人参皂苷的提取分离方法研究进展

龙源期刊网人参皂苷的提取分离方法研究进展作者：杨雨等来源：《江苏农业科学》2014年第05期摘要：人参皂苷是人参中的主要有效成分之一，具有多种重要的药理活性，目前已成为一些特效药的主要成分。人参皂苷的有效提取分离是其进一步研究和利用的关键前提，科学高效地提取分离人参皂苷是当前人参研究面临的一个重要课题。本文综述了国内外人参皂苷提取分离方法的研究进展，包括经典的传统提取分离方法和近代发展起来的提取分离方法，以期为人参皂苷的提取与分离提供参考。关键词：人参皂苷；提取；分离；研究进展中图分类号：R914；R284.2文献标志码：A文章编号：1002-1302（2014）05-0214-04人参（PanaxginsengC.A.Meyer）是五加科人参属多年生草本植物，为传统名贵中药，具有补气生血、扶正祛邪等功效。人参皂苷是人参的主要有效成分之一，约占人参总质量的4%，具有增强人体免疫、抗衰老、抗疲劳、治疗心血管疾病等作用，目前已成为一些特效药的主要成分。要实现人参中人参皂苷的高效提取浓缩，并且尽可能地去除无效杂质以纯化制剂，提取分离技术至关重要。本文对已报道的人参皂苷的提取分离方法进行综述，以期为人参皂苷的提取与分离提供参考。1人参皂苷的提取方法1.1传统的提取方法1.1.1煎煮法煎煮法主要是以水作为提取溶剂，将药物加热煮沸一定的时间而得到煎煮液，需要重复进行多次，主要用来提取中草药中水溶性较好的组分，适用于有效成分能溶于水且对加热不敏感的药材，是中草药组分提取中最早最常用的提取方法之一。陈阿丽等以人参皂苷Rb1、Re、Rg1的提取率为考察指标，采用正交试验法优选人参的煎煮提取条件，结果表明：以人参质量8倍量的水煎煮2次，每次1h的提取方法，人参皂苷提取率最高[1]。1.1.2浸渍法浸渍法是在常温或加热的条件下，依照相似相溶原理，用溶剂浸泡药材而使药材中的有效成分浸出，达到提取的目的。张春红等采用提取温度60℃、浸提时间2h、溶剂量为浸提物10倍量的浸渍法提取人参皂苷，总皂苷的最高得率达8.33%[2]。孙光芝等通过考察溶剂倍数、提取时间、提取次数和溶剂的体积分数对丙二酰基人参皂苷提取率的影响，确定了最佳提取工艺[3]。1.1.3回流法回流法以有机溶剂为提取溶剂，先通过对药材加热浸提使其中的挥发性溶剂馏出，再通过冷凝重新回到浸出器中继续循环浸提，直至有效成分浸提完全。目前实验室提取人参皂苷的传统回流操作是在（75±1）℃条件下，用80%甲醇回流3h并重复4次。闫光军等龙源期刊网、人参皂苷Re总量为指标，通过几种工艺的比较及综合分析表明，回流提取工艺效果最佳[4]。张玲等对不同提取工艺对人参有效成分含量的影响进行了研究，并确定了回流提取法的最佳提取工艺条件[5]。郝少君等以人参皂苷含量为评价指标，采用正交试验法，优选了最佳提取工艺[6]。Kim等以二醇型和三醇型皂苷的提取为指标，优选了乙醇回流法的最佳工艺[7]。1.1.4索氏提取法将药材用纱布或滤纸包装，放入索氏提取的提取容器内，在烧瓶内加入一定量的提取溶剂，加热并保持溶剂沸腾，溶剂蒸汽冷凝回流到提取容器中与药物接触后，有效成分溶解在溶剂中，溶剂达到一定体积后，溶解了有效成分的溶剂回流到烧瓶内，溶剂重新受热蒸发，冷却后重新与药物接触，进行循环提取。1.2近代的提取方法1.2.1超临界流体萃取当温度和压力超过物质的临界点而形成的单一相态即为超临界流体。超临界流体的密度与液体相似，黏度低，扩散性强，从而使得其溶解能力相对较强，可以实现快速传质的高效提取。张乐等利用超临界流体萃取提取出人参皂苷Rh1、Rh2[11]。Luo等利用超声辅助超临界流体萃取人参皂苷并获得了较高的得率[12]。Wood等以甲醇和DMSO作为调节剂用于超临界流体萃取西洋参中的人参皂苷，提取出90%的总皂苷[9]。