银杏叶中有效成分的提取工艺进展

银杏叶中有效成分的提取工艺进展1引言银杏叶作为世界上公认的具有极高药用价值和经济价值的植物叶，已有几百年的历史。研究表明银杏叶具有活血化瘀，通络止痛，敛肺平喘，化浊降脂的功效，其药理作用十分的广泛，可用作对心脑血管及中枢神经的保护作用和抗肿瘤的作用等。因此人们对银杏叶的研究也越来越重视。据了解银杏叶中有效成分主要是黄酮类化合物和萜类内酯[1]。近年来，许多国家对银杏叶有效成分的分离提取进行了大量的研究，其提取工艺有了很大进展。目前银杏叶中黄酮类化合物提取工艺主要有有机溶剂法、水浸取法、超临界CO2萃取法等。萜类内酯的提取工艺主要有溶剂浸取法、柱提取法、溶剂萃取—柱提取法等[2]。除此以外，一些新技术如超声提取技术、酶工程技术和微波技术等也将不断发展投入使用。1.1银杏叶简介银杏叶为银杏的干燥叶，多为皱状，上缘呈不规则的波状弯曲，有的中间凹入，完整的银杏叶为扇形，一般为浅棕黄色具二叉状平行叶脉。银杏叶一般在秋季叶尚绿之时采收，然后干燥制得。其性甘苦、气微、味微苦，归肺、心经，有益心敛肺、化湿止咳、活血化瘀、通络止痛等功效[3]。银杏叶作为药材使用已有几百年的历史，在很多国家都广泛使用。主要用于治疗心脑血管疾病和老年外周循环障碍等疾病。近年来还发现其对肿瘤的治疗有效果。我国作为银杏的故乡，拥有世界上一半以上的银杏资源。因此我国在对银杏叶的研究上拥有先天的资源[4]。1.2银杏叶中的有效成分根据一直以来人们对银杏叶的研究表明，银杏叶中含有黄酮类化合物、萜类内酯、生物碱、氨基酸、维生素和微量元素等物质[5]。其中最重要的成分是黄酮类化合物和萜类内酯。这两种物质是银杏叶具有药用价值最重要的原因。黄酮类化合物能有效地清除体内有毒过氧自由基，起抗炎抗组胺的作用，还是治疗心脑血管疾病的有效成分；而银杏内酯具有高度的抗血小板活化因子(PFA)的作用，能够有效地扩张血管增加心脑血液流量，同时也具有消炎镇痛、抗衰老、抗肿瘤和降血脂等功效。1.2.1黄酮类化合物黄酮类化合物在银杏叶中所占的比率较高，约为2.5~5.9%。到目前为止，从银杏叶中提取的黄酮类化合物约有40种。根据其结构不同，我们可以将它分为四大类：单黄酮、双黄酮、黄酮苷和儿茶素类[2]。其中单黄酮作为银杏制剂质量控制的重要指标之一，主要用于治疗心脑血管疾病；双黄酮据研究表明具有抗炎抗组胺等作用；儿茶素类黄酮则具有治疗肝中毒和抗肿瘤的作用。黄酮类化合物的一般提取方法有水浸取法、溶剂萃取法、超临界CO2萃取法和树脂吸附法等。1.2.2萜类内酯银杏叶中有效内酯主要是银杏内酯A、B、C、J和白果内酯[2]。银杏内酯属于二萜类内酯；而白果内酯属于倍半萜类内酯，易溶于水，因此这导致了不同生产工艺产品质量不稳定。白果内酯是目前银杏叶中研究最多的一种，因为它具有促进神经生长的作用，以及防止脑、脊髓神经脱髓鞘作用，近年来科学家们还发现白果内酯对防止老年性痴呆的发生有着不错的效果。研究表明银杏叶中萜类内酯具有抗血小板活化因子活性、抗炎抗过敏等作用。目前银杏叶内酯提取工艺有溶剂浸取法、柱提取法和两种方法的结合处理等。1.3银杏叶中有效成分的研究现状银杏叶作为重要的医疗保健的原材料，其有效成分的研究一直以来都倍受人们的关注。人们对银杏叶的研究已有上百年的历史，而银杏叶中有效成分的药理作用是从上世纪60年代开始被人们所了解。