艾叶中生物活性物质及其提取方法探索

任旭华， 王珊珊*， 冯 哲

(1.沈阳工学院生命工程学院，辽宁抚顺 113112；2.抚顺矿业集团设计院有限责任公司，辽宁抚顺 113008)



艾叶中生物活性物质及其提取方法探索

任旭华1， 王珊珊1*， 冯 哲2

(1.沈阳工学院生命工程学院，辽宁抚顺 113112；2.抚顺矿业集团设计院有限责任公司，辽宁抚顺 113008)

艾叶是一种历史较为悠久的中药，在《别录》、《药性论》、《本草纲目》等书中均对其有记载[1]。艾叶为多年生草本类植物，分布于东北、华北、华东、西南各省区，林缘、山坡、荒地均有种植，对艾蒿的食用或药用记载渐多。《本草纲目》中记载：“此草多生山原，二月宿根生苗成丛，其茎直生，白色，高四五尺，其叶四布，状如蒿，分为五尖，桠上富有小尖，面青背白，有茸而柔厚，七八月叶间出穗如车前穗，细花，结实累累盈枝，中有细子，霜后始枯。”[2]。艾叶是一种菊科类植物，其干燥叶具有散寒止痛、温经止血等作用。艾叶又被称为中医之草，最早被记载于《中医名录》。传统中医认为艾蒿具有温经止血、散寒止痛、镇咳止喘、燥湿止痒等功效。将艾蒿置于室内点燃，通过烟熏可清洁空气，消灭蚊蝇，且杀死细菌、霉菌和病毒等[3]。艾叶对多种真菌、细菌等均有抑菌效果，用不同提取方法进行艾叶抑菌活性物质的提取，其抑菌效果各不相同。笔者在此通过微波提取法、超声波提取法、有机溶剂萃取法进行艾叶中抑菌活性物质的提取方法优化，获得具有良好抑菌效果的提取方法。

1艾叶中的生物活性物质及其抑菌作用

大量的药理研究证明艾叶水浸剂、艾叶烟熏和艾叶油有抗细菌、抗真菌、抗病毒、抗支原体作用[4]。艾叶中主要起到抑菌作用的物质是艾叶的挥发油。挥发油的主要成分α-松油醇、8-桉叶精、α-侧柏酮(α-thujone)、α-水芹烯(α-pHellandrene)、丁香烯(β-caryopHyllene)、莰烯、樟脑、藏茴香烯、反式苇醇(transcarveol)[5]。

传统的中医认为艾叶具有理气血、驱寒湿和杀虫等作用，21世纪许多学者对艾叶药理作用进行了研究，并取得了一定的成果。如刘萍等针对艾叶水煎后对妇科阴道炎中常见的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、肺炎双球菌、白念珠菌等进行体外抑菌试验，结果证明艾叶水煎液对这5种菌种均有明显的抑制作用[6]。近年来国内学者对艾叶的抑菌性和活性成分提取研究表明，艾叶的生物活性对于一些病原菌微生物具有抑制作用[7-8]。艾叶的水提物还具有一定的抗肝癌活性作用，尹美珍等通过试验发现艾叶水提物能够使肝癌细胞形态改变而死亡[7]。宋建勇等通过将艾叶水提液涂抹在电话筒和门把手上，隔5 min发现自然杀菌率在99.99%以上；试验证明艾叶复方消毒液对各类细菌和真菌均有灭菌作用，试验中小鼠口服后没有死亡，皮肤过敏测试后无出现过敏现象，故使用艾叶复方消毒剂是安全的[8]。

新鲜果蔬采后腐烂是一个全球性的问题，据报道，发达国家有10%～30%的新鲜果蔬损失于采后腐烂，而在发展中国家，果蔬的腐烂率竟高达40%～50%，最终原因是病原微生物侵染引起果蔬采后腐烂[9]。现在对新鲜蔬菜的保鲜方法一般采用的均是气调法和冷藏法，但由于使用这2种方法均需要大投资，产生的费用比较高，会增加蔬菜的生产成本。研究发现，艾叶不但能够抑制各类真菌和细菌的生长，在果蔬防腐方面也起到一定作用。如李建民等对黄瓜在储藏过程中容易产生失重、变软、维生素C含量降低等问题进行试验，结果发现用18%艾叶提取液浸泡黄瓜8 min时能取得较好的保鲜效果[10]。

