五味子有效成分提取工艺研究进展

【摘要】 五味子为我国传统的中药之一，具有多种药用功效，该文对近些年来五味子多 种有效成分的提取分离方法做一综述，以利进一步的研究与开发利用。 【关键词】 五味子 有效成分 提取与分离 Advances on the Extraction and Separation Technologies of Efficient Components in Schisandra chinensis (Turcz.) Baill ZHANG Shouqin,LIU Changjiao,WANG Changzheng,WU Hua,HOU Lili School of Biological and Agricultural Engineering,Jilin University,Changchun,Jilin 130025,China Abstract:Schisandra chinensis (Turcz.) Baill is one of traditional Chinese medicines. It has been found to possess some beneficial pharmacological effects. For further research and application, this paper reviewed the development of the extraction and separation technologies of efficient components in Schisandra chinensis (Turcz.) Baill. Key words:Schisandra chinensis (Turcz.) Baill; Efficient components; Extraction and separation 五味子 Schisandra chinensis (Turcz.) Baill 为木兰科多年生落叶植物，因果实具有甘、 酸、辛、苦、咸五味而得名，具有敛肺生津、益胃养心、收敛固涩、滋补、强壮等功效， 是常用中药之一1。五味子中含有木脂素、多糖和三萜酸等多种有效成分，其中木脂 素类具有保肝、降酶、抗艾滋病等多种活性。本文对近些年来五味子及其茎叶中有效成分 的提取和分离方法的研究进展做一综述，以利进一步的研究与开发利用。 1 五味子中木脂素成分的提取分离方法 五味子中总木脂素的含量约为 2%8%，其成分大多具有联苯环辛二烯母核，是一类低 极性小分子化合物，如五味子甲素、五味子乙素，五味子醇甲等。近年来常用的提取方法 有回流提取法、超临界 CO2 萃取法，超高压提取法等。 1.1 溶剂提取法是根据中药中各种成分在溶剂中的溶解性质，选用对有效成分溶解度 大，对不需要溶出成分溶解度小的溶剂，而将有效成分从药材组织内溶解出来的方法。常 用浸渍法、渗漉法、煎煮法、回流法及连续回流提取法等。袁海龙等2以五味子甲素 的含量作为考察指标, 采用均匀设计法优选出五味子的最佳提取工艺：乙醇浓度为 90%， 回流时间为 1 h，固液比为 15。王茹等3 采用正交设计安排实验，以五味子乙素、 五味子醇甲的含量和出膏率为指标，优选出合理的提取工艺为：以生药重量 10 倍的乙醇 回流提取两次，每次提取 4 h。李奉勤等4考察了溶剂浓度、溶剂用量、回流时间和 pH 值对五味子中五味子乙素提取效果的影响，采用正交实验法优选出五味子乙素的最佳提 取条件：提取溶剂为 85%乙醇、液固比为 51 ，pH 值为 5.5，回流时间为 2 h，五味子乙 素含量为 291.04 mg/100 g。 1.2 超高压提取法超高压提取法(ultra-high pressure extraction technique,UHPE)是在 常温或较低温度(通常低于 100)的条件下，对原料液迅速施加 1001 000 MPa 的流体 静压力，保压一定时间，溶剂在超高压作用下迅速渗透到固体原料内部，有效成分溶解在 溶剂中，并在短时间内达到溶解平衡，然后迅速卸压，在超高渗透压差下，有效成分迅速 扩散到组织周围的提取溶剂中；同时在超高压作用下，细胞的细胞壁、细胞膜以及细胞内 液泡等结构发生变化，细胞内溶物和提取溶剂充分接触，从而达到快速、高效地提取目的 5。刘长姣等6 应用超高压提取法提取五味子总木脂素，利用均匀设计方法确定最 优提取工艺：提取压力为 350MPa，溶剂为 70%乙醇水溶液，固液比为 190，总木脂素 得率为 3.54%，常规回流提取方法的总木脂素得率为 2.593%，可见超高压提取方法更有 利于总木脂素的提取。 