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中药材多糖提取技术研究进展论文

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2024-05-18 14:54:37    来源:    作者:xuling

摘要:中药材作为传统医学的重要组成部分,具有悠久的历史和丰富的经验积累。其以天然植物、动物和矿物等为原料,经过加工制备而成,被广泛应用于中医药领域。中药材多糖是一类具有广泛生物活性的天然高分子化合物,具有抗氧化、抗炎、抗肿瘤等多种药理作用。

  摘要:中药材作为传统医学的重要组成部分,具有悠久的历史和丰富的经验积累。其以天然植物、动物和矿物等为原料,经过加工制备而成,被广泛应用于中医药领域。中药材多糖是一类具有广泛生物活性的天然高分子化合物,具有抗氧化、抗炎、抗肿瘤等多种药理作用。随着人们对中药材多糖的深入研究,多糖提取技术也得以不断发展。文章综述了近年来中药材多糖提取技术的研究进展,涵盖了提取方法改进、提取工艺优化、提取效率提高等多个方面,以期为中药材多糖的开发和利用提供参考。

  关键词:中药材多糖,提取技术,研究进展

  中药材多糖是指从中药材中提取的一类高分子化合物。随着对传统草药多糖成分研究的逐渐深入,已发现其具有一系列生物功效,包括抗氧化、抗炎症、免疫调节和保湿等[1]。基于上述发现,多糖的提取技术也相应地得到了提升,成为了研究的核心环节。草药中多糖种类繁多,分子量庞大,结构复杂,且通常能与其他成分,如蛋白质等形成复杂的复合物。在多糖结构中,糖单元含有的羟基、硫酸基和羧基可以通过非共价相互作用、相互连接。然而,多糖链间通过氢键结合,会使从草药中提取多糖产生一定的难度[2]。目前,中药材多糖提取技术主要包括水提法、酸碱提法、酶解法、超临界流体萃取技术、微波辅助提取技术等。本文将对近年来中药材多糖提取技术的研究情况展开综述,以提高多糖药物产品的品质与治疗效能,为中医药的现代化发展提供可靠的科学支持。

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  1提取方法

  1.1水提法

  经典的多糖分离技术涉及浸泡提取、煮沸提取及循环回流提取。浸提法是一种常用方法,通过将原料与提取溶剂(通常为水)接触,使多糖从原料中溶解出来。其优势在于对复杂设备的依赖度低,工艺成本较低,且可以被广泛应用于多个领域[3]。但水作为溶剂的广泛溶解能力意味着除了多糖,还会提取出许多其他非多糖成分,进而增加后续分离和纯化过程的复杂性[4]。此外,该方法通常需要较长的提取时间,能耗较高,且提取效率较低。同时,高温提取过程还易破坏多糖分子结构,从而降低其稳定性和药用价值[5]。

  在水提法中,多糖的提取效率会受水温影响。赵帜平等[6]研究显示,蒸馏水进行浸泡提取的多糖回收率为0.98%,而使用温水浸泡提取的回收率提高到了1.05%,沸水浸泡提取则达到了1.18%。Chen等[7]的大漏斗菇提取实验中显示,多糖提取率高达5.86%。综上,以水为溶剂,因其溶解范围广且高温易破坏多糖结构,提取纯度较低。

  1.2酸碱提法

  对于部分水溶性较差的多糖,可以采用酸碱溶液或有机溶剂的提取方法。这一方法能够断开中药材中蛋白质与多糖间的结合键,降低其粘性。通过使用酸碱溶液或有机溶剂,可以选择性地提取目标多糖,减少对非多糖组分的提取。该提取方法还可以保持多糖的生物活性,使提取出的物质具有更优越的生物活性[8],确保提取过程有效、多糖质量优良。酸碱液的质量浓度和提取温度必须加以严格控制,以避免多糖糖苷键破坏、还原糖与过量碱反应、提取液颜色加深等;同时,也要保证多糖的提取率和生物活性不受影响[9]。此外,赵晨溟等[9]对龙眼中的多糖采用了多种提取方法并将结果进行了比较。研究结果表明,对于含有较多半乳糖的多糖,酸碱提取法的提取率较高。马洪波等[10]采用氢氧化钠溶液作为提取剂,对桑叶中的多糖进行了提取。通过正交试验的结果显示,在1.5 mol/L浓度的碱液、固液比为1:50的条件下,于80℃提取4 h,多糖提取率可达到2.55%,略高于水提取法。但因其后续溶剂脱色困难,也将影响多糖提取率及其生物活性。