我国作为银杏的发源地，拥有先天的银杏资源，并且我国的银杏品种优良，银杏叶中有效成分的含量高，具有很高的利用价值。但是我国对银杏叶的开发起步较晚，于上个世纪60年代末才开展对银杏叶的研究，80年代我国首批以银杏叶黄酮为主要成分的制剂“天保宁”问世，至此拉开了我国对银杏叶有效成分研究的序幕[6]。目前世界上对银杏叶中有效成分在心脑血管系统、脑及中枢神经系统、抗肿瘤方面的药理作用机制有着重要的研究。2银杏叶中有效成分的提取工艺研究由于银杏叶中的有效成分具有极高的药用保健价值，国内外科学家都在不断地探索优化其提取工艺。据有关文献报道，德国最开始于上世纪60年代采用溶剂法提取黄酮类化合物和萜类内酯，并且将其加工为生物制剂。随后逐渐在欧洲、美国、中国等市场建立起加工厂。溶剂法作为一直以来应用最为广泛的方法，在提取银杏叶中有效成分最开始的年代，有着重要的影响，以至到目前为止都是主流的方法。以下分别列举了黄酮类化合物和萜类内酯的提取工艺。2.1黄酮类化合物提取工艺人们对黄酮类化合物的研究始于上世纪30年代，日本学者古川周二首先从银杏叶中提取到银杏双黄酮的混合物，随后Baker等人应用逆流分配色谱法从黄酮混合物中分离出银杏黄酮、异银杏黄酮和白果黄酮。直到1966年联邦德国科学家从银杏叶中提取出具有降低胆固醇和通血脉作用的黄酮类化合物后，其药理作用才逐渐被人们发现。从此人们对银杏叶中黄酮的提取工艺进行了大量的研究，总结如下：2.1.1水浸取法水浸取法[7]的提取工艺为：将干净的银杏叶烘干粉碎，放入pH为8的水中浸泡，在固：液为1：40，浸出温度为90摄氏度时，浸取4次，每隔3小时浸取一次。此种工艺几乎能将银杏叶中所有黄酮浸取出来。其优点是用水作为浸取剂来源广泛、无污染、成本低。但缺点是浸取液所含杂质较多，如无机盐、蛋白质等。2.1.2有机溶剂浸取法有机溶剂浸取法是一直以来应用最为广泛的一种方法。其中一种提取工艺[8]为：用乙醇、丙酮等有机溶剂浸泡银杏叶，然后通过浓缩水析，离心过滤得到浸膏，再通过萃取等方法提取出黄酮。以乙醇为例，一种用55%左右的乙醇浸泡银杏叶，固液比为1：8，在65摄氏度左右下浸取两次，每次3个小时然后采用A-1和A-2混合树脂即可提取出黄酮，含量大约为30%。还有一种方法是取粉碎好的银杏叶，加入一定量的75%乙醇，浸泡过夜，再放入55摄氏度左右的水浴锅中加热并不断搅拌，大约5个小时后趁热过滤，收集滤液。再将滤渣重复上述操作取两次滤液，置于分液漏斗中石油醚萃取1~2次每次石油醚用量约为滤液体积的4%，直至水层不含叶绿素；随后将分液漏斗中分出的水相用旋转蒸发器蒸发，同时回收乙醇，当蒸至少量液体时转入培养皿中，经干燥后得到棕红色粘稠物，这便是主要成分为黄酮类化合物的银杏叶提取物，其产率大约为17%。冯晓萍等叙述了以丙酮为溶剂的提取工艺，取银杏叶加入40%~60%的丙酮在60摄氏度左右下浸泡，取浸提液浓缩、过滤，再加1~3倍的水，进行水析、离心、过滤，再用CCl4等非极性溶剂等体积萃取3次，调节pH8~9，沉降、离心、过滤，再调节pH至3~4，取清液加硫酸铵，用C4~C9酮和酯反复萃取，最后取有机相浓缩干燥，得到产品。有机溶剂法是国内外使用最广泛，提取物质量高的一种方法，但由于生产成本高，不安全等因素也使得这种方法受到一定限制。