酶技術在中藥材提取製備中廣泛應用是因為這個優勢!

2021-01-08 夏盛酶製劑

中醫藥是我國傳統醫學的瑰寶,是華夏上下5000年璀璨文化的結晶,在當下醫學高速發展的今天佔著非常重要的地位,它不僅反映了中華民族對生命、健康和疾病的認識,也是我國醫學體系的重要組成部分,因此對於它的提取製備也是有著相當嚴格的要求,下面我們一起來詳細了解一下。

提取物從醫學角度來講一般分為植物提取物(包含中藥提取物或草藥提取物),動物提取物。而通常意義上講的提取物一般是植物提取物、中藥提取物、動物提取物三種。我國的植物提取物產業由於受到傳統中醫藥文化的影響,具有著獨特的發展優勢並憑藉其豐富的資源優勢和技術優勢讓我國成為了世界上最重要的植物提取物供應國之一。

植物提取物是生物醫藥的核心原料,目前已被廣泛應用於植物藥、食品添加劑、功能性食品、化妝品等生產領域。隨著21世紀生物醫藥的迅猛發展,在新的醫學模式影響下,具備活性或功能性的植物提取物產品備受市場青睞,具有著廣闊的發展空間,對推動醫藥對外貿易發展意義重大。

2010-2017年中國植物提取物行業銷售情況

2010-2017年中國植物提取物行業供需平衡情況

地域方面,陝西、湖南和四川是我國植物提取物三大主產區,這三省植物提取產業起步較早,藥用植物資源相對豐富,目前已形成了一定的規模優勢。近幾年,江浙粵地區和河南地區的植物提取物也取得了不錯的發展。2017年我國植物提取物產值區域格局如下圖所示:

2017年我國植物提取物產值分布格局

總體來說植物提取物作為剛性需求的產品,世界很多國家對其都有著很大的需求,加之中國保健品市場的全面開放,植物提取物市場也變得空前大好,在國內市場和國外市場同時拉動的情況下,植物提取物產業的未來發展前景可期。預計到2023年行業規模將突破364億元。

圖表3:2018-2023年中國植物提取物行業市場規模預測(單位:億元)

市場前景雖大好,但需要高效的提取工藝技術來支持,目前,很多傳統提取工藝的弊端並沒有得到很好的解決,嚴重製約了我國中草藥的高效利用,比如(1)提取過程中會消耗大量的有機溶劑和水資源; (2)提取時間過長或者提取溫度較高會導致高能耗; (3)提取過程中經常會產生複雜的副產物導致提取物純度較低,增加了進一步純化的工作難度; (4)提取過程中具有生物活性的有效成分容易被破壞,導致提取物的活性明顯降低。因此很多研究者開始關注提取工藝的升級換代。而現代提取工藝( 主要包括超聲輔助提取法、微波輔助提取法、超臨界CO2萃取法、酶輔助提取法等) 在一定程度上可以緩解上述難題。這些提取工藝都被成功地運用於中草藥的提取中,為中草藥的充分開發利用奠定了強大的技術基礎。

我們都知道常用中藥材約90%為植物類藥材,植物細胞由細胞壁及原生質體組成,細胞壁是由纖維素、半纖維素、果膠質、木質素等物質構成的緻密結構,一般分為3層, 即胞間層、初生壁和次生壁。胞間層的主要成分為果膠質,初生壁則主要由纖維素、半纖維素和果膠質組成。初生壁的結構十分複雜, 由纖維素分子組成的微纖絲構成了其基本骨架, 在微纖絲之間的空隙中,填著果膠質和半纖維素的膠體狀物質。和初生壁一樣, 次生壁的骨架也是由纖維素分子組成的微纖絲構成。在中藥提取過程中, 細胞原生質體中的有效成分向提取介質擴散時, 必須克服細胞壁及細胞間質的雙重阻力,所以通過選用一些恰當的酶類, 如纖維素酶、半纖維素酶、果膠酶等作用於藥用植物細胞, 使細胞壁及細胞間質中的纖維素、半纖維素、果膠等物質降解, 破壞細胞壁的緻密結構, 引起細胞壁及細胞間質結構產生局部疏鬆、膨脹、崩潰等變化, 減小細胞壁、細胞間質等傳質屏障對有效成分從胞內向提取介質擴散的傳質阻力, 真正從傳質角度促進有效成分提取率提高。

