银杏叶有效成分的提取工艺及进展文献综述

 2023-02-02 10:02

开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)

银杏叶是一种具有很高药用价值的植物,银杏树是中国古老的树种之一,它是神奇的医疗之树,2亿5千多年前侏罗纪恐龙掌控地球时,银杏是最繁盛的植物之一。地球生命历经千亿年的变动,尤其是第四世纪冰川覆盖之后,只有银杏仍保持它最原始的面貌,在生物演化学史上被称为活化石。其叶、果实、种子都有比较高的药用价值,其药理作用不断被认识,临床应用范围逐步扩大。我国是银杏的故乡,拥有世界70%以上的储量,湖北、江苏、江西,浙江、山东等省是我国银杏主要产地。关于银杏的药用价值,我国古代就有记载。现代医学研究证明[1,2],银杏叶中的黄酮甙和萜内酯,对心脑血管疾病有卓越的治疗效果,对老年性痴呆也疗效明显。我国以银杏提取物为原料制成的药物制剂、保健食品、化妆品,行销国内外市场,年销售额达到20~40亿美元。

银杏叶又名白果叶、公孙树叶等,为最古老的中生代孑遗植物银杏Ginkgo biloba L的干燥叶。由于发现其所含的主要成分黄酮苷(Ginkgo flavone glycosides)能有效地清除体内有毒过氧自由基的作用、银杏内酯(Ginkgolides)具有高度的专属性抗血小板活化因子(PFA)的作用[1]而引起医药界的关注,德国Schwabe公司开发的银杏叶制剂Tebonin已成为名牌畅销药[2]。随着对银杏的利用、开发、研究,特别是国际市场对银杏叶及其提取物、制品的需求,国内外许多学者对银杏叶的化学成分及提取工艺做了大量的探讨研究,目前已成为国际植物药理研究的热点课题[3]。银杏叶中含有多种成分,包括总黄酮甙类、萜类、烃基酚类,多烯醇类以及生物碱、糖、淀粉、蛋白质和无机盐。上述成分很多性质相近,分离纯化十分困难,国内外均采取从银杏叶中分离出总黄酮甙和总萜内酯等有效成分,一般采用溶剂萃取、树脂或活性炭吸附、沉淀分离等步骤。最近出现的超临界萃取法是一很有发展前途的新方法本文将近年来对银杏叶有效成分的提取工艺研究作以下综述。

1 银杏叶黄酮类化合物的提取

  1.1 有机溶剂浸取法王成章等[4]的浸取工艺为:浸取溶剂为50%~60%乙醇,液固比为8∶1~6∶1,60~70℃浸泡,时间3~4 h,2次,树脂采用A-1和A-2混合树脂,此方法得出黄酮含量为26%~31%。

  卢元芳等[5]的方法为称取粉碎好的银杏叶 100 g,加入400 ml 75%酒精,浸泡过夜,再于55℃左右水浴,并不断搅拌,5~6 h后趁热过滤,收集滤液。将滤渣重复上述操作,合并两次滤液;将滤液盛于分液漏斗中,用石油醚萃取1~2次,每次石油醚用量约为滤液体积的1/25,直到水层不含叶绿素时为止;将分液漏斗中分出的水相,用旋转蒸发器旋转蒸发,同时回收乙醇;当蒸至少量液体时,转入培养皿中,于60~70℃干燥箱中烘干,得到棕红色粘稠物,这就是主要成份为黄酮类化合物的银杏叶提取物,其产出率为16.8%。

  冯晓萍等[6]叙述了以丙酮为溶剂的提取工艺,银杏叶(40%~60%丙酮水,50~60℃)→浸提液→浓缩、过滤(加水1~3倍)→水析→离心、过滤(CCl4等非极性溶剂等体积萃取3次)→水溶性成分(调pH8~9) →沉降→离心、过滤(调pH3~4)→清液(增加(NH4)2SO4,用C4~C9酮和酯反复萃取)→有机相→浓缩→干燥→产品。

  Montana公司的专利采用含水-丙酮或含水甲醇、乙醇、丙醇或无水甲醇在40~100℃提取、浓缩、降温析出亲脂性固体,再以甲酸酯或醋酸酯多步萃取,萃取液蒸出溶剂后以4~5碳的烷基醇萃取,醇相以水洗、浓缩、共蒸馏移去溶剂,残渣用40%乙醇稀释、活性炭脱色,银杏内酯经柱层析纯化即得银杏叶提取物,该专利制得的GBE黄酮苷含量达40%~60%,银杏内酯达5.5%~8%。

  有机溶剂浸取法是目前国内外使用最广泛的方法,而且产品质量较优,但有机溶剂的蒸汽压高,易燃易爆,而且生产成本高,因此使有机溶剂的使用受到了一定的限制。

  1.2 水浸取法

  张春秀等[7]先将银杏叶去杂,洗净,烘干粉碎,然后以pH为8.0的水浸取银杏叶,在相比(固∶液)1∶40,浸出温度为90℃,浸取4次,3 h/次,银杏叶中总黄酮的浸出率可达98.5%,几乎可以将银杏叶中黄酮全部浸出。