2.1.3超临界流体萃取法近年来，随着超临界流体提取技术的发展，超临界流体萃取法在天然产物活性成分提取中的应用越来越广泛，使用该技术来提取银杏叶中黄酮化合物也不断投入使用。刘志敏等首先用超临界CO2萃取法提取出银杏叶中的黄酮苷。超临界CO2萃取工艺[4]是利用超临界状态下的CO2和银杏叶在不同的蒸汽压力下所具有不同的亲和力和溶解力进行分离的操作。这种工艺与传统的溶剂萃取法相比有很多优点：提取效率高，无残留，无毒性等。此种方法提取黄酮含量高于35%，提取率达85%。超临界流体法将成为今后提取银杏叶中有效成分的重要工艺。2.1.4树脂吸附法树脂吸附法[9]的提取工艺为先将银杏叶加入一定量的70%乙醇溶剂中浸泡加热回流，加热过程中要不停搅拌，并且控制温度在70摄氏度，浸取两次，每次两个小时，此时的浸提效果最佳。然后过滤得到提取液，加水搅拌均匀，离心，取离心液滤过D101或724树脂洗脱，再用70%的乙醇洗脱洗脱液通过聚酰胺柱，收集洗脱液加入亚硫酸氢钠作为保护剂后真空浓缩干燥即可得到银杏的提取物。此种工艺能使提取的总黄酮苷含量大于24%，银杏萜类内酯含量大于6%，具有成本低、提取率高、有机残留少等优点。以上几种工艺都是目前常用的提取银杏叶中黄酮类化合物的方法。但无论是哪种方法，都有其自身的优缺点，我们需要通过一定的条件优化使得这些工艺效果越来越好，使黄酮的提取率与质量越来越高。2.1.5其他方法郭国瑞[10]等人利用超声波技术，在以水为介质的低温条件下，对银杏叶进行处理。实验结果表明，采用超声提取比正常的水提快3倍，达到高效省时的目的。因此超声波提取法将广泛地应用到生产中。李嵘[11]等对用微波提取银杏叶中黄酮苷进行了一系列的研究，同样在以水为介质的条件下，对银杏叶进行微波处理。实验结果表明用微波处理后可以大大提高银杏叶中黄酮的提取率，并且大大缩短了萃取所需时间，达到高效省时的目的。该工艺将传统的水提法和微波法高效地结合在一起，不仅降低了生产成本，而且提高了生产效率，将是一种广泛应用于提取银杏叶中黄酮化合物的好方法。高速逆流色谱技术[12]作为一种新技术，也逐渐引起人们的注意。这是一种无需固定载体的液液分配色谱技术，具有独特的分离方式，使其对黄酮类化合物的分离制备有明显的优势。以其高效率、高纯度、无吸附等优点必将成为提取黄酮的最佳工艺。日本专利还提出了用酶来提取银杏叶中有效成分的方法。其原理是通过将银杏叶中油溶性或不溶于水的有效成分转移到葡糖苷酶或转糖苷酶中[4]。由于难溶于水的有效成分在体内不易吸收，而转变为糖苷后便可易于人体吸收。并且此方法的提取率极高，也有着不错的前景。为了提高银杏叶中黄酮的提取率，我们还对一些提取工艺进行了优化。例如采用正交试验法来对银杏叶中有效成分的提取进行优化[9]。该试验选择乙醇浓度、用量、提取时间和温度为主要因素，以银杏叶总黄酮醇苷提取率为指标对提取工艺进行了考察。通过试验表明：改工艺为用70%的乙醇在90摄氏度下加热回流提取3次（第一次8倍量，第二三次为6倍量），每次一个小时，再用已处理好的DM-2大孔吸附树脂，依次用纯水、乙醇洗脱，收集洗脱液浓缩至膏状，再真空干燥即得。此种工艺操作简单、重复性好，乙醇还可循环利用，因此可以大规模生产。2.2银杏叶中萜类内酯的提取工艺2.2.1溶剂浸取法王成章的溶剂浸取工艺[8]为：先用25%的乙醇浸泡银杏叶，然后浓缩蒸发掉乙醇，取浓缩液加入石油醚脱脂，取水层加碳酸氢钠调节pH8~9，离心沉降，再用盐酸调节pH至中性，加入醋酸乙酯进行萃取，将萃取液用硫酸钠干燥，浓缩掉醋酸乙酯即得产品。