在這裡常用的酶除了纖維素酶、果膠酶等,另外還會使用複合酶,複合酶常使用纖維素酶、果膠酶、蛋白酶等不同種類的酶按適宜比例混合而成。葡萄糖苷酶、轉糖苷酶一般用於某些活性成分的轉化過程。糖苷酶及糖轉移酶在中藥提取中具有廣泛的應用前景,它可通過酶反應改變中草藥目標活性物質的結構, 有望製備出高附加值的醫藥產品,對推動醫藥行業的發展具有重要意義。

由於中藥水提液含有多種雜質,如澱粉、蛋白質、鞣質、果膠等。採用常規提取法時,煎煮過程中藥材裡的蛋白質遇熱凝固、澱粉糊化,影響有效成分煎出,分離困難。而木瓜蛋白酶、澱粉酶則主要在精製、純化和改善提取液的澄清度中起作用。所以選用恰當的酶,通過溫和的酶解反應將影響液體製劑中的雜質組分分解去除,從而改善中藥口服液、藥酒等液體製劑的澄清度,提高成品質量。

酶輔助提取主要有以下特點

01具有高效性和專一性

因其可直接針對細胞壁作用,通過降解細胞壁中纖維素、果膠等成分,使細胞內容物迅速溶出,進入提取溶劑中,提高提取效率,縮短提取時間;

02反應條件溫和,不易破壞藥效成分

酶要發揮其活性需要較溫和的條件,溫度不宜過高,因此適宜於提取熱敏性成分及不穩定的化學成分;

03需要注意的是

酶輔助提取對溫度和pH等影響因素的要求較高,因此提取時需要嚴格控制條件,以免酶失活。因為酶用於輔助提取時,酶的種類、用量、提取溫度、時間和pH等都會對其提取效率產生不同程度的影響,若使用複合酶,不同酶的配比也是重要的影響因素,所以需要考察其條件,選用適宜的工藝。

下面我們來看一張圖

纖維素的破壞引起細胞壁的瓦解,從而促使有效成分從細胞中流出,溶解到提取液中( 如圖1 所示) ,實現生物活性化合物的充分釋放和高效提取。

酶提取法的優勢

01降低持水率

通過降低持水率從而使濾液在過濾時從濾餅中釋放出更多的水或溶劑。酶可降解植物高聚物成分如果膠、澱粉、半纖維素、木質素等, 從而減少與之結合的含水量。

02節約能源和時間,降低生產成本

由於酶的高效性,當使用植物細胞壁降解酶後, 可使第一次提取更有效, 同時降低了提取溫度,縮短了提取時間, 減少了提取能耗和溶劑的使用量,因此大大地降低了生產成本, 減少了環境汙染。

03產物穩定、純度高、活性強

有些植物提取物在貯藏過程中會出現渾濁及沉澱的問題,這些渾濁/沉澱物往往是果膠-多酚-蛋白質的複合體。果膠和蛋白質在提取過程中通過果膠酶和蛋白質酶, 被降解為小分子而避免渾濁物的形成,從而生產出穩定的提取物。由於酶催化作用具有專一性的特點, 所以在提取的時候能直接作用於有效成分, 而不會有很多雜質。同時,酶的常溫下作用特性也會使許多易揮發和分解的產物有相對更高的生物活性。

表1 四種提取方法的對比

以上優勢在酶法輔助提取中草藥有效成分的應用結果中也有所表明,酶反應在較溫和的條件下將植物細胞壁分解,從而明顯提高了藥用有效成分的提取率, 可以克服工業醇水提取方法中有效成分提取率低、工序複雜等問題, 提高提取體系澄清度,改變藥材質地,還可以在提取中改變原有天然成分的結構,增加提取物的生理活性,而且酶處理技術是在傳統中藥提取基礎上進行的,只要增加酶解前處理即可完成,因此,酶法用於中藥的提取分離, 操作簡便,成本低廉,並具備大生產的可行性。

針對以上中草藥提取,夏盛開發了相關的酶製劑產品,以便更好的服務廣大中藥材提取企業。詳情見下表:

選擇夏盛,夏盛帶您見證真正的高效。

相關焦點

  • 酶法提取技術的原理以及其應用進展
    摘要:簡要介紹了酶法提取的基本原理、特點及提取速率的影響因素,結合酶法在提取有效成分中的應用實例和與其他技術的聯用,對酶法在中藥提取領域的前景進行展望。
  • 纖維素酶在中藥成分提取中的應用
    中藥材中植物藥佔90%,植物藥的有效成分大多包裹在細胞壁中,對這些有效成分的提取,傳統的熱水、酸、鹼、有機溶劑浸提法,受細胞壁主要成分纖維素的阻礙,往往提取效率較低"恰當地利用纖維素酶處理這些中藥材,可改變細胞壁的通透性,提高藥效成分的提取率。
  • 現代分析技術在中藥指紋圖譜研究中的應用(2)
    隨著計算機的應用,利用導數光譜消除樣品中的一些無關吸收,排除原圖譜中的某些幹擾,更加方便快捷。7、1H—NMR指紋圖譜:以1H—NMR指紋法鑑定植物類中藥是反映中藥的整體化學特徵和中藥多組份、作用多靶點的特點,對中藥進行的基源鑑定和品質評價的研究。在規範的提取分離程序下所獲得的中藥特徵總提物可被視為代表了植物中藥的整體化學組成。
  • 血凝酶類藥:臨床應用廣泛 研究還需深入
    血凝酶類藥物臨床應用廣泛   血凝酶是從蛇毒中提取出的能夠作用於人體正常凝血功能的止血酶。據金有豫教授介紹,血凝酶類藥物最初是瑞士發現並研製出來,但目前堅持應用的主要是在我國。  《中華急診醫學雜誌》2018 年2月剛出版的第2期刊物上,刊載了「血凝酶在急性出血性疾病中應用的專家共識」。該共識提出了6個方面的臨床應用推薦建議,例如「血凝酶為選擇性止血作用藥物,只針對局部血管破損部位加速生理性凝血過程,不影響正常血管內的凝血功能。」血凝酶可全身和局部使用等,但也明確指出:對於已有血栓性疾病患者,不推薦應用。
  • 飛秒雷射製備FBG有何技術及應用優勢?
    然而傳統紫外雷射製備的光纖布拉格光柵熱穩定性差,高溫條件下易被擦除,需要繁瑣的光纖載氫預處理,不適用於高溫環境。而飛秒雷射微納加工技術由於具有無熱效應影響、加工材料範圍廣、突破衍射極限的加工精度以及能夠在透明材料內實現三維加工等優點,被用於玻璃、晶體、金屬等各類材料的微納加工。同時光纖光柵飛秒雷射製備技術也引起了廣泛關注。
  • 現代分析技術在中藥指紋圖譜研究中的應用
    主要方法有TL C、TLCS、GC、GC—MS、HPLC、HPLC—MS、HPCE、IR、UV、NMR、x射線衍射以及DNA探針和生物色譜技術等,其中,色譜方法是主流方法,在中藥指紋圖譜研究中有著廣泛的應用。下面就目前常用的中藥指紋圖譜進行論述。
  • 【技術觀察】微波萃取技術在中藥提取中的應用
    ,在中藥提取中有良好的應用前景。與傳統提取方法相比,微波萃取有無法比擬的優勢。表1比較了對於分析樣品前處理等小規模萃取時MAE與其它方法的特點。該系統針對工業應用的不同需要日處理能力從1~500t,只要設置不同的參數(微波功率、輻照時間、溶劑、流速等),就可以選擇提取目標成分C現已應用到食用油、香料、調味品、天然色素等的提取和汙泥的處理等,國內在這方面的開發明顯滯後。
  • 現代生物分離技術在多肽蛋白質分離純化中的應用
    關鍵詞:蛋白質  反膠束萃取  雙水相萃取  電泳一、前言隨著基因工程和細胞工程的發展,儘管傳統的分離方法(如溶劑萃取技術)已在抗生素等物質的生產中廣泛應用,並顯示出優良的分離性能,但它難以提取和分離蛋白質。
  • 酶工程、發酵工程、細胞基因工程,這些生物技術在飼料生產中的應用
    目前生物技術主要是指:利用生物體系,應用先進的生物學和工程學技術,改變生物的某些特性進行物質轉化,生產人類所需的各類單體或複合體產物。1、酶工程酶的化學本質為蛋白質,蛋白質是由20種胺基酸組成的,它作為生物催化劑,在許多化學反應中起著不可估量的作用。
  • 製備氘化生物分子,因為氫很輕,中子技術就非常適合!
    中子技術很適合研究像氫這樣的輕原子,對於含有大量氫的生物分子來說,就是是很好的例子。中子對氫(1H)與氘(2H)的同位素替換特別敏感,這使得對比技術可以用於詳細研究分子。為此,需要準備氘化版本的生物分子。
