中草药组织破碎提取法的实践与中药化学实验教学改革

王 玲

（河南中医学院药学院，河南 郑州 450046）

中草药组织破碎提取法的实践与中药化学实验教学改革

王 玲

（河南中医学院药学院，河南 郑州 450046）

本文在对传统提取方法回顾的基础上，以中草药组织破碎提取法成功用于曼地亚红豆杉、五味子、三七和细柱五加4种不同类型化学成分的提取为例，充分展现了该提取方法与传统的回流提取法和超声波提取法等相比的突出优越性。作者对槐米中芦丁进行了组织破碎提取实验，以50%～70%乙醇或丙酮为溶剂，破碎提取2 min，芦丁收率可达12%以上，HPLC显示几乎无芦丁以外的杂质峰。作为中药化学实验教学的改革内容，组织破碎提取法具有较大的应用与发展空间。

组织破碎提取法；中药化学；实验教学；教学改革

中药化学作为中医药大学中药学有关专业的一门重要专业课程之一，其实验教学一直都占有很高的比例，其主要内容是围绕理论教学中的中草药代表性类型化学成分的提取、分离、鉴定、预试验及部分化学方面的结构改造和部分用于评价工艺的仪器分析等，所涉及到的化学成分类型主要有生物碱、黄酮、香豆素、蒽醌、皂苷、内酯及有机酸等[1,2]。所选用的中草药实例当然是含有这些成分且工艺相对成熟的中草药，如三颗针中小檗碱的提取与分离，虎杖中蒽醌类成分的提取、分离和鉴定，秦皮中香豆素成分的提取、分离鉴定，槐花米中芦丁和槲皮素的提取、分离和鉴定，穿心莲中穿心莲内酯的提取、分离、鉴定及衍生物制备，穿山龙中薯蓣皂苷元的提取、分离和鉴定及橘皮等挥发油的提取、定性和定量分析等。这些试验基本上都是使用传统的浸泡、煎煮、回流及连续回流方法，且已有30余年之久。近年随着技术的快速发展和领域间的快速渗透，中草药研究领域也相继发展出了不少新技术、新方法和新应用，如超声波提取法、组织破碎提取法、超临界提取法、微波辅助提取法等，这些技术正不断地又开发到应用发展。因此，传统的实验教学内容已不能适应当今技术发展的需要。本文将从文献例证和部分实验室研究内容、尤其是针对组织破碎提取法的实例，对改革中药化学实验教学的内容提出了自己的初步看法，供有关同道参考。

1 传统试验内容中的提取技术回顾

溶剂浸渍法是相对简单易行的方法，根据被提取的成分可用水、酸水、碱水及不同浓度乙醇等做溶剂提取。三颗针中小檗碱的提取即是用酸水浸泡、碱化后盐析、过滤的方法得到粗品小檗碱。该过程尽管物质消耗不高，但往往要花费几天甚至一周的时间；回流提取法时间效率相对较高，但往往进行2～3次提取也要花费近1 d时间，也不能实现理想中的完全，同时要耗费大量的有机溶剂、冷凝水、能源，并需要多种仪器配合才能实现，如虎杖中蒽醌类化合物的提取即是用回流法；煎煮法是最典型的传统提取方法，受遵古的影响目前不少中药制药企业均在生产中使用，但作为教学试验内容似无任何技术含量。如槐米中芦丁的提取即使用了碱水煎煮、调酸沉淀的方法。穿山龙中薯蓣皂苷元的提取是在将其中的皂苷类化合物经彻底水解掉所有糖之后，再由石油醚等亲脂性有机溶剂进行连续回流提取数小时，方可得到薯蓣皂苷元。这些方法经过数10年的实践，毫无疑问易教、易学，但多数耗时长、操作麻烦、缺乏技术含量、与中药现代化发展不相适应。

2 中草药组织破碎提取法的发展与引进

中草药组织破碎提取法自上世纪九十年代初首次提出以来[3]，至今已在对多种不同质地材料和不同类型的化学成分的提取应用方面取得成功[4,5]。破碎提取装置见图1。现从近年报道的近百例中仅选几例突显该方法的优越性和作为中药化学实验教学内容的可行性。