  2提取效率

  为提高中药材多糖的提取效率,一些新技术被应用于多糖提取过程。这些技术具有提取效率高、操作简便等优点,为中药材多糖的提取提供了新思路。

  2.1超临界流体萃取技术

  超临界流体萃取技术是一种新型提取方法。其利用超临界流体的物理特性和萃取原理,采用溶解度与目标化合物相近或略大于目标化合物的超临界流体作为萃取介质,并通过控制超临界流体的密度、粘度、扩散系数等参数来对物质中的目标化合物进行提取。在高压和高温条件下,利用其对中药材进行萃取,可以实现对混合物中目标化合物的选择性分离提取[11]。该技术具有提取效率高、操作简便、溶剂残留低等优点,被广泛应用于中药材多糖的提取领域。通过优化萃取条件,如压力、温度和时间等,可进一步提高多糖提取效率。

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  魏瑞霖等[12]对超临界CO2萃取法提取川明参多糖的最佳工艺条件进行了深入研究,并发现在最佳工艺条件下,川明参多糖的平均萃取率可达23.81%。赵子剑等[13]使用CO2超临界流体确定茯苓多糖提取最优提取条件为35℃、压强20 MPa,加入0.4 mL/g水作为携带剂,4 h提取率可达5.276%。超临界流体提取法作为领先的提取技术,具有强效提取和可控条件,效率高。尽管如此,作为新技术,其仍需进行更多研究以实现大规模工业应用[14]。

  2.2微波辅助提取技术

  微波辅助提取技术是一种利用微波加热原理进行提取的方法。微波加热能迫使植物细胞内的极性分子快速旋转和离子移动,产生热量并提高温度,使液态水蒸发,增加胞内压力,最终使细胞内的化学成分释放到溶剂中[15]。然而,微波辅助提取技术在实际应用中需要注意控制微波功率和时间,避免多糖的降解和损失。

  郭香凤等[16]研究了微波辅助下中药多糖的提取效果,并将影响提取效率的因素按重要性排序为,溶剂比例最大;其次是微波功率、物料粒度;最后是微波处理时间。最优提取条件是在480 W的微波功率下处理8 min,物料粉碎至0.125 mm大小,固液配比为1:25(W/V)。在此条件下,多糖提取率可达9.21%。

  3讨论

  中药多糖的研究和应用具有重要意义和极大的潜力。虽然多糖的提取和纯化方法仍存在一定的局限性,但随着新技术的发展和基础研究的深入,可以期待多糖制剂在工业化生产方面取得重大突破。同时,多糖类药物的质量标准也需进一步完善,以提高中药制剂的质量和临床疗效。中药材多糖提取技术在不断创新和优化,但其在实际应用中仍需根据中药材的特性和需求选择适合的方法和技术。同时,中药多糖具有广泛的生物活性和药理特性,通过研究和开发中药多糖,可以拓宽中药的应用领域,提高中药的综合利用价值,推动中药产业的持续发展。此外,中药多糖的研究和应用还有助于推动中医药国际化进程,提升中医药的科学性和可信度,提高中医药的国际认可度和应用水平,推动中医药在全球范围内的传播和发展。

参考文献

  [1]ZHANG Z,WANG X,HAN Z,et al.Purification,antioxidant and moisture-preserving activities of polysaccharides from papaya[J].Carbohydrate Polymers,2012,87(3):2332-2337.

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  [4]梁乙川,潘欢欢,吴清芳,等.中药材多糖的提取、分离纯化研究进展[J].辽宁中医杂志,2018,45(8):1774-1777.

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