苦参中生物碱的提取及纯化工艺研究进展

◎ 韩高伟，高子怡，赵二劳

（忻州师范学院化学系，山西 忻州 034000）

苦参（Sophara flavescens Ait.），又名水槐、干人参、山槐根、苦骨等，为豆科植物苦参的干燥根，是传统中药，其性寒味苦，具有清热解毒、燥湿利尿、祛风杀虫等功效[1]。生物碱是苦参主要有效成分，包括苦参碱和氧化苦参碱，是医药、食品、保健品及生物农药的重要原料。现代药理研究表明，苦参生物碱具有抗肿瘤、抗炎、保肝、抗心律失常及免疫调节等功能[2]。因此，苦参大量应用于中成药生产和临床处方，苦参中生物碱的提取及其活性研究成为近年来的热门课题之一[3]。本文概述我国苦参中生物碱的提取及纯化工艺，为苦参中生物碱的高效提取及其功能活性的研究提供参考。

1 苦参中生物碱提取工艺

目前，国内有关苦参中生物碱的提取主要有溶剂提取、超声辅助提取和微波辅助提取。

1.1 溶剂提取工艺

溶剂提取是依据相似相容的原理，选用对生物碱溶解度大而对其他成分溶解度小的溶剂，尽量多地将苦参中生物碱类成分溶出。目前，我国溶剂提取在苦参生物碱的提取中研究应用较多，包括浸提、回流、渗漉提取等。杨美玲等[4]研究了苦参中苦参碱的浸提，通过单因素试验得出最佳浸提工艺为：60%乙醇为浸提剂，料液比（g/mL）1∶12，浸提温度60 ℃，浸提时间2.5 h，浸提次数2次。该工艺条件下，苦参碱的得率为8.88%。李茹等[5]研究了苦参中生物碱的渗漉提取，由正交试验优化的工艺条件为：65%乙醇为溶媒体，料液比（g/mL）1∶6，浸泡24 h，渗漉速度4 mL/min。该工艺条件下，苦参总生物碱提取率约为2.146%。陆平祝等[6]研究了苦参叶中生物碱的回流提取，正交试验优化的工艺条件为：80%乙醇为提取剂，料液比（g/mL）1∶25，温度90 ℃，回流时间2.0 h。该工艺条件下，苦参叶中生物碱提取率为2.86%。陈明月等[7]研究了苦参中生物碱的酸水温浸提取，正交试验优化的最佳工艺为：0.1%盐酸溶液为提取剂，温浸温度60 ℃，提取时间1.0 h，提取次数3次，加水量依次为10倍量、8倍量和6倍量。该工艺条件下，苦参中生物碱提取率为74.5%。涂瑶生等[8]采用星点设计-效应面法优化的苦参生物碱浸提最佳工艺为：65%乙醇为浸提剂，料液比（g/mL）1∶11，浸提时间65 min。浸提次数2次。该工艺条件下，苦参中总生物碱的提取率为92.78%。臧晋等[9]由正交试验优化的苦参中氧化苦参碱最适工艺为：60%乙醇为溶剂，料液比（g/mL）1∶30，温度80 ℃，时间85 min。此工艺条件下，氧化苦参碱的提取得率达6.58mg/g。郭德祥等[10]研究了苦参中苦参碱的水煎煮提取，确定的最佳工艺条件为：料液比（g/mL）1∶8，时间2.0 h，次数3次。提取浸膏中生物碱含量为5.94%。溶剂提取是苦参中生物碱最基础的提取方法，溶剂提取工艺简单、成本低，适于工业化生产，但也存在提取时间长，产品杂质多，提取率不高等问题。

1.2 超声辅助提取工艺

超声辅助提取利用超声波的空化、机械和热效应等，造成植物细胞壁变形或破裂，加快提取成分溶出速度，提高提取效率。邹姝姝等[11]研究了苦参中苦参碱类成分的超声辅助提取，通过正交试验设计优化的最佳工艺条件为：苦参粉碎为40目，以80%乙醇为提取剂，料液比（g/mL）1∶10，浸泡3 h后，在超声功率400 W下，提取20 min。该工艺条件下，苦参中生物总碱提取率可达1.51%，苦参碱提取率为0.472%。陈静等[12]研究确定的苦参生物碱超声辅助提取工艺为：水为提取剂，料液比（g/mL）1∶10，超声功率500 W，超声温度80 ℃，超声时间45 min。该工艺条件下，苦参碱和氧化苦参碱总提取率为46.54%。付起凤等[13]采用正交试验优化的苦参中苦参碱超声辅助最佳提取工艺条件：60%乙醇为提取剂，料液比（g/mL）1∶40，浸泡时间20 min后再超声功率1 500 W，温度50 ℃，超声频率35 kHz，提取时间32 min，提取1次。超声辅助提取操作简便，提取时间短，提取率高，发展前景良好。