近年艾叶又被作为染色剂使用于真丝染色，用艾叶提取液中的天然色素对真丝直接染色，艾叶提取液染色的真丝色牢度尚可，且具有抗菌性和芳香性[11]。

艾叶从最开始在《本草纲目》等中被作为药材记载，被用来针灸和内服，现在被作为抗肝癌、保鲜和染色等作用，艾叶中活性物质的应用越来越广泛，但艾叶的抑菌性也一直是人们探讨的话题，而关于提取工艺的探索却很少。

2艾叶中活性物质的提取方法

2.1有机溶剂提取

2.1.1有机溶剂提取的原理。 有机溶剂提取法是根据相似相溶原理进行，通过适当的溶剂将化学成分从原料中提取出来。植物成分中，萜类、甾体等及芳香类化合物极性较小，易溶于三氯甲烷、乙醚等亲脂性溶剂，因此上述溶剂是在常温或低热(<80 ℃)条件下常用的提取剂。

2.1.2有机溶剂提取的适用性。 李婷等在使用不同有机溶剂提取雨生红球藻中的虾青素时发现，乙醇溶液的提取率虽然略低于二氯甲烷，但无水乙醇具有安全、低毒等优势，最终选用无水乙醇作为提取虾青素的有机溶剂[12]。由于试验中不仅要考虑试验效果，更要考虑到试验的安全性。乙醇提取早期被应用在色素提取中，为人类提供相对安全的色素。乙醇最开始被姚德恩用于提取苋菜中的可食用色素，乙醇提取的色素中含有的金属离子均符合食品添加剂国家标准且无毒[13]。乙醇在其他类物质提取中也能应用到，杨兰花等发现利用乙醇溶液萃取菜籽油卵磷脂，且得到一定纯度，达到较高提取率的卵磷脂，为高纯度的卵磷脂提取做了准备[14]。朱媛等以姜辣素为参数，探索乙醇溶剂提取姜辣素的最佳工艺条件[15]。曹洪玉将乙醇应用于抗生素提取，该试验中，乙醇被用于萃取菌丝体中的阿维菌素，阿维菌素是目前最有效的农用杀虫剂、兽用杀虫剂，是杀灭动植物病虫害的重要抗生素之一[16]。除此之外，乙醇还被应用于提取大蒜中的主要活性物质大蒜素，这种方法具有操作简单、操作成本低、蒜素提取率高的特点[17]。

2.2超声波提取

2.2.1超声波提取的原理。超声波一般用于辅助提取。超声波是一种弹性机械振动波，其传播的振动频率在弹性介质中高达20 kHz。介质振动产生空化现象，它可造成植物细胞壁及整个生物体的瞬间破裂，使溶剂能渗透到药材的细胞中，从而加速药材中的有效成分溶解于溶剂。

2.2.2超声波辅助提取的适用性。超声波辅助提取已经应用于多种物质的提取，刘航等利用超声波辅助提取荞麦中的多糖物质[18]。超声波法也被应用于食用菌中多糖的提取[19]。超声波对于各类活性物质均有提取效果。陈晓明等利用超声波辅助法提取木薯皮中的抗胆碱酯酶活性物质，发现超声波法具有提取率较高、提取物活性好、溶剂用量少等特点[20]。盛桂华等利用超声波辅助提取山豆根氧化苦参碱，通过比对试验发现利用超声波提取比对照组的提取率明显提高，且提取纯度也提高[21]。李敏晶等利用超声波提取法对海燕总皂苷的提取工艺进行了研究，发现超声波提取有耗时短、提取率高等优点[22]。孟凡丽等进行了超声波提取法在越橘果实花色苷提取方面的研究[23]。超声波法不但被用在植物中活性成分提取，对于肉类中有害残留物也有影响。高亚妮等研究了利用超声波技术提取花椒皮中总黄酮工艺和抗氧化性[24]。超声波对于提取酚类物质也有提取效果。王贤萍等研究利用超声波技术提取苹果中绿原酸、儿茶素、表儿茶素、原花青素、根皮苷、斛皮苷等多种酚类物质的优化[25]。刘新等分析了荔枝壳中的原花青素超声波提取工艺，为荔枝中原花青素和食品中色素的有效利用提供了借鉴[26]。

2.3微波提取法

2.3.1微波提取的原理。微波波长在0.1～100 cm，微波提取把微波作为一种与物质相互作用的能源来使用，微波具有吸收性、穿透性、反射性，分子对微波具有选择性吸收，极性分子可吸收微波能，然后松弛，以热能形式释放能量，使介质内部升温，造成介质内部压力过大，导致成分流出流于溶剂中[18]。

