银杏中黄酮类化合物提取分离方法研究进展

2012-04-29冯朋,张丽萍,白利涛

天津农业科学 2012年2期

关键词：银杏前景

冯朋,张丽萍,白利涛

摘要：系统地介绍了提取分离方法的分类,对目前已报道的银杏中黄酮类化合物的提取分离方法进行了综述,指出了新型分离技术中的耦合与集成技术应有更佳的应用前景。

关键词：银杏；黄酮类化合物；提取分离方法；前景

中图分类号： S664.3 文献标识码：ADOI编码：10.3969/j.issn.1006－6500.2012.02.013

Research Advancement of Extraction and Separation of Flavonids from Ginkgo

FENGPeng,ZHANGLi-ping, BAI Li-tao

(Department of Materials and Chemical Engineering, Sichuan Institute of Science and Technology, Zigong, Sichuan 643000,China)

Ａｂｓｔｒａｃｔ: This paper introduced the methods of extraction and separation of classification, secondly, the Ginkgo flavonoids extraction methods that has been reported were summarized.At last, it pointed out that the new separation technique in which the coupling and integration technology should have better application prospects.

Key words: ginkgo；flavonoids；extraction and separation method；prospect

银杏树又称白果树或公孙树,属银杏科植物,主要产于中国,是当今地球上最古老的树种之一[1]。黄酮类化合物是银杏叶中的主要药效成分,银杏叶黄酮具有广泛的生物活性,具有抗氧化活性、抗肿瘤活性、抗炎症和调节免疫细胞效应等[2-7]。为了能更合理地利用银杏资源,提高银杏中黄酮类化合物的利用率,笔者对银杏中黄酮类化合物提取分离方法研究进展进行了综述。

1提取分离方法的分类简介

1.1 传统分离方法

依据分离原理不同,传统分离方法可分为机械分离、反应分离和传质分离三大类[8]。机械分离利用机械力将两相混合物相互分离,分离对象主要是两相混合物；反应分离借助化学反应分离或除去组分,适用于可逆反应和分解反应等；传质分离以质量传递为主要理论基础,可在均相或非均相混合物中进行,适用于精馏、萃取、吸附、结晶等过程的分离,具体传质分离分类见表1。由表1可以看出，传质分离技术更适合于银杏中黄酮类化合物的提取分离。

1.2新型分离技术

新型分离技术在近几十年得到快速发展,在很多领域,它比传统分离技术更具有优越性,可大致分为3类：第一类对传统提取分离方法变革后的分离提取技术,如超临界萃取、液膜萃取和色谱萃取等；第二类基于材料科学发展的提取分离技术,如反渗透、超滤等膜分离提取技术；第三类各种提取分离相联合的分离提取技术。现对具体的新型提取分离技术进行介绍。

1.2.1超临界萃取超临界萃取是基于萃取机理的一种新型分离技术,广泛用于中药材中有价值和生物活性物质的提取。何扩等[11]采用乙醇浸提与超临界用CO2萃取的方法,研究了从银杏叶中提取黄酮类化合物的工艺条件,结果表明：在较低操作压力的下，能有效地提取银杏叶中黄酮类化合物，总黄酮的提取率达2.61%，纯度达27.7%。超临界流体具有低温下萃取,无溶剂残留和可以选择性分离等优点，是目前研究的一个热点,但是超临界流体萃取的实际应用还不完全成熟,主要是设备投资费用过大,设计经验不足,设计基础数据缺乏。

1.2.2双水相萃取双水相萃取也是基于萃取机理的一种新型分离技术,双水相萃取技术分离原理是物质在双水相体系中的选择性分配。双水相萃取可用于天然产物的分离纯化[12]。双水相萃取技术的较高选择性和专一性,适用于从中药材所含众多化合物中提取黄酮类物质。赵晓莉[13]双水相萃取提取分离柿叶中的黄酮类化合物，在聚乙二醇-盐双水相体系中,得到最佳实验条件：pH值11,MgCl2质量分数为3%,温度25 ℃。双水相体系具有分离快,萃取温度低,设备投资少,操作简单,无溶剂残留等特点。

1.2.3膜分离技术膜分离技术是指在分子水平上不同粒径分子的混合物通过半透膜时,选择性分离的技术,是人们掌握的最节能的分离和浓缩技术之一。目前，膜分离技术广泛用于水处理领域如海水淡化、超纯水的制备及医药工业等。陈玲等[14]利用膜分离技术对紫花杜鹃干燥嫩叶中黄酮类化合物进行分离纯化研究,结果表明:将紫花杜鹃干燥嫩叶中黄酮类化合物提取液依次通过相对分子质量为105、5×104、104的截留膜后,其纯度可达到46.07%。膜分离技术具有分离效果高、操作简单、费用低的特点,但是适用范围受到限制,常常因加工温度、药材成分、pH、膜的耐药性、膜的耐溶剂性等的不同,有时不能使用膜分离。

1.2.4耦合与集成技术将分离与反应等两种或两种以上的单元操作耦合或结合在一起并用于工业分离的过程称为集成过程或杂化过程。实现了物料与能量消耗最小化、工艺过程效率的最大化、混合物最优分离和获得最佳的产物浓度。如膜分离和超声波提取、膜分离和萃取等常规化工分离技术相结合。张晓飞[15]用超声波辅助提取技术和膜分离技术在红花黄色素提取与纯化中的基本规律，实验结果表明:相对于传统溶剂浸提法,超声波辅助萃取法的提取率提高约30%,膜分离方法得到产品的纯度高。采用这种集成技术比单独应用膜分离技术或使用单独的传统的分离技术更有效、更经济。

