人参皂苷提取和分离纯化方法的研究进展

湖南农业大学课程论文学院：班级：姓名：学号：课程论文题目：人参皂苷提取和分离纯化方法的研究进展课程名称：评阅成绩：成绩评定教师签名：日期：年月日1人参皂苷提取和分离纯化方法的研究进展学生：(湖南农业大学园艺园林学院，长沙)摘要：人参皂苷是人参的主要活性成分之一，具有提高免疫力，抗氧化，抗疲劳，抗肿瘤等多种药理活性作用，如何提高效率得到高质量的人参皂苷现已成为研究热点。因此，本文综述了人参皂苷提取、分离纯化方法，旨在为人参皂苷开发和利用提供一定的科学依据。关键词：人参皂苷提取工艺分离纯化1前言人参为五加科植物人参(PanaxginsengC.A.Mey)的干燥根，主产于我国吉林长白山脉、辽宁、黑龙江、河北、山西等地，是我国传统名贵的中药材。现代研究表明，人参中已经分离鉴定40余种人参皂苷单体，其次还含有人参多糖、氨基酸、蛋白质、人参二醇、人参三醇等有效成分，其中人参皂苷为人参中的主要活性成分之一，具有保护心功能，降血糖，抗氧化，抗疲劳，抗肿瘤等药理活性作用[1-2]，选用合理的提取分离方法得到高质量的人参皂苷已成为研究热点。据文献报道[3-4]，传统提取分离方法，如煎煮法、渗漉法、索氏提取法、柱层析法等均在中药制药业发展过程中发挥了重大作用。但是，这些方法均不同程度的存在提取周期长，有效成分流失多，提取效率低等问题。随着现代科学技术的不断发展，出现了许多新型的提取分离技术，如超临界二氧化碳萃取技术等，运用这些技术不仅降低了生产成本，又能提高其得率，对人参产业化、确化、自动化提供了技术指导。2提取工艺研究2.1微波提取法微波提取具有设备简单，节省时间，萃取率高，投资少，节省溶剂，污染小等优点。刘永练[5]等采用微波提取法对西洋参干燥根中的人参皂苷进行提取，结果发现人参皂苷得率高达5.53%，比乙醇回流提取率提高29%，提取时间是乙醇回流的2%。另有实验证实了微波提取人参皂苷的提取2率为8%，是常规回流法的2.67倍。张晶等[6]采用微波提取法的人参皂苷的提取率为5.25%，是常规回流法的1.67倍。宋亚会[7]等采用微波提取法提取人参皂苷，结果证实该方法下人参皂苷提取率为8%左右，而回流法为3.27%。值得注意的是微波提取仅适用于对热稳定的产物，对于热敏的物质微波加热能导致这些成分变性，甚至失活。2.2超声波提取方法超声波提取法溶剂用量少、提取效率高、不影响人参皂苷活性。季晓晖[8]等采用超声波提取法对西洋参茎叶中的人参皂苷Ｒe进行提取，其提取率为2.77%，是常规水提取法的1.2倍左右。郑义[9]等采用超声波法提取人参总皂苷的提取率为8.13%，远高于传统提取法5.01%。金达明[10]等利用超声波法提取人参总皂苷，采用中心组合设计方法，确定最佳提取条件为:乙醇浓度64%、超声时间108min、溶媒比26mL/g，该条件下人参总皂苷提取率为5.23%。2.3超临界流体萃取方法超临界流体萃取技术是一种新的提取方法，其无毒、无残留溶剂、成本低、节约能耗。张乐[11]针对人参稀有皂苷极性较小的特点，利用超临界流体萃取技术进行提取，结果发现人参稀有皂苷的提取率约为2.76%，略低于常规回流提取法(3.26%)，虽然该方法对极性大的皂苷成分提取比较困难，但针对极性小的稀有皂苷进行提取时其具有的污染少、溶剂无残留等绿色环保的优点，是常规回流方法不可比拟的。姜晓晴[12]等运用超临界流体萃取技术从人参总次苷中萃取人参皂苷Ｒh1、人参皂苷Ｒh2，结果发现人参皂苷Ｒh1和人参皂苷Ｒh2的得率分别为7.33%和14.69%，高于传统回流提取方法。另有实验证明在提取体系中引入特定的表面活性剂之后，人参皂苷的萃取率达15.9%，是没加表面活性剂的13.3倍。虽然该技术具有低温操作、快速、环保等，但该方法存在着设备投资较大，生产成本较高和安全性等问题，因此在推广应用时应给予注意。2.4酶提取法酶解法是近几年来用于天然植物有效成分提取的一项新型技术，选用恰当的酶，可较温和地将植物组织分解，加速有效成分的释放，从而提高提取率。