黄芩中黄芩苷提取方法研究进展

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　　摘要    黄芩苷是黄芩的主要活性组分，在医药、食品和保健品等领域应用广泛。黄芩苷的提取是其应用的关键问题。本文就黄芩苷的主要提取工艺进行了综述，以期为黄芩苷的提取提供参考，同时为黄芩苷药理作用研究奠定基础。
　　关键词    黄芩;黄芩苷;提取方法
　　中图分类号    R284        文献标识码    A
　　文章编号   1007-5739（2020）08-0233-02                                                                                     开放科学（资源服务）标识码（OSID）
　　Abstract    Baicalin is the main active component of Scutellaria baicalensis Georgi，which is widely used in medicine，food and health products.The extraction methods of baicalin is a key issue in the application of baicalin.In this paper，the main extraction technology of baicalin was reviewed，in order to provide a reference for the extraction of baicalin，and establish foundation for the pharmacological study of baicalin.
　　Key words    Scutellaria baicalensis Georgi;baicalin;extraction method
　　黄芩为唇形科黄芩Scutellaria baicalensis Georgi的干燥根，具有清热、凉血、降血压、解毒等功效。在中医临床上主要用于胎动不安、急性菌痢、肝炎、动脉硬化性高血压、过敏性疾病的治疗[1]。随着中医药现代化的发展，近代药理学研究表明黄芩苷是黄芩发挥疗效作用的主要活性成分[2]，其在保肝、抗氧化、清除自由基、抗肿瘤等方面具有广阔的应用前景。因此，本文就黄芩中黄芩苷的提取方法进行了综述，以期为黄芩的深度开发和黄芩苷的药理研究奠定基础。
　　1    水提法
　　水提法是中药材中活性组分提取的常用方法，符合中药使用传统，具有绿色环保、操作简便等优点。郑必胜等[1]利用单因素和正交试验研究了破碎度、加水量、煎煮次数和煎煮时间对黄芩中黄芩苷提取率的影响。结果表明，破碎度对黄芩苷提取率的影响最大，而加水量的影响最小。水煎煮法提取的最佳组合条件为破碎度块状、8倍加水量、煎煮3次、每次1.5 h，黄芩苷的提取率最大，为23.0%。李建华等[2]研究了提取温度对黄芩苷提取率的影响。结果表明，当提取温度为40～60 ℃时，黄芩药材中的内源酶降解黄芩苷的活性较强，1 h左右可将黄芩苷降解完全，且降解过程符合一级动力学。当水温>80 ℃时，黄芩内源酶已被灭活，黄芩苷的含量不再降低。因此，以水为介质进行提取时，宜在80 ℃以上投料，使黄芩中的内源酶灭活后再进行提取，以保证黄芩苷的提取率。水提法虽然有利于工业化生产，但提取率较低、耗时长，且提取液后处理较困难，有待进一步改善。
　　2    醇回流法
　　雷燕妮等[3]通过单因素及正交试验法研究了乙醇浓度、固液比、提取温度以及提取次数对黄芩苷提取率的影响。结果表明，当乙醇浓度为75%、固液比为1∶15、提取时间为90 min、提取次数为2次时，黄芩苷的提取率最高，为12.3%。滕占才等[4]以50%乙醇为提取溶剂，研究了提取時间、提取温度、液料比和颗粒度对黄芩苷得率的影响，并利用四因素二次回归正交旋转组合设计对该提取工艺进行了优化。优化得到的最佳工艺为提取时间2.0 h、提取温度62.3 ℃、颗粒度80目、液固比27.3 mL/g，黄芩苷的得率为8.88%。乙醇回流法提取温度低，最大限度地保留了黄芩苷的生物活性，但提取时间较长，提取溶剂需回收，提取成本高。