Wang等发现，超临界流体萃取人参皂苷的得率随温度的升高而增加[13]。1.2.2泡沫分离法泡沫分离法是利用物质在气泡表面上吸附性质的差异进行分离的技术。由于人参皂苷具有表面活性剂的特性，在搅拌或通入气体时可产生稳定的泡沫，因此可采用浮选分离技术对其进行分离富集。Xiu等利用泡沫分离法对Rb1、Rb2等5种皂苷进行了分离浓缩[14]。张代佳等利用泡沫分离法分离了人参皂苷Rb1、Rb2、Rd、Rc、Rf[15]。王玉堂等采用动态泡沫浮选法分离富集人参提取液中的二醇型人参皂苷[16]。Zhang等利用泡沫浮选-固相萃取方法分离西洋参根中的微量皂苷[17]。1.2.3超声辅助提取法超声辅助提取法是将超声波产生的空化、震动、粉碎、搅拌等综合效应应用到中药提取工艺中，实现高效、快速提取的过程。张崇禧等比较了传统水煎法、温浸法、乙醇回流法、微波辅助提取法和超声辅助提取法，结果表明超声波法最佳[18]。张宪臣等采用正交设计通过比色法对不同超声处理条件下的人参总皂苷含量进行测定，优选出了人参总皂苷的超声波提取工艺[19]。Wu等发现，以水、甲醇、正丁醇为溶剂，在38.5kHz下进行超声辅助提取比传统提取法的提取速度快3倍[20]。1.2.4微波辅助萃取技术微波辅助萃取是采用微波来加热提取体系中的溶剂，从而使得被提取植物样品中的有效成分分离出来，进入与其接触的溶剂中。该技术主要是通过微波加热效应完成提取分离的过程，被提取物质所吸收的微波能量会导致细胞内部温度急速上升，导致细胞破裂，使得有效成分溶于溶剂中。Kwon等通过响应面试验优化了微波辅助萃取人参皂苷的条件[21]。龙源期刊网高压与超高压提取高压和超高压（100MPa以上）提取是将流体静压力作用于提取溶剂和中药的混合液上，在植物细胞内外压力达到平衡后迅速卸压，导致细胞透化，细胞内的有效成分穿过细胞的各种膜而转移到细胞外的提取液中，达到提取有效成分的目的。超高压提取可在最短的时间内获得最高的提取效率，若操作得当便可获得纯净的提取物，并且可以在室温下进行，有利于热不稳定物质的分离。高压与超高压提取目前已应用于人参皂苷成分提取中。陈瑞战等在溶剂为50%乙醇、压力为500MPa、提取时间为2min的条件下使用超高压法提取人参皂苷[26]。Chen等在常温条件下使用超高压提取人参皂苷，并采用均匀设计法对提取工艺条件作了优化[27]。Lee等对比了高压提取与热提取条件下人参总皂苷和皂苷代谢物得率，表明高压提取的得率更高[28]。1.3新方法1.3.1仿生提取法仿生提取法基于药物代谢的基本原理，利用胃肠系统体外模拟法提取人参皂苷。陈新等以人参超微粉为原料，分别以仿生溶媒和水作为提取溶剂提取人参皂苷类成分[29]，结果表明，仿生化提取法对人参总皂苷、人参皂苷Rg1、人参皂苷Re的提取效率均高于水提取法，且仿生化提取物色谱图中显示有新成分产生。1.3.2脉冲电场提取法脉冲电场提取法是一种新的提取方法，目前已应用于食品工程中提取生物材料中的活性成分。1.3.3基质固相分散提取法基质固相分散提取法的过程是先将样品与磨料分散剂相混合，再将混合物装入一个玻璃柱中，最后用合适的溶剂进行洗脱提取的一种方法。Shi等将基质固相分散提取法用于人参叶的提取中，提取出人参皂苷等8种皂苷并将其与热回流法进行比较，结果表明基质固相分散提取法得率更高，用时更短，溶剂的消耗量更少[31]。2分离方法2.1固-液分离人参皂苷的分离通常使用固相-液相柱色谱，将样品经过甲醇或乙醇的一次或几次提取，再经真空干燥收集合并提取物。悬浮在水中的残渣通过不同有机溶剂分为的几个部分，如：正己烷层、乙酸乙酯层、正丁醇层、水层，其中正己烷层为高分子和油溶性杂质，其他部分经过以梯度溶剂系统洗脱的大孔树脂柱色谱和硅胶柱色谱再分成小部分，各小部分继续通过正相硅胶柱色谱、反相硅胶柱色谱、凝胶柱色谱按不同溶剂系统进行梯度洗脱分离。