张莹[13]等证明人参经双孢菇漆酶处理后再提取，可显著提高人参总皂苷的提取率，该方法提取率比水浸提取提高了65.31%。王野[14]等发现经漆酶酶解处理后人参皂苷Ｒe的提取率达0.511%，比传统加热回流法提高了90.0%。吴清[15]等采用纤维素酶法从人参叶中提取人参总皂苷，结果发现人参皂苷提取率高达6.29%。虽然酶提取法具3有催化效率高以及催化条件温和等优点，但该技术对酶及生产条件要求较高，所以在今后的研究工作中应加强对生成产物进行控制和建立特殊活性酶的筛选等内容。2.5仿生提取方法仿生法提取是模拟人体胃肠道的消化和运转过程，采用不同pH的酸性水和碱性水依次提取，从而得到仿生提取液。由于人参皂苷的提取主要是基于“相似相溶”的原则，提取溶剂以及条件都与人体消化系统的生理条件相差很大，使皂苷成分一般在体外有效，一旦进入人体内就会发生无效的现象。基于这一现象，陈新[16]分别以仿生溶媒和水作为提取溶剂对人参皂苷类成分进行了提取，证实经仿生提取的人参皂苷得率为61.31%，高于水提取法的得率54.26%。该方法虽具有提取率高，生产周期短，不改变中药原有功能的特点，但该方法目前仍属于热提取方法，对热敏性活性成分具有一定的影响，所以采用该技术时应注意对于一些热敏性有效活性成分的保护。3分离纯化工艺3.1大孔吸附树脂法谢丽玲[17]等通过大孔吸附树脂对人参总皂苷的纯化工艺进行研究，结果发现经大孔树脂分离纯化后得到的人参皂苷Ｒg1、Ｒe和Ｒb1的总提取率为0.989%。另有报道[18]同样证明了采用弱极性的大孔树脂提取的人参总皂苷纯度可达60%以上。蔡雄[19]等证实了通过大孔树脂富集与纯化后人参总皂苷洗脱率在90%以上。刘继华[20]等证实了利用大孔吸附树脂提取西洋参果肉总皂苷，其总皂苷含量超过50%。孙成鹏[21]等采用D101C大孔吸附树脂分离纯化人参根总皂苷，结果分离纯度达到94.62%。该方法虽然分离纯度较高，但在应用上同样具有一定的局限性，分离对象主要集中在皂苷、生物碱等成分上。3.2高速逆流色谱分离方法高速逆流色谱作为近年来发展起来的一种新型分离技术，分离样品可达到90%以上，具有制备量大、分离效果好、速度快等优点，张敏[22]等应用高速逆流色谱法分离得到Ｒe、Ｒg1、Ｒg3三个人参皂苷单体化合物，经HPLC检测其纯度均达95%以上。另据文献报道利用同种方法分离制备了人参皂苷Ｒg1、Ｒf和Ｒd，经HPLC分析其纯度分别达到96.2%、94.3%、95.1%，证实了高速逆流色谱法比常规柱色谱法简单、快速、提取效率高，具有较好的实际应用价值。43.3泡沫浮选分离方法泡沫浮选分离法是利用物质在气泡表面吸附的差异性进行分离纯化的一种技术，具有富集倍数高，不需要有机溶剂的特点。王玉堂[23]等采用动态泡沫浮选分离富集人参水提液中二醇型人参皂苷，结果发现动态泡沫浮选法对人参皂苷Ｒb1，Ｒc，Ｒb2和Ｒd的富集效率优于其他方法，回收率分别为93.3%，98.6%，96.9%和98.3%。溶液中含有表面活性成分是泡沫分离的必要条件之一，而人参中所含的人参皂苷具有表面活性的特性，在搅拌或通入气体时可产生稳定的泡沫，这使人参水提液具备了泡沫分离的条件。由此可知，采用泡沫浮选分离法也可有效的提高人参皂苷的富集倍数，提高人参皂苷得率。4多种技术的联合使用4.1超声波强化超临界流体萃取方法超声波强化超临界流体萃取技术是指通过超声场进行强化超临界流体萃取分离中药有效物质能力的一种联用技术，该技术具有降低萃取压力温度、缩短萃取时间、低能耗、减少流体流量、萃取率高等特点。罗登林[24]等采用超声波强化超临界流体萃取法提取人参皂苷，并对加入超声前后人参皂苷的提取率进行了分析，结果发现在加入超声波前的情况下，人参皂苷的萃取率达8.06%。在加入超声波后的优化条件下，人参皂苷萃取率达13.20%，由此可见，超声的加入能明显提高超临界CO2萃取人参皂苷的萃取率和生产效率。