2.3.2微波提取的适用性。微波提取法是近年来新兴的提取方法，但它也已经被应用于各类提取试验中。韩艳丽等利用微波法辅助提取茶树花中的多糖类物质[27]；饶龙春等进行了超声辅助法提取橙皮色素的工艺优化试验[28]；郭婕等对黑豆中大豆异黄酮类微波提取工艺进行了优化[29]。微波提取法也被用于果胶提取。冯银霞研究了微波萃取菠萝皮中果胶工艺，探讨了利用果酸铵作为提取溶剂和微波处理法提取菠萝皮中果胶的工艺条件，发现果胶的提取率有很大提高[30]。微波提取法也被应用在植物中膳食纤维的提取。李昌文等研究微波辅助提取芹菜渣水溶性膳食纤维工艺条件，该试验方法提高了芹菜的利用价值，增加了芹菜产业的经济价值[31]。微波辅助法被广泛应用于各种试验，更是与其他试验相结合，更加强了试验效果，姜国芳等研究微波辅助水酶法提取樟树籽油的工艺，发现该试验方法比传统的化学提油方法更加环保、成本低，起到了让樟树籽变废为宝的作用[32]。

综上所述可知，有机溶剂提取法、超声波提取法、微波提取法被应用于植物的果实、叶子、籽中各类活性物质的提取，如多糖类、酮、酚类、膳食纤维、植物籽油、色素和膳食纤维等物质的提取，且也被用于抗生素类物质的提取，所以利用这3种方法提取艾叶中的活性物质有一定的可行性。但不同提取方法对不同活性物质提取效果不同，选用3种不同提取方法可探索艾叶中抑菌活性物质的最佳提取工艺条件。为比较3种不同方法的抑菌性，可选用比较常见的引起污染或腐败的大肠杆菌作为试验对象。大肠杆菌又称为大肠埃希菌，给人类的健康和畜牧业的发展带来严重的损害，是威胁人类和动物健康的重要致病菌。近年来由大肠杆菌引起的“毒黄瓜”事件，造成12个国家近2 900人感染，30人死亡[33]。因此，可选用大肠杆菌作为艾叶中抑菌活性物质的观察对象。

3展望

研究表明艾叶中的活性物质具有抑菌效果，虽然证实艾叶中含有抑菌成分，但并没有系统研究和优化艾叶中抑菌活性物质的提取方法。可使用有机溶剂提取法、超声波辅助提取法、微波提取法进一步对艾叶中抑菌活性物质进行提取。由于3种提取方法均能提取不同生物活性的物质，通过对有机溶剂法、超声波法、微波提取法对艾叶中抑菌活性物质的提取优化，可以获得最佳的提取工艺。这将会为艾叶中抑菌活性物质的提取提供技术支持。

艾叶的产量相对较高，仅蕲春县年产量就可达10万kg以上，质优效佳，且适宜性强，极易栽培[2]。有很强大的储备资源，艾叶对环境无污染、无刺激性，使用安全、无副作用，气味芳香。人们对平时使用的各类生活类产品趋向于纯天然化，且艾叶本身对皮肤的刺激性较小、服用后几乎没有毒副作用等特点，可开发各种产品。

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摘要艾叶中含有许多生物活性物质，目前，对生物活性物质的提取主要使用有机溶剂提取法、超声波提取法、微波提取法。在此对艾叶的抑菌活性进行介绍的同时，对其活性物质的提取方法进行了初步探讨和可行性分析，为艾叶中活性物质的进一步研究奠定基础。

关键词艾叶；抑菌活性物质；提取方法

Exploration on Bioactive Substances inArtemisiaargyiand Its Extraction Method

REN Xu-hua1, WANG Shan-shan1*, FENG Zhe2(1. School of Life Engineering, Shenyang Institute of Technology, Fushun, Liaoning 113112; 2. Fushun Mining Group Design Institute Co. Ltd., Fushun, Liaoning 113008)

AbstractArtemisia argyi contains many bioactive substances. Currently, method for extracting bioactive substances mainly include the organic solvent extraction method, ultrasonic extraction and microwave extraction. The antibacterial activity of Artemisia argyi was introduced, the extraction methods for bioactive substances were discussed, and feasibilty analysis was conducted, which will lay a foundation for further research of bioactive substances in Artemisia argyi.

Key wordsArtemisia argyi; Antibacterial substances; Extraction method

收稿日期2015-04-29

通讯作者

作者简介任旭华(1993- )，女，陕西宝鸡人，本科生，专业：生物工程。*，讲师，硕士，从事生化与微生物研究。

中图分类号S 567

文献标识码A

文章编号0517-6611(2015)18-177-03