分离得到的物质可以通过制备液相色谱进行纯化，其结构可由化学和光谱学方法测定。2.2液-液分离液-液分离技术是依靠样品在两相不相溶溶剂中的分配比例不同而进行分离的。由于没有固体支撑物，就避免了来自常规柱色谱中固定相对样品的不可逆吸附问题。液-液分离主要包括高速逆流色谱和离心分配色谱。龙源期刊网[39]。2.3.2脱模技术通常通过“分离-生物测定”或“生物测定指导的分离”这2种模式对人参的成分和功能进行研究。为了证明提取所得到的某组分是否具有生物活性，就需要准备一个不含该组分的提取物作为脱模提取物。在对生物活性进行比较的过程中，如果脱模提取物的生物活性低于原始提取物，意味着该组分是生物活性物质，因此脱模提取物的获取方法是研究重点之一，包括化学色谱法和免疫亲和色谱法。2.3.2.1化学色谱法某些脱模提取物可以通过柱色谱进行制备。例如为了制备Rb1脱模提取物，先将人参花蕾提取物通过大孔树脂柱分离，以水和含水乙醇为洗脱剂，含水乙醇流分经反相制备高相液相色谱可分为3个部分：水部、Rb1部、其他皂苷部。将Rb1部去掉，剩下的水部和其他皂苷部合并即形成Rb1的脱模提取物。为了提高效率，Liu等发明了一种在线控制色谱技术来制备脱模提取物[40]。2.3.2.2免疫亲和色谱法免疫亲和色谱法是一种以目标分离物的单克隆抗体为固定相的色谱法，是从复杂混合物中分离和富集微量成分的有效方法。免疫亲和色谱法对目标化合物的高选择性来自于固定相所交联的蛋白质。与化学色谱法制备脱模提取物相比，免疫亲和色谱法一方面增加了分析的选择性，减少了样品制备的步骤，增大了抽样装载体积，另一方面大大缩短了色谱分离所需的时间和选择最佳试验条件所需的时间。然而，免疫亲和色谱法也存在一些缺点，即单克隆抗体制备过程的复杂性和免疫亲和色谱柱的不稳定性。3展望传统提取分离方法（煎煮法、回流法等）虽然各有优势，但是存在着提取时间长、效率低、溶剂用量大、不利于热稳定或挥发性成分的提取等局限，因此人们一直在探求更为高效便捷的方法。随着中药提取技术的不断发展，适合人参皂苷提取与分离的新方法也不断出现，它们具有提取时间短、有机溶剂用量少、提取物的选择性更强、对环境污染小等优点，这为人参皂苷的进一步开发和高效利用提供了基础，相信人参皂苷的提取分离及进一步开发利用会有更广阔的前景。参考文献：[1]陈阿丽，崔永霞，周立艳，等.正交试验法优选人参水提工艺[J].中国现代药物应用，2009，3（9）：21-22.[2]张春红，张崇禧，郑友兰，等.浸渍法提取人参皂苷最佳工艺的研究[J].吉林农业大学学报，2003，25（1）：73-74，78.龙源期刊网[3]孙光芝，王继彦，刘志，等.正交试验优选人参中丙二酰基人参皂苷的提取工艺研究[J].中草药，2006，37（8）：1194-1195.[4]闫光军，张宝江，徐道娟.几种常用人参提取工艺研究比较[J].山东医药工业，2002，21（4）：8-8.[5]张玲，单卫华，梁瑞雪，等.人参提取工艺研究[J].时珍国医国药，2000，11（9）：777-778.[6]郝少君，张正臣.正交设计法研究人参皂苷的最佳提取工艺[J].中华医学实践杂志，2007，6（1）：48-50.[7]KimSJ，MurthyHN，HahnEJ，etal.Parametersaffectingtheextractionofginsenosidesfromtheadventitiousrootsofginseng（PanaxginsengC.A.Meyer）[J].SeparationandPurificationTechnology，2007，56（3）：401-406.[8]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，2003，25（1）：71-72.[9]WoodJA，Be