  • 浩宇康寧公司科技創新闢新路 中藥材中提取「高精尖」
    「中藥材如人參,用傳統高溫高壓方式提取有效物,利用率不到5%。而用我們的專利技術,利用率可達10%。」昨日,浩宇康寧健康科技(湖北)有限公司總經理蔣宇峰在公司產品陳列室,向記者介紹。「傳統的中藥提取方法是蒸、煮,分離有效成分。而我們是在常溫、常壓下,採用多靶向提取,將根、莖、葉中的有效成份『吃幹榨盡』,從而提升藥材利用率,而且純度更高、品質更好。」有醫學博士身份的蔣宇峰,談起他的技術和產品,如數家珍。他與10多位志同道合的小夥伴,矢志創新,聯合攻關,研發成功了中藥材高純度提取、高效率利用新技術。
  • 煮沸法快速提取質粒以及瓊脂糖電泳與DNA酶解
    實驗目的: 1、 掌握質粒 DNA 分離,純化的原理 2、 學習煮沸法快速提取質粒 DNA 的方法 3、 學習 DNA的限制性酶切的基本技術 4 、 學習利用瓊脂糖電泳測定 DNA片段的長度 二、 實驗原理 在基因工程中, DNA 分子的切割是由限制性內切酶來完成的。
  • 免疫酶標記抗體技術方法
    酶標記物包括酶標記抗原、酶標記抗體和酶標記SPA等。酶標記物質量的好壞直接關係到免疫酶技術的成功與否,因此被稱為關鍵的試劑。酶標記物中最常用的是酶標記抗體,它是將酶與特異性抗體經適當方法連接而成。酶標記抗體的質量主要取決於純度好、活性強及親和力高的酶和抗體,其次要有良好的製備方法。
  • 柔性OLED應用優勢及製備工藝流程詳解
    它有哪些應用優勢,其製備工藝流程又是怎樣的,本文將做詳解。 ​柔性OLED,作為半導體顯示領域的一個重要發展方向,越來越受到市場關注。諮詢公司DSCC的統計數據顯示,目前終端市場已發布的5G手機中,約83%的手機採用了OLED屏幕,而摺疊屏手機已經成為華為等主要終端廠商5G旗艦機型的首選。
  • 製備動物模型的基因修飾技術
    摘要:動物模型是現代生命科學研究的重要工具,特別是基因工程小鼠和大鼠,在基因功能研究、人類生理病理機制研究及新藥研發中起著不可替代的作用。近幾年來,製備動物模型的基因修飾技術層出不窮,這不僅包括傳統ES打靶、TALEN、CRISPR/Cas9, 還有TetraOneTM基因敲除新技術。
  • 酶在紡織行業中的應用技術與發展前景
    酶在紡織行業中的應用技術與發展前景  2005-12-01 00:00:00 來源:全球紡織網   酶的作用與纖維織物加工以及酶用於纖維織物的加工流程分別見表1和表2。
  • 微流控技術在食品快檢中的應用
    微流控技術,又稱微流控晶片技術,是將樣品製備、反應、分離、檢測等生化反應過程集成到釐米尺度的晶片上的技術。它發端於毛細管電泳技術。進入21世紀,隨著PDMS軟刻蝕和微閥微泵技術的應用推廣,微流控晶片逐漸成為一個重要的技術平臺。
  • 核酸提取與純化時應該了解的事兒
    我們將會總結一些現用核酸提取技術和針對樣品類型選擇正確提取方法的小建議;也會提及評估核酸濃度和質量,以及核酸提取過程中的常見問題。a. 為什麼需要核酸提取?核酸提取為大量廣泛研究和應用提供了答案(例如:克隆、qRT-PCR和全基因組、轉錄組範疇中的二代測序技術),獲得的核酸可以多種方式進行應用。
  • 微波萃取技術在中藥提取中的應用
    微波萃取技術是利用微波強烈的熱效應和非熱效應,具有選擇性高、操作時間短、溶劑消耗量少、有效成分得率高、不產生噪音、適合於熱不穩定成分且能在短時間內殺滅植物中的水解酶等優點,在中藥提取中有良好的應用前景。
  • 膜分離技術提取薑黃素的優勢
    包括減少炎症、血液中的胰島素、糖尿病前期血糖調節相關的指標和2型糖尿病,這些代謝疾病過程涉及認知衰退和認知障礙。總而言之,越來越多的證據表明薑黃素是一種有助於預防認知能力下降和認知障礙的候選治療方法。薑黃素對疾病具有廣泛的預防特性,鑑於現代醫學研究發現人體眾多疾病的發生與自由基形成、炎症反應的參與有關,薑黃素抗氧化活性和抗炎作用已引起國內外學者的廣泛關注。