黃 裕 周錦珂

微射流提取技術(shù)在天然植物抗過(guò)敏活性成分中的應(yīng)用研究※

黃 裕 周錦珂

目的 探討微射流提取技術(shù)在天然植物抗過(guò)敏活性成分中的應(yīng)用情況。方法選用常用的10味抗過(guò)敏天然植物，以煎煮法、滲漉法、超聲提取和微射流提取進(jìn)行多糖及總黃酮的提取效果對(duì)比，以透明質(zhì)酸酶體外抑制試驗(yàn)進(jìn)行抗過(guò)敏效果對(duì)比。結(jié)果微射流提取法對(duì)多糖的提取率是超聲提取法的1.1倍、煎煮法的1.2倍、滲漉提取法的1.5倍；對(duì)總黃酮類的提取率是超聲提取法的1.1倍、煎煮法的1.1倍、滲漉提取法的2.5倍；對(duì)透明質(zhì)酸酶的抑制效果是超聲提取法的1.2倍、煎煮法的1.5倍、滲漉提取法的1.6倍。結(jié)論微射流提取技術(shù)在天然植物抗過(guò)敏活性成分制備應(yīng)用中有著明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

微射流提取技術(shù)；熱敏成分；天然植物；中藥；抗過(guò)敏；應(yīng)用研究

天然植物的提取方法有傳統(tǒng)的煎煮法、浸漬法、滲漉法、回流法、水蒸氣蒸餾法等，也有現(xiàn)代的超臨界二氧化碳萃取、超聲提取、微波及微射流提取等[1]，在實(shí)際選擇應(yīng)用時(shí)應(yīng)根據(jù)物料的特性等綜合考慮。不管是選擇傳統(tǒng)方法還是新工藝，目的是使最終產(chǎn)品既要符合傳統(tǒng)中醫(yī)藥理論，也要提高有效成分的收率和效果[2]。

目前，天然植物藥抗過(guò)敏的應(yīng)用研究非常廣泛，不管是單方還是復(fù)方都有大量的研究資料證明其抗過(guò)敏效果顯著[3-5]。然而，由于天然植物成分的復(fù)雜性，不同提取技術(shù)在抗過(guò)敏活性成分的提取應(yīng)用中會(huì)有不一樣的效果。筆者以煎煮法、滲漉法、超聲提取和微射流提取對(duì)常見的10味抗過(guò)敏植物進(jìn)行研究對(duì)比可知，在相同的溶劑體系、溶劑添加量等情況下，不同提取方法獲得的活性成分含量以及抗過(guò)敏效果區(qū)別較大，具體過(guò)程及結(jié)果報(bào)道如下。

1 藥材試劑

藥材均購(gòu)自廣州南北行中藥飲片有限公司；紫外分光光度計(jì)（賽默飛Genesys 10S）；電子分析天平（丹弗TP-114）；超聲提取器（昆山舒美KQ-250DB）；微射流提取器（自制）；D-無(wú)水葡萄糖（中國(guó)藥品生物制品檢定所，批號(hào)：110833-201506）；蘆?。ㄖ袊?guó)藥品生物制品檢定所，批號(hào)：100080-201409）；所用試劑均為分析純。

2 試驗(yàn)過(guò)程

2.1 提取工藝過(guò)程[6]①煎煮提?。悍Q取馬齒莧、黃芪、苦參、甘草、金銀花、防風(fēng)、辛荑、野菊花、地膚子、艾葉藥材細(xì)粉50 g，分別加入20倍的純水加熱提取1 h，過(guò)濾，藥渣再加入10倍純水加熱提取1 h，過(guò)濾，合并兩次提取液定溶至1500 ml，測(cè)定提取液中的成分含量，并進(jìn)行功效分析。

②滲漉法提?。悍Q取馬齒莧、黃芪、苦參、甘草、金銀花、防風(fēng)、辛荑、野菊花、地膚子、艾葉藥材細(xì)粉50 g，分別置φ5 cm×60 cm帶砂芯的玻璃層析柱中，加入30倍純水（分次加入），以1 BV/h流速提取，收集提取液定溶至1500 ml，測(cè)定提取液中的成分含量，并進(jìn)行功效分析。

③超聲提?。悍Q取馬齒莧、黃芪、苦參、甘草、金銀花、防風(fēng)、辛荑、野菊花、地膚子、艾葉藥材細(xì)粉50 g，分別加入20倍的純水，在60 ℃條件下，提取30 min；過(guò)濾，藥渣加入10倍純水，同前操作提取30 min，合并兩次提取液定溶至1500 ml，測(cè)定提取液中的成分含量，并進(jìn)行功效分析。