  水作为浸取溶剂具有来源广,生产成本低,无环境污染等优点,但是采用水浸取时,浸取液杂质含量较高,如无机盐、蛋白质、糖和淀粉等,给进一步分离带来许多困难。

  1.3 超临界流体萃取法随着超临界流体技术的发展, 超临界流体萃取法在天然产物活性成分提取中的应用日益广泛。超临界流体萃取法与溶剂提取法相比具有提取效率高、无溶剂残留、无毒性,活性成分和热不稳定成分不易被分解破坏等优点。同时还可通过控制临界温度和压力的变化来达到选择性提取和分离纯化的目的。该法可直接用于银杏叶的萃取,也可用于银杏初提物的精制[8]。刘志敏等[9]用超临界CO2提取分离了黄酮苷,且用超临界流体色谱法测定了银杏叶提取物中黄酮类化合物。孙云鹏等[10]用极性改性剂(乙醇70%,水30%)的超临界CO2萃取银杏叶,再经大孔树脂浓缩,所得黄酮37%,内酯8%,酚酸lt;gt;萃取率达85%。

  1.4 其他方法郭国瑞等[11]以水为介质,在较低温度下,对银杏叶进行超声处理,提取黄酮苷,结果表明,超声波能够提高水浸提黄酮效率,其值等于常规水浸提取效率的3倍左右,达到省时、高效、节能的目的。由此可见,超声提取法可以强化水溶剂提取法,具有广泛的应用前景。

  李嵘等[12]对微波提取银杏叶黄酮苷进行了研究。在以水为介质的条件下,对银杏叶进行微波处理,结果表明可以大大提高银杏叶黄酮提取率,并缩短溶剂萃取所需时间,因水成本低廉,这就开辟了水代替有机溶剂提取的新工艺设想。该方法将传统提取工艺与高效微波法结合,可降低生产成本,提高生产效率,有广泛的应用价值。

  高速逆流色谱(HSCCC)技术是一种不用任何固定载体的液-液分配色谱技术,具有两个突出优点:第一,无因使用载体而固有的吸附现象;第二,具有不同于一般色谱的分离方式,使其特别适用于制备性分离,尤其是对黄酮类化合物(易被填料吸附的物质)的分离与制备,有明显优势[13]。应用HSCCC技术提取分离银杏叶中黄酮苷及总内酯成分,已引起各国的重视。蔡定国等[14]报道了应用HSCCC技术,从银杏叶提取物中分离纯化得到了3种主要苷元:槲皮素、山奈素、异鼠李素。HSCCC对样品的高分离效率、高产品纯度、无吸附和污染等优点,将使其成为制备银杏黄酮的较佳手段。

  日本专利提出了用酶法提取银杏叶中的黄酮类等有效成份。在银杏叶中所含的油溶性或难溶于水或不溶于水的有效成分中,通过加入淀粉部分水解产物及其对葡糖基的残基有转移作用的葡糖苷酶或转糖苷酶,使油溶性或难溶于水或不溶于水的有效成分转移到水溶性苷糖中[6]。采用这种同时提取银杏叶中水溶性和油溶性有效成分的方法,有效成分的提取率极高,另外,难溶于水或不溶于水的有效成分一般在体内不易吸收,而转变成糖苷后,在体内的吸收率大为提高[15]。

  2银杏叶内酯的提取

  2.1 溶剂浸取法王成章等[5]的浸取路线:银杏叶(先25%乙醇水溶液浸提后,浓缩蒸发掉乙醇)→ 浓缩液(石油醚脱脂)→水层(NaHCO3调节pH8~9→离心沉降→ HCl调节pH至中性→加入3%~5%NaOAC→醋酸乙酯萃取)→萃取液(Na2SO4干燥,浓缩掉乙酸乙酯)产品。该方法银杏总内酯的含量为35%~40%。

游松等[16]的处理方法:银杏叶(95%乙醇浸提→浓缩→溶于水)→水溶液(氯仿萃取)→水层萃取物(浓缩)→产物。李典鹏等[17]的方法:银杏叶提取物→5%甲醇水溶液(150℃油浴中煮沸10~15 min、过滤)→滤液(HCl调pH至3~4、醋酸乙酯萃取)→萃取液(水洗至中性、减压蒸干醋酸乙酯)→产物。

  浸取溶剂体系的选择是影响萜内酯含量的重要因素之一,浸取液应使萜内酯有大的溶解度。张立国等[18]考察了黄酮和萜内酯在不同溶剂不同温度下的溶解性,结果表明:萜内酯在70℃,溶剂强度为8.50处溶解度最大,但在此溶剂体系中,黄酮苷的溶解度极小。

  2.2 柱提取法单纯采用柱提取而在后续步骤中不用溶剂萃取的,目前只有李新岗等[19]用Al2O3填充柱处理银杏叶的乙醇浸提液,然后用无水乙醇洗脱,洗脱液浓缩即得产品。方法可将银杏总内酯的含量提高到95%以上,得率为4.2%。

  2.3 溶剂萃取-柱提取法采用萃取和过柱的联合处理法的文献报道比较多,这种方法对各种内酯的提取均有效,避免了前两种方法的不足,而且含量均较高。

  2.4 有望采用的新技术近年来发展了一些新的中药提取技术[20],如:超声提取技术、酶工程技术、微波技术[21]及双水相萃取技术[22]等。目前还没有用于银杏萜内酯的提取,随着这些新技术的不断发展应用,有望用于银杏萜内酯的提取,提高提取效率[23]。

  从目前的研究状况来看,提取银杏叶有效成分的方法中溶剂法仍占据主流,但超临界流体萃取、水浸取及其它新技术因与环境的良好相容性,必将向着实用化、规模化的方向发展,成为今后研究的趋势。

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