　　3    超声法
　　超声法提取是利用超声波产生的空化效应、机械效应和热效应，快速破坏植物细胞结构，在促进细胞内活性组分快速溶出的同时避免了高温对活性组分的破坏，其在活性组分提取方面具有广阔的应用前景。刘  昊等[5]采用正交试验法优化了黄芩苷的超声提取工艺，对液料比、超声功率、乙醇溶度以及pH值对黄芩苷得率的影响进行了探讨。研究发现，黄芩苷超声提取工艺最佳条件为乙醇浓度55%、料液比1∶18、pH值4、超声功率59 kHz，在此条件下黄芩苷的得率可达16.52%。马  爽等[6]采用中心组合设计的方法，探讨了乙醇浓度、超声时间和液固比对黄芩苷提取率的影响。同时应用SAS软件和响应面相结合的方法，得到了黄芩苷提取的最佳条件为乙醇浓度67%、超声时间57 min、液固比150 mL/g，该条件下黄芩苷的提取率为10.5%。结果表明，超声提取法可高效地提取黄芩中的黄芩苷。曹雁平等[7]考察了单频、双频交变和双频复合超声连续逆流浸取对黄芩苷提取率的影响。以浸取能力值为指标，采用均匀设计试验方案进行了优化。发现超声功率和提取温度对超声浸取效果的影响最大，功率和温度的升高有利于黄芩苷的提取，但超声频率的影响复杂。优化的工艺条件为固液比1∶5、乙醇浓度70%、提取温度50 ℃、800 W、25 kHz+50 kHz双频复合连续逆流浸取27 min，浸取能力为5.32 g/（L·min），比单频、双频交变连续逆流浸取分别提高18.6%和17.4%，分别为回流提取和超声间歇浸取的492倍和131倍，有明显的技术优势和工业推广价值。施春阳等[8]基于黄芩苷的PKa值，以酸醇为提取溶剂，超声提取黄芩中的黄芩苷。结果显示，黄芩为40目，pH值为4，乙醇浓度60%，固液比为18∶1，在60 ℃、32 kHz超声提取2 h，黄芩苷提取率最高，为11.84%。王胜男等[9]研究了超声循环提取黄芩中黄芩苷的最佳提取工艺，并与传统醇提酸沉法进行比较。试验结果表明，提取次数对黄芩苷的提取率影响最大，其次为超声功率，提取温度影响最小。确定的黄芩苷最佳提取工艺为超声功率100 W、乙醇浓度60%、提取温度40 ℃、提取次数3次，每次40 min，黄芩苷提取率为6.10%。与传统的醇提酸沉法相比，黄芩苷的提取率提高了约30%。 　　4    微波法
　　邵  红等[10]以微波功率、料液比和微波时间为自变量，以黄芩苷提取率为评价指标，用正交试验法对黄芩苷的微波提取工艺进行优化。研究发现，各因素对黄芩苷的影响力从大到小依次为料液比、微波功率、微波时间。正交试验优化得到的最佳提取条件为微波功率650 W、料液比1∶10、提取时间6 min，此条件下黄芩苷的得率为9.30%，优化的黄芩苷微波提取工艺稳定可行。张  慧等[11]以黄芩茎叶为提取原料，采用单因素试验探讨了目数、料液比、乙醇浓度、提取功率以及提取时间对黄芩苷提取率的影响。应用Box-Behnken试验设计原理，建立了微波提取时间、提取功率和乙醇浓度与黄芩苷提取率的二次多项方程。通过Design Expert 8.0软件得到了微波提取的最佳工艺为提取时间2.6 min、功率500 W、乙醇浓度40%，测得的黄芩苷提取率为5.35%，与模型的理论值5.34%吻合。这充分说明该模型能很好地预测各因素与提取量之间的关系。张  琴等[12]研究了离子液体[C8mim]Br水溶液作为提取溶剂从黄芩药材中提取黄芩苷的效果。在微波的作用下，[C8mim]Br能有效破碎黄芩细胞壁，拟制黄芩苷水解酶的活性。与药典中乙醇回流法相比，该法将提取时间由3 h缩短到5 min，明显提高了提取效率，同时也为黄芩苷的提取提供了一种新方法。郭振库等[13]考察了提取溶剂、提取压力和提取时间对黄芩苷提取率的影响。通过试验结果分析可知，微波提取的最佳条件为35%乙醇作提取溶剂、溶剂倍量30、提取压力0.15 MPa、恒压提取30 s，黄芩苷提取率为13.12%，比超声波提取法提高了近10%。贾艳萍等[14]通过单因素试验得到微波辅助提取黄芩苷的最佳工艺条件，即水与黄芩质量比为15∶1、黄芩粒度200目、溶剂60%乙醇溶液、微波辐射时间8 min、功率为680 W，在此条件下黄芩苷得率为14.5%，与传统水提法相比，微波法提取具有省时、高效、节能等优点。
　　5    其他方法