图1 破碎提取装置图

2.1 曼地亚红豆杉中紫杉醇和10-去乙酰巴卡亭的提取

紫杉醇和10-去乙酰巴卡亭为曼地亚红豆杉中的主要二萜酯类化合物。由于其自然含量低、抗癌活性强、国际需求大，价格十分昂贵。各种有机溶剂提取法均有研究，结果还是耗时长、代价高。如曾报道的溶剂浸提的最佳工艺条件为：将预粉碎至0.25 mm的曼地亚红豆杉枝条以14倍量乙酸乙酯一丙酮（1∶1）为溶剂，于45 ℃浸提7 h，经3次提取及多步处理后，所得浸膏中紫杉醇的含量为1.07%[5]。当以5倍量95%乙醇作溶剂进行室温组织破碎提取，共提取3次，时间分别为3、2、1 min，提取时间共花费6 min，所得提取物中紫杉醇和10-去乙酰巴卡亭的含量分别为0.0234%和0.033%，用于对照的超声波提取分别为0.0215%和0.0229%，花费时间为3次共6 h[7]。表明采用组织破碎提取法提取，提取效率大大提高。

2.2 北五味子中五味子素等的提取

北五味子中的联苯环辛烯型木脂素类化合物为五味子的一类重要有效成分，具有保肝、抗病毒作用。对其提取方法已有大量研究报道，代表性的有乙醇回流提取和超声提取。如以12倍95%乙醇回流提取3次，每次1.5 h，三次提取的浸膏得率为24.75%，其中总木脂素的含量为1.79%；用作对照的超声波提取，在同样溶剂及用量的情况下，每次提取25 min，3次共75 min，所得浸膏重量与回流法相当，总木脂素的含量为1.83%[8]。Tang等利用组织破碎提取法对北五味子中的五味子素、戈米辛A和去氧五味子素进行了提取，以10倍量80%乙醇为溶剂破碎提取3次，每次2 min，共耗时6 min，所得提取物中3种成分的含量分别为0.37%，0.11%，0.06%，总和为0.54%[9]。

2.3 三七中人参皂苷Rg1等皂苷类成分的提取

三七为最常用的活血止血药，作为云南白药的重要组分在中国传统药物中占有十分重要的地位，由于皂苷类化合物的水醇兼溶特性，故对其提取工艺的研究也多集中在乙醇及含水乙醇溶剂。瞿林海等以提取物中三七总皂苷含量为考察指标，采用正交试验法对影响提取的因素进行了考察，结果显示提取次数对三七总皂苷得率有显著影响，经综合评价，所得最佳工艺为：选择过8目筛的药材，用10倍量70%乙醇提取3次，每次1.5 h，所得三七总皂苷为8.5/100 g生药[10]。Shi等[11]利用组织破碎提取法，以70%乙醇为溶剂分别对三七的根、须根、芦头、果实、花、茎及叶子中的皂苷类化合物进行了提取和HPLC含量分析，提取物的收率分别为25.23%、46.2%、27.64%、31.26%、40.4%、13.64%、32.65%，均高于用于对照的超声波提取和回流提取。每次提取3 min，两次共6 min。而超声波提取和回流提取共耗时40 min和6 h。

2.4 细柱五加叶中总三萜的提取

细柱五加叶中主要含有三萜皂苷类成分。刘向前等[12]利用组织破碎提取法对其进行了详细的工艺及机制研究，最后得出最佳工艺的结论：乙醇浓度为53%，溶剂用量为30 mL/g，提取时间为175 s。由此工艺多次验证提取结果为：干燥提取物收率平均27.22%，总三萜成分提取率1.74%。

由上述几例清晰可见，组织破碎提取法具有非常突出和显著的优势，时间极短，无需加热，操作方便，更主要的是提取物收率及有效成分含量均高于对照的超声波提取法和回流提取法，可见值得引进现代中药化学实验教学内容中。