④微射流提?。悍Q取馬齒莧、黃芪、苦參、甘草、金銀花、防風(fēng)、辛荑、野菊花、地膚子、艾葉藥材細(xì)粉50 g，分別加入50倍純水?dāng)嚢?，泵入微射流提取器中，在室溫下?0 Hz頻率、流量每分鐘50 ml條件下進(jìn)行提取，濾除藥渣，濾液定溶至1500 ml，測(cè)定濾液中的成分含量，并進(jìn)行功效分析。

2.2 成分含量分析①粗多糖分析方法：以葡萄糖為標(biāo)準(zhǔn)品，用苯酚-濃硫酸顯色后在490 nm下測(cè)定含量，具體過(guò)程參考《SN/T4260-2015出口植物源食品中粗多糖的測(cè)定苯酚-硫酸法》。

②總黃酮分析方法：以蘆丁為標(biāo)準(zhǔn)品，用硝酸鋁顯色后于350 nm下測(cè)定含量，具體過(guò)程參考《DB13/T385-1998食品總黃酮測(cè)定》。

2.3 抗過(guò)敏功效分析采用透明質(zhì)酸酶體外抑制試驗(yàn)觀察比較提取物的抗過(guò)敏效果，詳細(xì)過(guò)程參考李楊等《7種中草藥提取物抗過(guò)敏功效及刺激性研究》[7]。

3 結(jié)果分析

3.1 含量檢測(cè)結(jié)果按2.2項(xiàng)下方法進(jìn)行成分含量分析，結(jié)果如表1、表2所示。

表1 10味抗過(guò)敏植物不同工藝提取粗多糖的提取率(%)

表2 10味抗過(guò)敏植物不同工藝提取總黃酮的提取率(%)

從表1可以看出，各藥材的粗多糖提取效果中，滲漉法提取粗多糖效果較差，煮煎法次之，但兩者無(wú)明顯差異，效果最好的是微射流提取法。推測(cè)是粗多糖水溶解性較好的原因，所以各種方法的提取率均較高。把上述10味藥材進(jìn)行總提取率相加，各提取方法按如下公式（1）進(jìn)行對(duì)比計(jì)算：

其中，Tm為微射流提取試驗(yàn)中10味藥材的提取率總和；Tf為煎煮/滲漉/超聲提取試驗(yàn)中10味藥材的提取率總和。經(jīng)公式（1）計(jì)算可知，微射流提取法對(duì)多糖的提取率是超聲提取法的1.1倍、煎煮法的1.2倍、滲漉提取法的1.5倍。用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差分析，微射流提取結(jié)果與其他方法均有顯著性差異。

從表2可知，各藥材的總黃酮提取效果中，滲漉法提取效果最差，煮煎法次之，效果最好的是微射流提取，用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差分析，微射流提取結(jié)果與其他方法均有顯著性差異；滲漉法與其他方法也存在顯著性差異。主要原因是總黃酮在熱水及醇溶液中溶解性較大，所以滲漉法提取率顯著性低。把上述10味藥材按公式（1）進(jìn)行提取效果分析對(duì)比可知，微射流提取法對(duì)總黃酮類的提取率是超聲提取法的1.1倍、煎煮法的1.1倍、滲漉提取法的2.5倍。3.2 抗過(guò)敏功效結(jié)果取上述各工藝提取后的藥材透明澄清液，按2.3項(xiàng)下方法進(jìn)行透明質(zhì)酸酶抑制試驗(yàn)，結(jié)果見表3及圖1。

表3 10味抗過(guò)敏植物不同工藝的提取物透明質(zhì)酸酶抑制率(%)

圖1 10味抗過(guò)敏植物不同工藝的提取物透明質(zhì)酸酶抑制率比較圖

在透明質(zhì)酸酶體外抑制試驗(yàn)中，微射流提取液效果較其他3種方法要好。4種方法中效果較差的煎煮法有4味藥材，滲漉法有6味藥材，均與微射流提取技術(shù)制備獲得的提取液有顯著性差異。從表3可以看出，傳統(tǒng)煎煮法對(duì)熱敏感活性成分有一定破壞，從而導(dǎo)致抗過(guò)敏效果降低。比如苦參，在加熱情況下其活性成分苦參堿易分解成去氫苦參堿和氧化苦參堿[8]；甘草在加熱情況下，甘草苷和甘草酸含量均有不同程度下降[9]。地膚子藥材抗過(guò)敏體外實(shí)驗(yàn)效果與現(xiàn)有報(bào)道[10]有一定出入，估計(jì)是提取溶劑原因，本實(shí)驗(yàn)為保持統(tǒng)一性，皆以水為溶媒進(jìn)行提取，而地膚子抗敏成分為水較難溶解的皂苷，推斷這是透明質(zhì)酸酶抑制出現(xiàn)無(wú)效的原因。

將上述10味藥材進(jìn)行總抑制率相加后按公式（1）進(jìn)行比較計(jì)算可知，微射流提取法對(duì)透明質(zhì)酸酶的抑制效果是超聲提取法的1.2倍、煎煮法的1.5倍、滲漉提取法的1.6倍。