1.3 微波辅助提取工艺

微波辅助提取是利用各种物质在微波场中吸收微波能的不同，植物细胞内容物被选择性加热，在细胞内瞬间产生高温、高压，导致细胞壁破裂，传质阻力减少，活性成分被溶解而快速提出。陈浩浩等[14]研究了苦参中生物碱的微波辅助提取，确定的适宜提取工艺条件为：在密闭微波工作台中，以无水乙醇为提取剂，苦参粒度80目，料液比（g/mL）1∶30，微波功率780 W，提取温度110 ℃，提取时间5 min。邸敏[1]研究了苦参中生物碱的微波辅助提取，通过正交试验优化的工艺条件为：苦参粒度10～20目，微波频率600 Hz，提取3次，3次的液固比依次为6倍、4倍、4倍，提取时间依次为2.0、0.5、0.5 min，总提取时间3 min。刘小琴等[15]研究了苦参中生物碱的微波辅助水提，发现在料液比（g/mL）1∶25，微波功率780 W，温度110 ℃，压力为15 MPa的条件下，提取5 min，5种苦参碱的提取率均明显高于回流提取、冷浸提取及超声辅助提取。张薇等[16]研究比较了密闭微波辅助提取法（PMAE）、聚焦微波辅助提取法（FMAE）和微波辐射-溶剂回流提取法（PMIRE)）3种微波辅助法在提取苦参中生物碱中功效。结果表明：微波辅助提取效果均优于常规溶剂回流提取，且PMAE提取时间最短，PMIRE提取率最高。微波辅助提取具有选择性好、提取时间短、节约试剂、提取效率高等特点。但因适于工业化产生的微波设备研发相对滞后，现仅限于实验室研究。

2 苦参生物碱的纯化工艺

目前，国内有关苦参生物碱的纯化研究不多，仅有少数几篇文献。郭德祥等[10]研究确定的水提苦参中苦参碱的乙醇沉淀-三氯甲烷萃取纯化工艺为：苦参提取液浓缩为1.0 g生药/mL时，加入乙醇，使药液中含醇量达75%以上，在4 ℃条件下冷藏，进行醇沉；醇沉后用20%氢氧化钠溶液调节药液pH值为9～11，用三氯甲烷萃取3次。萃取液中苦参碱含量可达20%以上。仝燕等[17]研究了苦参总生物碱的732强酸型阳离子树脂纯化，确定的最佳纯化工艺为：树脂用量为1/3的生药量，用5%氨水乙醇热溶液洗脱，加入液温度75 ℃，加入量为2倍量，回流提取3次，第1次90 min，第2、3次都为60 min。该纯化工艺条件下，总生物碱提取纯化转移率为80%左右。代龙[18]研究了苦参碱的阳离子交换树脂酸水洗脱纯化，确定的适宜工艺为：苦参渗漉液（浓度10∶1，pH 2～3）以6 BV/h的速度逆向通过低交联度的001×2.5阳离子交换树脂，自然滤干水分后，先以流速6 BV/h的去离子水洗为中性，后以流速6 BV/h的5%盐酸正向洗脱，收集洗脱液，氢氧化钠调pH为6～7后浓缩干燥，再以三氯甲烷回流提取。此工艺条件下，苦参生物碱含量可达50.15%，洗脱效率为90.32%。霍清等[19]研究了大孔吸附树脂纯化苦参碱，发现SP825型大孔树脂对苦参碱吸附性能最好，乙醇洗脱效果最佳。以流速4 BV/h的50%乙醇洗脱，解析率为81.646%，苦参碱收率达27.59%。综上，国内有关苦参中生物碱的纯化研究尚不充分，纯化工艺所涉及的纯化技术范围很小，纯化效果也有待提高。

3 展望

苦参中生物碱具有多种生物活性，是医药、食品、保健品及生物农药的重要原料。研究苦参中生物碱的提取纯化具有重要的实际意义。目前，我国对苦参中生物碱的提取纯化进行了一定的研究，也取得了一定成果。但总体而言，相关研究还很有限，还不够系统，涉及的提取纯化技术范围较小。所以，今后应加大研究力度，参考、借鉴其他天然产物中活性成分现代提取纯化工艺技术，或尝试采用几种提取技术协同提取纯化，创新苦参中生物碱提取纯化工艺技术，努力提高生物碱提取纯化效率。同时，应开展苦参生物碱与其生物活性的构效关系研究，为苦参中生物碱的合理应用提供理论基础和有力的技术支持，使苦参生物碱在促进人类健康生活中发挥积极作用。