3 改革槐米中芦丁提取的可行性

槐米系豆科槐属植物的花蕾。历来作为止血药物治疗痔、子宫出血、吐血、鼻衄等。其主要成分芦丁含量高达12%～16%，具有调节毛细血管渗透作用，临床用于治疗毛细血管性止血药和高血压的辅助治疗。槐米中芦丁的提取作为黄酮类化合物的一个传统实验几乎被各院校使用。其主要工艺为：取槐花30 g，研碎后置烧杯中，加热水（50 ℃以上）300 mL，煮沸后小火煎煮15 min，趁热棉花过滤，滤渣再分别用200 mL热水煮提2次，每次10 min，趁热过滤，合并后充分放置，可析出大量芦丁沉淀，等沉淀完全后抽滤、烘干即得芦丁粗品。这一过程的主要原理是利用了芦丁易溶于热水而不溶于冷水的特点，实现了与冷热均溶的水溶性杂质的分离。该过程的优点是显而易见的，但是仔细分析还会发现，为实现该过程，需要加热装置、煎煮容器、过滤装置等，尤其是热水提取时会因带进的大量黏性的多糖类化合物而给过滤造成很大麻烦。因此，即使不考虑需要加热所带来的不安全因素，完成该实验也要花费半天时间或更长。为此，我们利用破碎提取对槐米中芦丁的提取进行了试验，结果发现，所得芦丁不仅速度快、纯度高、操作方便，收率也有很大提高。具体操作为：取槐米20 g，用10倍量50%～70%乙醇或丙酮破碎提取2 min，抽滤并以少量同样溶剂淋洗，滤液以旋转蒸发器真空浓缩至60 mL左右或几无醇味，稍放即可有大量淡黄色芦丁析出，过滤、干燥即得。一次提取的收率可达12%以上，HPLC检测几乎无芦丁以外的杂质峰，质量分数大95%以上。整个过程耗时不超过30 min，从而大大节约了时间，简化了操作，提高了安全性。由于用于浓缩的旋转蒸发器已渐成为实验室常备装置，少量的有机溶剂可反复回收利用，因此该实验在实验教学中推广使用应是完全可行的。

4 小 结

通过上述例证可以看出，为适应现代科技的发展和中药现代化发展的需要，中药化学实验教学的改革不但具有很大潜力，也有很大必要。以槐米中芦丁的提取为突破口，不断扩展应用的化合物类型和不同质地的材料，再通过充实较现代的超声波提取法、超临界提取、微波辅助提取法及双向逆流萃取技术等，使中药化学实验室实现与时俱进的发展，在中药现代化的过程中继续并更好地发挥引领作用。

[1] 冀春茹,王浴铭.中药化学实验技术与实验[M].郑州:河南科学技术出版社,1983.

[2] 郭力,肖崇厚.中药学实验教学系列教材:中药化学实验[M].北京:科学出版社,2008.

[3] 刘延泽,袁珂.中草药化学成分提取新方法:植物组织破碎提取法[J].河南科学,1993,4(11): 265-268.

[4] 刘延泽.植物组织破碎提取法及闪式提取器的创制与实践[J].中国天然药物,2007,5(6):401-407.

[5] 李精云,刘延泽.组织破碎提取法在中药研究中的应用进展[J].中草药,2011,42(10):2145-2149.

[6] 乔亮杰.曼地亚红豆杉枝条中紫杉醇的提取纯化研究[D].长沙:中南大学,2009.

[7] Liu YZ,Gao WQ. Smashing tissue extraction and HPLC determination of paclitaxel and 10-deacetylbaccatin from Taxus x media [J].Chin Herb Med,2011,3(3):235-238.

[8] 王延.五味子木脂素的提取分离及指纹图谱研究[D].长春:吉林大学,2012.

[9] Tang Y,Liu YZ. Optimization of smashing tissue extraction technology of Schisandra chinensis fruits by orthogonal test[J].Chin Herb Med,2012,4(3):259-262.

[10] 瞿林海,郑明.三七总皂苷提取工艺研究[J].中药材,2006,2(6): 593-595.

[11] Shi SM,Liu YZ.Smashing tissue extraction and HPLC determination of active saponins from different darts of Panax notoginseng [J].Chin Herb Med,2012,4(4):341-345.

[12] 刘向前,郑礼胜.细柱五加叶中抗HMGB1总三萜活性物质的闪式提取工艺[J].中南大学学报,2011,42(7):1890-1898.

R282.71；G420

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1671-8194（2014）17-0308-02