生物酶解技术

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1、天然植物有效成分的提取新技术——生物酶解技术酶是生物体活细胞产生的，以蛋白质形式存在的一类特殊的生物催化剂。某些酶可以在常温、常压和温和的酸碱条件下，将植物细胞壁分解，较大幅度提高天然植物中有效成分的提取率，改善生产过程中的滤过速度和纯化效果，提高产品纯度和制剂的质量。生物酶解技术包括酶法提取(又称酶反应提取)和酶法分离精制两方面。该技术是在传统的天然植物成分提取基础上进行的，应用常规提取设备即可完成，操作简便，成本低廉。1原理   酶法提取是根据植物细胞壁的构成，利用酶反应所具有高度专一性的特点，选择相

2、应的酶，将细胞壁的组成成分(纤维素、半纤维素和果胶质)水解或降解，破坏细胞壁结构，使细胞内的成分溶解、混悬或胶溶于溶剂中，从而达到提取目的，且有利于提高成分的提取率。许多天然植物中含有蛋白质，采用煎煮法时蛋白质遇热凝同，影响提取成分的煎出，如加入蛋白酶，就可以将天然植物中的蛋白质分解析出，如此可提高成分的提取率。   天然植物水提液除了含有提取成分外，还含有淀粉、蛋白质、果胶、树胶、树脂、黏液质等，这些成分的存在往往使提取液呈混悬状态，并影响提取液的滤过速度，为此要实施除杂，常用的方法有离心法、澄清剂法、

3、醇沉法、大孔树脂吸附法、离子交换法、微孑L滤膜滤过法及超滤法。而酶法除杂是分离精制的新方法，此方法是根据天然物提取液中杂质的种类、性质，有针对性地采用相应的酶，将这些杂质分解或除去，以改善液体产品的澄清度，提高产品的稳定性。由于酶反应具有高度的专一性，决定了酶解方法除杂的高效性。2酶的种类2．1 用于天然植物细胞破壁的酶2．1．1 纤维素酶   纤维素是由链状结构的β-D-葡萄糖以β-l，4-葡萄糖苷键结合而成的聚合物，纤维素分子束聚集成为较大的单位——微纤丝，构成了植物细胞壁的框架，在微纤丝之间的空隙中

4、尚有其他物质(角质、木质素、二氧化硅)，形成植物细胞壁的基本结构。在干燥植物中纤维素约占总重的l／3～l／2。纤维素酶具有分解、软化纤维素、破坏细胞壁、增加植物细胞内容物的溶出量的作用，它是降解纤维素生成葡萄糖的一组酶的总称，包括内切葡聚糖酶、纤维二糖水解酶、β-葡萄糖苷酶3个组分。最适pH值4～5，最佳作用温度40~60℃。2．1．2半纤维素酶   半纤维素包括木聚糖、甘露聚糖、阿托伯聚糖、阿拉伯半乳聚糖和木葡聚糖等多种组分，约占植物干重的35％。含量仅次于纤维素。半纤维素酶由β-甘露聚糖酶、β-木聚糖

5、酶等内切型酶，β-葡萄糖苷酶、β-甘露糖苷酶、β-木糖苷酶等外切型酶以及阿拉伯糖苷酶、半乳糖苷酶、葡萄糖苷酸酶和乙酰木聚糖酶等组成。具有消化植物细胞壁的作用。2．1．3果胶酶   果胶质属于黏液质类，是植物细胞的正常产物，多见于植物的地下部分及种子中。   果胶酶是分解果胶质的聚糖水解酶、果胶质酰基水解酶的一类复合酶的总称。固体的呈浅黄色，易溶于水；液体的呈棕褐色。最适作用温度45-50℃，作用pH值3～6。2．2用于分离精制、改善提取澄清度的酶有木瓜蛋门酶、菠萝蛋白酶、葡萄糖苷酶、转糖苷酶。3应 用3．

6、1酶法提取3．1．1含生物碱类成分酶法提取以黄连提取盐酸小檗碱为例：将黄连粗粉按每g加入10U量的纤维素酶(活力单位2000U·g-1)，充分混匀，加3倍量水，用0．3％硫酸调pH值至5后浸泡，在40℃下恒温水浴90min，将黄连及0．3％硫酸作溶剂置于渗漉筒中，浸渍、渗漉，收集渗漉液，用石灰乳调pH值至10～12，沉淀，抽滤，滤液用浓盐酸调pH值至l～2，加精制食盐使含盐量达7％，充分搅拌，静置24h，滤过，i)l=淀，在60℃下干燥，得盐酸小檗碱粗品。用薄层扫描法进行含量测定，结果表明：黄连经酶法提取

7、后，所得盐酸小檗碱含量为4．2％，而未经酶处理的盐酸小檗碱含量平均为2．5％，两种工艺样品经薄层层析鉴别，提取的成分一致。3．1.2含黄酮类成分的酶法提取以葛根提取总黄酬为例：将葛根粉碎成约lcm左右，用3倍水浸泡，加盐酸调pH至4，加0．5％纤维素酶(活力单位约2000u·g-1)，充分搅拌，置40℃恒温水浴中1．5h，加5倍95％乙醇回流提取1h，滤过，得第一次提取液备用；药渣加5倍60％乙醇回流提取0．5h，滤过，得第二次提取液；两次提取液合并，回收乙醇，离心，取上清液，用正丁醇萃取3次，挥发尽正丁

8、醇，得葛根总黄酮。用紫外分光光度法测定表明，葛根经酶法提取后所得葛根总黄酮含量为8．68％，而未经酶法提取的含量为7．68％。两种T艺样品经薄层层析比较，成分一致。3．1．3含香豆素成分的酶法提取以补骨脂提取补骨脂素、异补骨脂素为例：每g补骨脂加入20U纤维素酶，用硫酸调pH值至4．5，充分搅拌，43cC恒温水浴3h，放冷至室温后，用0．1tool·L-1氢氧化钠溶液调pH值至中性，加乙醇使浸泡液的含醇量达50％，体积为补骨脂