿粗品，計算收率。通過正交實驗優選條件為，微波功率520W，（80%功率檔），輻照時間1.5min×2次，基質含水量20ml，粒度為中粒，提取溶劑用量100ml，提取時間4h，重復實驗3次，鹽酸小檗堿粗品平均收率5.634%。實驗表明，微波-索氏聯合工藝比單用索氏提取得到的小檗堿收率明顯要高，與傳統提取方法比，提取效率高，無需過濾，工藝簡單。
張海容等［28］用正交法優化微波萃取條件，與傳統的酸堿法浸提小檗堿比較研究，確定工藝條件：80℃萃取溫度，固液比為1∶15,時間1.5min,傳統溶劑法萃取溫度70℃，固液比為1∶20,時間24h,與稀硫酸浸泡提取比，微波萃取工藝提取時間大大縮短，產量可提高30%，操作簡便，省時節能易于控制。
6酶法提取小檗堿
酶工程技術是近幾年來用于重要工業的.一項生物工程技術。通過酶反應溫和地將植物組織分解，加速有效成分的釋放提取，選用相應的酶可將影響液體制劑澄清度的雜質如淀粉、蛋白質、果膠等分解去除，并且針對根中含有脂溶性成分多，通過葡萄糖苷酶或轉糖苷酶，使脂溶性成分轉化成水溶性糖苷類，酶反應提取溫度低，可較大幅度地提高得率。例如，馬田田［29］用黃柏提取小檗堿之前用纖維素酶進行預處理，可提高小檗堿收率，與未加酶的提取進行比較，有顯著性差異。張福維等［30］報道用纖維素酶預處理黃柏提取鹽酸小檗堿，收率比不加酶時高28%，其最佳的實驗流程為：10g黃柏加入80mlpH4.5檸檬酸緩沖溶液，50℃恒溫6h酶解，過濾，濾液中加入0.3mlH2SO4放置10h過濾，濾液中加入石灰乳調pH8～9，過濾，濾液用鹽酸調pH值到1.5，向溶液中加入食鹽至8%，放置5h，過濾得鹽酸小檗堿粗品。梁柏林，周民杰［31］用正交實驗法研究酶法提取小檗堿的最佳工藝條件，確定酶解黃連的最佳工藝條件：溫度40℃，時間90min，pH4.0,酶用量30mg/g；酶提取工藝比傳統乙醇法提小檗堿產率提高49%。馬桔云等［32］選用黃連提取小檗堿研究了加酶組和未加酶組對有效成分小檗堿提取的影響，新工藝比原工藝只是多了一個向其中加入纖維素酶的酶解過程，但這兩種工藝提取的小檗堿含量有顯著差異，而提取的成分一致，因此，考慮是否將新工藝用于黃連提取的工業化中。
7微量法提取小檗堿
微型化學實驗是近年來國內外迅速發展的一種實驗新方法，有用量少，經費少，環境污染小，安全性好，時間短等優點。據報道［33］用微量法提取黃柏中的小檗堿與常規化學實驗相比，只是產率略低。具體數據見表1。表1常規化學實驗與微型化學實驗比較（略）
8半仿生提取小檗堿
半仿生提取法，是指從生物藥劑學的角度，模仿口服藥物及其在胃腸道的轉換過程，采用一定pH的酸水和堿水依次連續提取，目的是提取含指標成分高的活性混合物，它與純化學觀點“酸堿法”是等同的，又因為此種提取方法的工藝條件要適應工業化生產的實際，不能完全與人體條件完全相同，僅半仿生而已，故稱“半仿生提取技術”。這種提取方法的特點是可以提取和保留更多的有效成分，能縮短生產周期，降低成本。
林慧彬等［34］以小檗堿的含量為指標，采用半仿生提取法，對黃連解毒湯的最佳藥材組合方式進行篩選，優化了組合配伍。張學蘭等［35］以小檗堿，總生物堿，干浸膏量為指標對黃柏做半仿生提取法和水提取法相比較，結果表明，半仿生提取液明顯優于水提取液。
9超臨界萃取提取小檗堿
超臨界萃取是今年來逐步發展起來的一種現代提取分離技術，主要是利用二氧化碳在超臨界溫度下具有流體的性質來提取低極性成分，通過加入少量極性稍大的溶劑作為夾帶劑，提高溶劑的極性擴大提取成分的極性范圍。日本學者系川秀治等［36］早在20世紀80年代就以TLC為指標，用超臨界萃取的方法對黃連有效成分進行了提取。齊艷寧［37］也報道，通過實驗研究，超臨界萃取的方法與傳統溶劑的提取方法相比，有效成分高度濃縮，收率高，藥理效果好，且毒性降低。
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