　　王仁广等[15]选取提取时间、物料粒度、液料比3个因素进行Box-Behnken中心组合设计，以黄芩苷提取率为指标，利用响应面法优化黄芩苷电磁裂解提取的最佳工艺参数，并与超声法、乙醇回流法和煎煮法进行比较。结果表明，该提取工艺的最佳条件为提取时间2.41 min、物料粒度100目、液料比33 mL/g，在该条件下黄芩苷提取率为12.2%。与常用的乙醇回流法、煎煮法和超声法提取相比，电磁裂解法提取明显缩短了提取时间。该提取工艺具有快速高效、省时节能、绿色环保等优点，为黄芩苷的工业化提取提供一种新方法。
　　王  玥等[16]研究了闪式提取黄芩总黄芩苷的最佳工艺条件。正交试验显示，当乙醇浓度为65%、液料比20∶1、提取时间为2 min时，黄芩苷转移率高达90.68%。与煎煮法、回流法相比，闪式提取具有操作简便、节能经济等优势，为中药黄芩的开发利用提供了参考。范成杰等[17]利用响应面法对黄芩苷的闪式提取工艺进行了研究。选取乙醇体积分数、提取时间以及液料比为自变量，以黄芩苷提取率为因变量，采用Box-Behnken设计对闪式提取工艺参数进行了优化。确定最佳提取工艺条件为14倍量73%乙醇提取102 s，在此条件下黄芩苷提取率为13.6%。这表明优化的最佳提取条件稳定可靠，是一种高效、快速提取黄芩中黄芩苷的方法。
　　李  化等[18]以提取时间、料液比和乙醇浓度为影响因素，应用响应面法对黄芩中黄芩苷的红外提取工艺进行了研究，确立了红外提取的最佳组合为提取溶剂60%乙醇、液料比75∶1、提取时间6.25 min、提取功率200 W，在此条件下黄芩苷提取率为13.0%。该研究为黄芩中黄芩苷提取的新工艺提供了参考。
　　冉建明等[19]采用解吸-减压内部沸腾法提取黄芩中的黄芩苷。运用单因素试验建立了解吸-减压内部沸腾提取黄芩苷的最佳工艺参数，即2.5倍70%乙醇溶液、解吸30 min、再加入15倍50 ℃热水、提取压力-0.04 MPa、提取温度50 ℃、提取时间10 min、提取2次，在此条件下黄芩苷提取率为8.12%。相较于传统的水提法和乙醇回流法，解吸-减压内部沸腾法提取有进一步深入研究和推广应用的价值。
　　韩建军等[20]将超声和微波2种提取方式结合起来提取黄芩中的黄芩苷，利用超声波和微波的机械效应、空化效应以及热效应等作用，促使植物细胞壁破裂，使黄芩苷能在较低温度条件下快速溶出。响应面优化得到的超声-微波协同提取工艺为乙醇浓度71%、料液比1∶17、微波功率617 W、提取时间8 min，在此条件下黄芩苷提取率为13.2%。通过验证试验证明，采用响应面法得到的理论模型准确有效，具有可行性。该研究为黄芩的进一步研究提供了试验依据。
　　李  立等[21]采用半仿生法提取黄芩苷。半仿生提取法中的热酸环境能促使植物细胞壁中纤维素水解;热碱环境能够破坏细胞膜和液泡膜的磷脂双分子结构，从而促进黄芩苷的溶出。与传统水提法相比，半仿生法提取有较高的提取率;相对于醇提法，半仿生法提取略低，但提取液中含有丰富的多糖类物质。这表明半仿生提取在保证黄芩苷相对较高提取率的同时保留了黄芩中其他药用价值较高的活性组分，对黄芩的工业应用有较大的实际意义。
　　徐志宏等[22]建立了黄芩药材中黄芩苷的亚临界水提取工艺，考察了温度、压力、提取时间、提取物颗粒度、溶剂比等因素对提取量的影响。结果显示，当样品颗粒度为80～100目、溶剂比为0.2 mL/mg、提取压力为5 MPa、130 ℃保持10 min时，黄芩苷提取率最高，为13.2%。与有机溶剂提取相比，亚临界水提取法的提取时间和提取溶剂消耗量大幅减少，同时避免了有机溶剂回收、殘留等问题，有望成为中药材中活性组分提取的有效方法。 　　6    结语
　　黄芩主产于黑龙江、吉林、辽宁、河南、山东等地，为我国大宗中药材，药用历史悠久。黄芩中富含的黄芩苷除用于医药工业外，还可用于食品、保健品和日用化工等领域。随着科技的发展，黄芩苷提取工艺也不断发展，黄芩苷的提取率和纯度也在不断提高。传统的水煎煮法和醇回流法，由于工艺简单、操作简便、提取成本低等特点，有利于工业化生产。超声法和微波法因自身特点，目前还只局限于实验室应用。因此，探索和建立一种高效、节能、环保、易工业化生产的新型提取方法，将是黄芩苷提取和发展主要研究方向。
　　7    参考文献
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