4 討論

從實(shí)驗(yàn)可知，微射流技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)加熱法的提取率差別不是非常明顯（多糖為1.2倍，總黃酮為1.1倍），但透明質(zhì)酸酶抑制效果卻非常顯著（1.5倍），主要原因是天然植物抗過(guò)敏成分多樣性及復(fù)雜性，存在大量的熱敏活性成分，由于熱敏成分的存在，在生產(chǎn)制造過(guò)程中易受到環(huán)境溫度的影響而發(fā)生氧化分解等結(jié)構(gòu)的變化[11]，從而降低了抗過(guò)敏效果。所以，選擇合適的制備技術(shù)保護(hù)其熱敏活性成分是保證功效的關(guān)鍵。

微射流提取技術(shù)是絡(luò)捷公司的專利技術(shù)[12-13]，它是利用微射流發(fā)生器對(duì)物料進(jìn)行低溫物理破壁提取。由于有三組相互嚙合、方向不同的微射流發(fā)生器物料會(huì)往不同方向高速運(yùn)動(dòng)，從而使細(xì)胞發(fā)生碰撞破裂，進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)向溶媒介質(zhì)釋放、擴(kuò)散和溶解，最終達(dá)到高效提取的效果。由于細(xì)胞壁是在極短時(shí)間內(nèi)（0.1 s）物理破碎以及在室溫及以下條件進(jìn)行，所以熱敏感成分不易產(chǎn)生物理化學(xué)變化，最大限度地保持了成分的穩(wěn)定、保證了功效的可靠。所以，微射流提取技術(shù)具有提取時(shí)間短、提取效率高、熱敏活性成分最大限度保留等特點(diǎn)，適于工業(yè)化生產(chǎn)，為中藥提取現(xiàn)代化提供了一種新的方法和手段，特別對(duì)于熱敏感性中藥活性成分的推廣應(yīng)用提供一種解決方案。

[1] 夏委.中藥有效成分提取方法研究進(jìn)展[J].中國(guó)藥業(yè),2016,25(9): 94-97.

[2] 劉明言,王幫臣.用于中藥提取的新技術(shù)進(jìn)展[J].中草藥,2010, 41(2):169-175.

[3] 王化龍,李振虎,徐硯通.中藥治療過(guò)敏性疾病的藥理作用研究進(jìn)展[J].中草藥,2015,46(10):1542-1555.

[4] 劉學(xué)仁,鄧佑芳,呂亞新.天然化合物抗過(guò)敏作用的研究進(jìn)展[J].中藥新藥與臨床藥理,2011,22(1):123-127.

[5] 范金波,陳歷水,馮敘橋.抗過(guò)敏功能活性成分研究進(jìn)展[J].食品工業(yè)科技,2013,21(34):361-365.

[6] 黃裕,周錦珂.低溫高壓差提取抗過(guò)敏中藥復(fù)方的工藝研究[J].中國(guó)藥物經(jīng)濟(jì)學(xué),2016,11(1):10-12.

[7] 李楊,董銀卯,孟宏,等.7種中草藥提取物抗過(guò)敏功效及刺激性研究[J].中國(guó)實(shí)驗(yàn)方劑學(xué)雜志,2013,19(4):191-194.

[8] 梅明,伍振峰,韓麗,等.苦參中生物堿類成分的穩(wěn)定性及減壓提取工藝研究[J].現(xiàn)代中藥研究與實(shí)踐,2015,29(1):48-51.

[9] 張敏,王夢(mèng)月,劉雅茜,等.炮制對(duì)甘草中主要苷類成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)及其煎出量的影響[J].中草藥,2011,42(7):1305-1308.

[10] 劉建萍.地膚子皂苷及抗過(guò)敏作用的研究[D].湖南:湖南農(nóng)業(yè)大學(xué),2007.

[11] 劉小紅,劉建群.中藥熱敏活性成分研究進(jìn)展[J].亞太傳統(tǒng)醫(yī)藥, 2014,10(20):37-40.

[12] 周錦珂,鄭偉東,鄭偉軍,等.一種集成連續(xù)微射流低溫提取及澄清生產(chǎn)系統(tǒng)[P].中國(guó)專利:ZL201520197931.5,2015-09-30.

[13] 鄭偉軍,周錦珂,鄭偉東,等.微射流提取器[P].中國(guó)專利: ZL201520197934.9,2015-09-30.

TQ461

A【DOI】10.12010/j.issn.1673-5846.2016.12.006

廣州市絡(luò)捷生物科技有限公司，廣東廣州 510663

廣東省科技型中小企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新專項(xiàng)（項(xiàng)目編號(hào)：2015A010101423）

黃裕（1981-），制藥工程師。E-mail：huangyu@logicos.cn