改工艺获得银杏总内酯含量约为40%。游松的提取方法为用95%的乙醇浸提，然后浓缩干燥，溶于水，再取水溶液用氯仿萃取，浓缩水层萃取物后得到产品。而李典鹏[11]等则是用5%的甲醇水溶液在150摄氏度油浴中煮沸银杏叶提取物，大约15分钟后过滤得滤液，用盐酸调节pH至3~4，再用醋酸乙酯萃取，最后取萃取液水洗至中性，减压干燥后得到产物。浸取溶剂体系的选择是影响萜内酯含量的重要原因，浸取液应使萜内酯有很大的溶解度。张立国等人研究了萜内酯在不同溶剂不同温度下的溶解性，实验结果表明：萜内酯在70摄氏度，溶剂强度为8.5处溶解度最大。2.2.2柱提取法柱提取法[12]用氧化铝填充柱处理银杏叶的浸取液，然后用无水乙醇洗脱，再将洗脱液浓缩得到产品。这种方法可将银杏总内酯的含量提高到95%，提取率为4%左右。这是目前单纯采用柱提取而在后续步骤中不采用溶剂萃取的唯一方法。据了解目前都是采用溶剂萃取和柱提取法联合处理的方法，这种方法适合各种内酯的提取，且优化了它们各自的工艺，提取的内酯含量也较高。是一种很好的提取内酯的方法。3银杏叶中有效成分的提取工艺进展银杏叶作为一直以来人们重点研究的天然药物，其提取工艺也在不断地得到改革优化。单从目前的研究状况来看，提取银杏叶中有效成分的方法还是溶剂法占主流地位。随着科学技术水平的提高，科学家们不断研究出更多可以提取银杏叶中有效成分的工艺，如微波萃取法、超声波提取法、回流提取法和酶提取法等。这些方法都可以应用于银杏叶中黄酮类化合物的提取，但是还没有用于银杏内酯的提取。随着这些新技术的研究与发展，将不断地投入到各个方面使用。除此以外，人们还研究出了各种优化工艺，对提取时间、温度、提取次数和提取液浓度等方面展开研究，为银杏叶中有效成分的提取提供更加便捷的方法。4总结近年来，银杏叶中有效成分的提取工艺在不断地发展。就目前而言，我国在这方面的提取工艺还不够完全成熟，因为我国在这方面的起步较晚。但这并不影响我们对银杏叶的开发与发展。目前最主要的提取工艺还是溶剂法，但其他新技术如超临界流体法、微波法、超声波法、高速逆流色谱法等技术的发展，必将将打破这一现状，并且向着规模化、绿色化的方向发展。只要我们抓住机遇，努力研究创造，必将在今后的发展创造中取得更好的成绩。

致谢本论文是在我的导师沈老师的精心指导和悉心关怀下完成的，在我的学业和论文中无不倾注着导师辛勤的汗水和心血。导师的严谨治学态度、渊博的知识、无私的奉献精神使我深受的启迪。从尊敬的导师身上，我不仅学到了扎实、宽广的专业知识，也学会了很多做人的道理。在此我要向我的导师致以最衷心的感谢和深深的敬意。在我的论文撰写过程中，韩智业、胡倩、张文文等同学提出了宝贵意见和建议，在此向他们表示深深的感谢。我还要感谢三年来一直陪伴我的同窗舍友们和给予我学习帮助的同学，有了他们，我的大学生活才会如此的充实，谢谢！在本次毕业设计完成之际，我由衷地感谢学校老师们对我的关心和帮助，感谢沈老师对我提出的宝贵意见和建议，衷心祝愿老师们工作顺利，万事如意，祝我亲爱的同学们以后的路会越走越好，祝愿连云港师范高等专科学校在以后取得更大的成绩，创造更加辉煌的未来。高爽二〇一七年六月于连云港参考文献[1]国家药典委员会.中华人民共和国药典[