酶工程在制药领域的应用

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1、酶工程在制药领域的应用潘天敏摘要:随着科学技术的不断发展，酶工程技术在工业领域的应用会越来越广泛，本文主要探讨了酶工程在中药制药领域的应用。其酶法在中药成分提取中酶解作用机制及在中药有效成分提取中的应用进行综述，以叙述黄酮类化合物提取中的应用，与新技术结合用于中药提取，分析酶法的现存问题，展望酶法在中药提取中的发展前景。关键词:酶工程、黄酮类成分、中药。中药治疗疾病的物质基础是其中有效的化学成分，中药中植物药约占90%，由于中药成分十分复杂且很多有效成分含量很低，因此有效成分的提取与分离纯化是中药开发中的关键工序。随着酶工程应用技术的发展，将酶工程技术

2、应用于中药有效成分的提取分离和纯化，可以提高中药有效成分的提取效率，取得了显著效益。1.酶的提取1.1水溶液法常用稀盐溶液或缓冲液提取、经过预处理的原料，包括组织糜、匀浆、细胞颗粒以及丙酮粉等，都可用水溶液抽提。为了数量和种类上不同材料却有很大的差别，组织中酶的总量虽然小少、仅各种酶的含量却非常少、从己有的资料看，个别酶的含量在0.01%—1%。因此在提取酶时应根据各种酶的分布特点和存在特性选择适宜的生物材料-防}巨提取过程中酶活力降低，一般在低温下操作:但对温度耐受性较高的酶(如超氧化物歧化酶)，却应提高温度，以使杂蛋白变性，利于酶的提取和纯化。1.

3、2水溶液的PH选择对提取也很重要，应考虑的因素有:酶的稳定性、酶的溶解度、酶与其他物质结合。性质、选择pH的总原则是:在酶稳定的pH范围内，选择偏离等电点的适当PH。有机溶剂法某些结合酶，如微粒体和线粒体膜的酶，由于和脂质牢固结合，用水溶液很难提取，为此必须除去结合的脂质，且小能使酶变性。2.酶提取技术的原理植物药提取过程中，细胞原生质中的有效成分向溶媒扩散时，须克服细胞壁及细胞间质的双重阻力。细胞壁的主要成分是纤维素，细胞间质中存在纤维素、果胶等，通过选用一些适当的酶类，如纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶等作用于植物细胞，使细胞壁及细胞间质中的纤维素、半

4、纤维素、果胶等物质降解，细胞的致密性降低，而有利于有效成分的溶出。还可以控制非目标物的溶出，在提高有效成分溶出效率的同时，简化后续精制操作。3,酶工程在中药提取中的应用3.1用于中药有效成分的提取酶提取的原理是利用酶反应的高度专一性，将细胞壁组成成分水解或降解，破坏细胞壁，从而提高有效成分的提取率。选用恰当的酶，无需高温即可将影响液体制剂的杂质如淀粉、蛋白质、果胶等分解去除，较温和地分解植物组织，加速有效成分的释放提取，也可促使某些水溶性不好的成分转化为糖有等易溶于水的成分，有利于提取，生物催化活性专一。3,2用于提取液的精制中药水提液含有多种类型的杂

5、质，如淀粉、蛋白质、蹂质、果胶等。采用常规提取法时，煎煮过程中药材里的蛋白质遇热凝固、淀粉糊化，影响有效成分煎出，分离困难。针对中药水提液中所含的杂质类型，采用相应酶将其降解为小分了物质或分解除去，可解决上述问题，并改善中药日服液、药酒等液体制剂的澄清度，提高成品质量。4,酶技术在中药黄酮类成分提取中的应用4.1单独利用酶技术实现黄酮类成分的高效提取通常对黄酮类化合物的提取以水、乙醇、甲醇等溶剂为提取溶媒，水浸提取成本低，但提取率较低；而用乙醇等有机溶剂提取的成本较高。且水煎煮法和有机溶剂提取法的提取效率受多种因素的影响，如当药材中含有黏液质、果胶和树

6、脂等成分时，提取液的黏稠性增大，提取效率更低，药液也不容易滤过。此外，通常细胞壁是传统方法提取中药中有效成分的主要屏障，因为大部分有效成分存在于细胞壁内，少量存在于细胞间隙，细胞壁一般都是由纤维素构成的，传统的提取方法很难破坏其结构。中药酶法提取的原理是在传统溶剂提取方法的基础上，利用酶反应的高度专一性，根据药材植物细胞壁的构成，选择相对应的酶如纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶以及多酶复合体等，水解或降解细胞壁的组成成分，破坏细胞壁结构，使细胞壁的致密性降低，从而使有效成分充分溶出、溶解、混悬或胶溶于溶剂中，从而提高有效成分的提取率酶法提取具有提取收率高、

7、成本低、环保等优点，还可以控制非目标物的溶出，简化后续精制操作。目前，酶法在中药黄酮类成分提取中的应用主要体现在纤维素酶的作用上，用纤维素酶可以破坏细胞壁中纤维素的β-D-葡萄糖链，有利于黄酮类成分的提取。欧阳辉等用酶法直接提取绞股蓝中总黄酮，发现纤维素酶在49℃，pH3.9，酶用量120U/mL条件下酶解2.5h后，总黄酮得率为0.357%，与传统溶剂浸提法的总黄酮得率相比提高了25.0%。王文渊等采用纤维素酶和果胶酶组成的复合酶法提取苦瓜叶中的总黄酮，发现纤维素酶浓度为0.8mg/mL，果胶酶浓度为0.5mg/mL，提取温度为55℃，提取介质pH4

8、.5的条件下酶解140min后，苦瓜叶总黄酮的提取率可达到3.13%，与直接醇提工艺相比总黄酮