1.3 超临界 CO2 萃取法超临界流体萃取（supercritical Fluid extraction technique,SCFE）技术是以超临界流体（ SCF）为溶剂，可应用于多种液态或固态混合物 中待分离组分的萃取。因为 CO2 具有无毒、不易燃易爆、价廉、临界压力和温度较低、 易于安全地从混合物中分离出来等优点，所以 CO2 是中药有效成分提取与分离过程中最 常用的一种超临界流体。程康华等7应用超临界 CO2 萃取五味子中五味子醇甲，在温 度为 45，压力为 15.0MPa、时间为 180 min 的条件下，五味子醇甲的超临界提取率为 12.00%，原药材中五味子醇甲的得率为 0.4813%，而乙醇萃取物（加 75%乙醇浸泡至恒 温水浴上回流 3 h）原料药材中五味子醇甲的得率为 0.1955%，前者得率比后者高出 1 倍 多。聂江力等8通过正交设计的实验方法，探讨了超临界 CO2 法萃取五味子果实中木 脂素的工艺条件,确定了最佳工艺条件：萃取压力为 30Mpa、萃取温度为 50、萃取时间 为 120 min，总木脂素得率为 1.015%。刘本等9 考察了不同温度和压力对超临界 CO2 提取五味子甲素的提取效率的影响。结果表明,在温度为 60，压力为 25.3MPa 的条件下, 有最快的提取速度,最大提取量达 90%以上，并且提取率和夹带 10%甲醇的超临界 CO2 有 相近(约 0.5%,w/w)。田明等10对五味子传统水提取、 80%乙醇提取和超临界 CO2 萃 取进行了对比研究，不同提取工艺提取物出率分别为 28.5%，23.5%，15.6%，五味子总 木脂素提出率分别为 68%， 55.8%，86.8%，五味子乙素提出率分别为 0%， 65.1%，94.6%，证明,SFE-CO2 提取法适用于五味子有效成分的提取。 1.4 微波提取法微波提取技术(microwave extraction technique，MWE)应用于提取天 然植物中的有效成分始于 20 世纪 90 年代，是微波和传统溶剂提取法相结合，利用微波能 来提高萃取率的一项新技术。黄惠华等11采用乙醇和水作为萃取剂 ,研究了用微波辅助 萃取的方法从五味子果实中萃取五味子醇甲。以不同的萃取时间、萃取功率、萃取溶剂/基 质比作为参数进行实验,利用高效液相色谱 (HPLC)作为五味子醇甲的检测手段，确定了以 乙醇和水作为溶剂的最优微波辅助萃取条件：温度为接近溶剂的沸点(乙醇设为 72,水设 为 95) 、微波功率为 350W，萃取时间为 58 min，萃取液固比为 121 ，在萃取产率 上,乙醇的萃取效果优于水(乙醇的萃取产率 0.72%,水的萃取产率 0.47%)，但是在萃取选择 性方面，水作为萃取剂优于乙醇；同时发现萃取时间的延长和微波功率的增加都会导致五 味子醇甲的萃取产率下降。 1.5 法多索溶剂提取法法多索溶剂是一类新的溶剂系统,主要有 1,1,1,2-四氯乙烷组成， 具有不破坏臭氧层,无环境污染 ,耗能低且能在常温等优点 ,可作为五味子甲素这类化合物的 提取溶剂。刘本等12以法多索洛剂( phytosol A,B 和 D)提取五味子甲素，结果表明法 多索溶剂能有效地提取五味子甲素，提取率为 0.45%(W/W)，与 10%甲醇调节的超临界 CO2 的提取率(0.48%) 接近。 1.6 高速逆流色谱技术高速逆流色谱技术(high-speed counter-current chromatography technique, HSCCC)，是一种不用任何固态载体或支撑体的液 -液分配色 谱技术，目前已成功地开发出分析型、生产型两大类高速逆流色谱仪，可分别用于中药有 效成分的分离制备和定量分析。Jinyong Peng 等13应用高速逆流色谱技术分离纯化五 味子中五味子醇甲和五味子醇乙。在应用 D101 大孔树脂进行初步纯化后，应用高速逆流 色谱技术，以正己烷-醋酸乙酯 -甲醇-水 (10.9 0.91, v/v) 为两相溶剂系统，从 400 mg 初纯物中分离得到 107mg 五味子醇甲和 36 mg 五味子醇乙，纯度分别为 99.5%和 99.1%，且用时少于 3h。Tianhui Huang 等14应用高速逆流色谱分离纯化五味子甲素 和五味子乙素，以正己烷-甲醇 -水 (35303, v/v)为溶剂系统，从 100 mg 五味子石油醚 提取物中分离得到五味子甲素 8 mg，五味子乙素 12 mg，纯度分别在 98%和 96%以上。 