4.2超声－硅胶柱层析联用方法王乐乐[25]等采用超声－硅胶柱层析联用技术对人参皂苷Ｒg1进行了分离和纯化，结果证实该方法下分离50g的人参，可得到约9.91g、纯度为89.63%的人参皂苷Ｒg1，此方法准确，成本低，所获产品纯度较高，可作为获得高质量人参皂苷Ｒg1的有效方法。该方法不仅保留了超声波法的操作简单、用时短、收率高的特点，还保留了经典硅胶柱层析技术对人参皂苷单体进一步分离纯化，提高其纯度的优点。因此，超声－硅胶柱层析联用技术也是提高人参皂苷提取得率及纯度的一种有效途径。4.3大孔吸附树脂－硅胶柱层析联用方法5为了得到人参皂苷Ｒd，王岩[26]等对1g人参样品采用大孔吸附树脂技术从人参中提取人参总皂苷，再分离得到人参二醇皂苷，并联用硅胶柱层析法对人参二醇皂苷进行分离，从而得到较纯的人参皂苷Ｒd，结果得到较纯的人参皂苷Ｒd500mg，得率为50%，其纯度为98%。该方法采取了二者各自针对人参提取物的特点，通过集成方式进行技术间的联用，充分发挥了各自的优势，互补对方的不足，扩大了各自的应用范围，提高了人参皂苷的纯度。5结语人参皂苷是人参中的主要活性成分之一，具有良好的药理活性和临床药用价值，市场需求量大，因此如何高效率的提取高质量的人参皂苷日益受到重视。近年来，随着中药领域新技术的不断引入与发展，对于人参皂苷的提取分离已经取得了一定的成果。本文对人参中人参皂苷提取常用的方法进行比较显示，这些新技术均具备针对性强、得率高、成分损失少、耗能低等优点，但同时也都具有各自的局限性，不同提取方法着眼于对人参皂苷成分的粗提取，提取出的人参单体皂苷纯度不高，而单体分离纯化方法则可以弥补上述提取方法的不足之处。但无论采用哪种方法提取和分离人参皂苷，其纯度都不能达到最高，只有通过集成方式进行技术间的联用，充分发挥各自的优势，互补对方的不足，才能扩大各自的应用范围和作用。从目前研究来看，多种技术间的联合用多为实验室研究阶段，如何将其应用到人参制剂的生产当中，需解决的技术问题还很多，需要研究单位和企业联手，以提高人参的内在质量，并不断对新的技术进行探索和发展，使之广泛的应用于人参生产中，为人参产业现代化的发展发挥作用。参考文献[1]冯彦.人参药理作用及临床应用研究进展［J］.中医临床研究，2013，5(6):121－122.[2]杨秋娅，李晓宇，刘皋林.人参皂苷Ｒb1的药理作用研究进展［J］.中国药学杂志，2013，48(15):1233－1236.[3]张春红，张连学，李向高，等.人参皂苷常规水提取法和新提取方法的比较研究［J］.中草药，2006，29(10):1040－1042.[4杨丽玲，吴铁浸渍法提取人参皂苷最佳浸泡时间的研究［J］.云南中医学院学报，2009，32(5):39－41.[5]刘永练，郑成，毛桃嫣，等.微波提取人参中活性成分人参皂苷的研究［J］.广州大学学报，2006，5(6):52－55.[6]张晶，陈全成，弓晓杰，等.不同提取方法对人参皂苷提取率的影响［J］.吉林农业大学学报，62003，25(1):71－73.[7]宋亚会，姜晓君.人参皂苷提取工艺研究［J］.黑龙江科技信息，2009，31:240.[8]季晓晖.超声波法提取西洋参茎叶中人参皂苷Ｒe工艺的优化［J］.湖北农业科学，2013，52(13):3137－3139.[9]郑义，陆辉.人参总皂苷提取工艺的优化研究［J］.金陵科技学院学报，2008，24(2):89－91.[10]金达明，吴俊，赵岩，等.中心组合设计－响应面分析法优选人参中总皂苷的超声提取工艺［J］.时珍国医国药，2012，23(9):2148－2150.[11]张乐，宋凤瑞，王琦，等.人参中稀有皂苷超临界二氧化碳提取［J］.应用化学，2010，27(12):1483－1485.[12]姜晓晴，魏福祥，张楠，等.超临界CO2绿色萃取人参皂苷Ｒh1、人参皂苷Ｒh2的研究［J］.河北科技大学学报，2012，33(6):544－548.[13]张莹.双孢菇漆酶用