2目前文献报道的银杏中黄酮类化合物提取分离方法简绍

2.1水提法

水提法即煎煮法将中药材加水煎煮取汁的方法。由于浸出溶剂常用水,故也称为水煮法或水提法。水作为浸取溶剂具有生产成本低,无环境污染等优点,但是水提法提取时,提取分离效率低，浸取液杂质（如无机盐、蛋白质、糖和淀粉等含量较高）,给进一步分离纯化带来许多困难[16]。

2.2超声波提取

超声波提取是近年来应用到中药材有效成份提取分离较成熟的手段之一。超声波萃取是基于超声波的特殊物理性质，通过压电换能器产生的快速机械振动波来减少目标萃取物与样品基体之间的作用力从而实现固─液萃取分离。刘晶芝等[17]研究了银杏叶黄酮类化合物的超声波法提取工艺,实验表明最佳工艺条件:超声波频率为40 HZ,处理时间55 min,提取温度35 ℃,静置3 h,提取率可达81.9%，测得总黄酮含量为1.07%。超声波提取方法具有操作简单,提取率高,能耗低，很好地避免高温高压对中药材有效成分的破坏，作为提取的一种手段有着广阔前景，但它对容器壁的厚薄及容器放置位置要求较高,目前实验研究都是处于很小规模,如果要用于工厂生产,还有待于解决工程设备放大的问题。

2.3微波萃取

微波萃取是通过透入内部的能量被物料吸收置换成热能对物料进行加热,形成独特的物料受热方式,具有均匀性受热的特点。陈金娥[18]采用微波萃取银杏叶黄酮类化合物,通过单因素实验和正交试验结果,确定提取的最佳条件:温度55 ℃,功率800 W,液固质量比70∶1,处理时间6 min,提取率可达3.578%。微波萃取技术与传统煎煮法相比较,具有高效性和选择性强等特点,而且具有操作简便、副产物少、提取率高等优点[19],有效克服了药材细粉易凝聚易焦化的弊病,但这一技术应用于中药草提取还不够成熟和完善,其萃取机理还有待于进一步研究。

2.4 半仿生提取

半仿生提取法是近几年提出的新提取方法。它是从生物药剂学角度出发,将药物研究法与分子药物研究法相结合,模拟口服药物经胃肠道转运吸收的环境,采用活性指导下的导向分离方法。王蕙等[20]用正交试验对银杏叶总黄酮的半仿生法提取工艺进行优选。得到最佳工艺条件为：提取液浓度80%、温度80 ℃、固液比1∶20(g·mL-1)。半仿生提取法优点是不但可以提取和保留中药材更多的有效成分,而且能缩短生产周期、降低成本[21]，但缺点是目前半仿生提取法大多仍沿袭高温煎煮方式,易影响有效活性成分,降低药效,影响了半仿生提取的应用。

2.5酶解提取法

酶解提取法适用于被细胞壁包裹的黄酮类化合物的提取。利用酶反应的高度专一性,破坏细胞壁,使其中的黄酮类化合物得到释放。王晖等[22]研究了银杏黄酮的酶解提取工艺,实验得到酶解过程的最优参数为:料液中酶浓度为0.125 g·L-1，酶与底物比为1∶1 200,温度45 ℃,自然pH值，时间2 h,银杏叶经纤维素酶预处理后进行浸提,总黄酮提取率显著提高，可达。酶解法提取中药材有效成分时收率明显提高,具有较大的应用潜力,但该技术也存在着一定的局限性，酶解法提取对实验条件要求较高,为使酶发挥最大作用,必须先通过实验确定最适温度、pH值及最适作用时间等，能否用于工业化的中药材提取，还需综合考虑酶的浓度、底物浓度、抵制剂等对提取物的影响,制约了其在实际生产中的应用。

2.6连续逆流提取法

连续逆流提取的工作方式为整个提取过程在密闭状态下进行，使提取过程达到连续、逆流、动态和自动化、智能化提取。张毅等[23]研究了连续逆流提取多穗柯黄酮的工艺条件。确定了最佳工艺∶提取级数级,温度100 ℃、按照1∶30的料液比,时间40 min，黄酮提取率可达88.26%。连续逆流提取的优点是提取效率高、节省溶剂,具有连续性操作的特点，缺点是影响因素多、工业化生产需优化很多参数。

2.7有机溶剂提取法

有机溶剂法亦称共沉淀法,将药物与载体材料共同溶解于有机溶剂中,蒸去有机溶剂后使药物与载体材料共同析出,经干燥即得。甲醇和乙醇是最常用的黄酮类化合物提取溶剂,乙酸乙酯和丙酮也常用来提取黄酮类化合物[24]。田呈瑞[25]采用索氏提取法,用乙醇提取银杏叶中总黄酮,实验最佳条件为:银杏叶粉碎至0.25~0.30 mm,用乙醇以液固比6∶1,提取温度80 ℃,提取次,每次1 h,银杏叶中总黄酮提取率可达87.6%。有机溶剂提取黄酮的优点是其选择性好,渗透性强,提取率比水提法高,缺点是提取产物的有效成分质量分数不高,造成后面纯化困难,且使用大量有机溶剂对环境有污染[26]。

3结论与展望

中国是银杏生产大国,应对银杏资源进行有效的开发和利用,其中，银杏黄酮类化合物提取分离方法研究就是值得关注的课题之一。目前银杏黄酮类化合物提取分离方法很多,但多数集中于传统分离技术的应用,在提取成本、提取率等等方面还需进一步提高。此外,超声波提取和双水相提取[27]连用技术,超声波和微波联合提取[28]等技术也开始应用于银杏中黄酮类化合物提取分离,并且效果不错。为了使银杏等中药材能更好的造福社会,显然,从分离学的角度分析,新型分离技术中的耦合与集成技术应有更佳的应用前景。

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