2 五味子多糖的提取分离方法 多糖具有调节免疫功能、抗肿瘤、抗病毒病菌、降血糖等作用，在抗肿瘤、抗病毒等药 物的研究中占有一定的地位，所以多糖成分的提取分离也是比较活跃的研究领域。目前五 味子多糖的提取分离研究主要集中在初步的提取分离，对其具体成分的结构组成仍需进一 步的深入研究。张兰杰等15对北五味子果实的多糖进行了研究，经提取、醇析、 Savage 法脱蛋白、脱脂、活性碳脱色、DEAE 纤维素柱色谱等步骤，确定北五味子中粗 多糖含量为 6.1%，3 次提取率分别为： 55.6%，38.5%， 4.6%, Savage 法脱蛋白粗多糖损 失率为 7.2%，得到两种纯多糖的含量分别为 0.387%和 0.061%。李巧云等16对五味 子中可溶性粗多糖的提取工艺进行了研究，通过单因素实验和正交实验确定了最佳工艺： 料液比为 125，温度为 100、时间为 4 h，此时五味子多糖提取率为 5.38%。并应用 Sevag 法结合酶法除蛋白对多糖进行纯化，大大缩短了除蛋白时间。韩学忠等17研究 了五味子多糖的乙醇分级纯化，结果证明，对五味子多糖水溶液可直接用 40%的乙醇溶液 分成两部分, 药理实验证明有药效作用的多糖多集中在乙醇 40%(V/V)没有沉淀下来的多糖 中。 3 五味子中挥发油的提取分离方法 五味子茎叶、果实以及种子均含有丰富的挥发性成分，种子中挥发性成分约占种子的 1.6%18，有明显的辛辣、芳香气味。谭晓梅等19对超临界 CO2 萃取法和水蒸气 蒸馏法提取的北五味子挥发油化学成分进行比较研究。应用 GC-MS 法进行成分分析，供 鉴定了 80 个成分，超临界 CO2 萃取法提取物被鉴定了 55 个成分，水蒸气蒸馏法提取物 被鉴定了 70 个成分，两者共有成分达 45 个。两种提取方法的提取物得率分别为 0.84% 和 11.6%，后者提取物中除了挥发油，还含有木脂素等脂溶性成分，但两种提取方法的挥 发油主要成分基本一致。 王炎等20运用 GC-MS 技术,结合计算机检索对五味子挥发 油化学成分进行分离和鉴定,并对五味子种子和果实中的挥发油成分进行对比。证明五味子 种子中挥发油成分主要为各种萜类化合物，单萜类如蒎烯、月桂烯、松油烯等相对分子质 量为 136 的物质；倍半萜类如金合欢烯、榄香烯、异石竹烯、依兰烯等分子量为 204 的物 质。此外,挥发油中还有少量的醇、酯、醛、酮以及苯和萘的衍生物等；同时发现，五味子 种子中的成分与以往报道过的果实挥发性成分差别较大,其中某些成分未见报道, 如 -芹子 烯和较为少见的吉马烯 B，吉马烯 D 等,说明种子本身与果肉挥发油的组成成分不同，应分 别加以研究利用。 4 五味子中其他成分的提取分离方法 五味子中有效成分的研究除上述木脂素、多糖、挥发油成分外，其它一些具有生物活性 的成分也取得了一定的研究进展。徐林峰等21从中药五味子中提取分离 -葡萄糖苷酶 抑制剂，利用浸提、超滤、柱层析、醋酸铅沉淀等方法进行纯化，初步分离得到 -葡萄糖 苷酶抑制剂。并确定该抑制剂成分为大分子糖苷类物质,相对分子量在 5 万以上，抑制类型 为非竞争性抑制。卢山等22考察了浸提用溶剂、温度、时间、添加剂及固液比对五味 子红色素提取率的影响，应用正交实验确定五味子红色素的浸提条件：浸提温度为 40， 溶剂为 60%乙醇、固液比为 1:6。Radek Sladkovsky 等23 应用反相液相色谱，研究了 不同年份（1997-1999）五味子茎叶提取物中槲皮素、山奈酚和(E)- 苯乙烯酸的含量。并通 过优化方法确定了可以同时测定此 3 种成分的流动相为 acetonitrile-aqueous 0.05% ortho- phosphoric acid (4060 vv)，测得的不同年份五味子叶中槲皮素的含量分别为 1.535%，1.140%，1.294；山奈酚的含量分别为 0.359%，0.268%，0.298%；(E)-苯乙烯 酸的含量的分别为 3.824%，3.131%，2.515；五味子茎提取物中槲皮素的含量分别为 0.341%，0.303%，0.389%；(E)-苯乙烯酸的含量的分别为 0.116%，0.099%，0.260%； 茎提取物中没有发现山奈酚。 【参考文献】 1侯团章 .中草药提取物(第 1 卷) M.北京：中国医药科技出版社,2004：218. 2袁海龙，谭 锐，李仙逸，等. 均匀设计法优选五味子的提取工艺 J. 中国中 药杂志，2002，27（5）：355. 3王 茹，张 琰，程建峰，等.五味子活性成分提取工艺的优选 J. 华南国防医 学杂志，2005，19（6）：4. 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