植物天然成分黄酮类化合物的提取方法

2014-10-21邸娜郑喜清韩海军李旭红李亚珍王靖张锐

安徽农业科学 2014年33期

关键词：提取

邸娜郑喜清韩海军李旭红李亚珍王靖张锐

摘要黄酮类化合物是广泛存在于植物体的一大类天然活性成分，具有多种药理和保健作用，在食品、药品、保健品等方面得到广泛应用。对黄酮类化合物提取方法的研究现状进行了综述，并对其发展前景进行了展望。

关键词黄酮类化合物;提取;天然成分

中图分类号 S609.9 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2014）33-11888-02

The Extraction of Plant Natural Ingredients-Flavonoids

DI Na1， ZHENG Xi-qing1， HAN Hai-jun2 et al

（1. Agriculture Department， Hetao College， Bayannaoer， Inner Mongolia 015000; 2. Agrotechnical Promotion Center of Bayannaoer， Bayannaoer， Inner Mongolia 015000）

Abstract Flavonoids are the most widespread group of nature active components found in plant， which have many pharmaceutic and care effects. Flavonoids are widely applied in food， medicine， health care products and so on. In this paper， the research status of flavonoids different extraction methods are reviewed and the developments prospects are also presented.

Key words Flavonoids; Extraction; Natural ingredients

基金项目内蒙古自治区教育厅资助项目（NJZC13388）。

作者简介邸娜（1983-），女，河北卢龙人，讲师，硕士，从事植物栽培生理及天然产物的提取与分离方面的教学与研究。

收稿日期 2014-10-17

黄酮类化合物是一类低分子量的天然物质，是植物体内的次级代谢产物，广泛分布于芸香科、唇形科、豆科、伞形科、银杏科与菊科等植物体内[1]。黄酮类化合物具有C6-C3-C6基本构型，主要分为黄酮及黄酮醇类、二氢黄酮及二氢黄酮醇类、黄烷醇类、异黄酮及二氢异黄酮类、双黄酮类，以及查尔酮、花色苷等。研究表明，黄酮类化合物具有清除生物体内的自由基、抗肿瘤、抗菌、抗病毒、抗炎症、抗过敏、抗衰老等作用，且无毒无害[2-3]，因此在食品、药品、保健品等方面得到广泛应用。基于此，黄酮类化合物的提取、分离、纯化及生物活性等方面受到了国内外学者的广泛关注。

1 黄酮类化合物的提取方法

1.1 溶剂浸提法

1.1.1

水提法。水提法是将植物样品在合适的固液比、提取时间和提取温度等条件下，以水作为溶剂，提取植物样品中黄酮类化合物的方法。周萍芳等通过正交试验的方法确定苜蓿中黄酮的最佳水提条件为提取温度90 ℃，提取时间4 h，固液比1∶40，该条件下苜蓿总黄酮的提取率为 5.862 mg/g[4];王鸿飞等以质量分数3%的硼砂水溶液（pH 9.0）为提取液提取费菜中的总黄酮，总黄酮的得率为5.37%[5];以水提醇沉工艺提取南湖菱壳的总黄酮时，用8倍于材料的水量提取3次，使总黄酮提取率为4.07%[6]。传统的水提法相较于其他提取方法，总黄酮的得率较低，但加入表面活性剂可有效提高溶剂的浸出效能，增加有效成分的提取率。如用含0.003 g/ml吐温-60的水溶液浸提墨旱莲中的总黄酮时，可使总黄酮的得率比传统水提法提高79.64%[7]。

水提法成本低、安全，适合工业化大生产，但用水提取时，提取液中杂质较多（如无机盐、蛋白质、糖等），给进一步分离带来许多麻烦，因此，目前已经很少单一使用该方法。

1.1.2

堿液提取法。黄酮类物质大多具有酚羟基，易溶于碱性水溶液而难溶于酸性水溶液，因此可用碱性水溶液浸提，浸提液中加酸酸化后可得到黄酮类物质。使用该方法提取黄酮类化合物时，常用的碱性水溶液主要为稀碳酸钠溶液、稀氢氧化钠溶液或饱和石灰水（氢氧化钙水溶液）等。氢氧化钠水溶液的浸出能力高，但杂质较多不利于纯化;石灰水可以使一些鞣质或水溶性杂质生成钙盐沉淀，有利于浸液纯化，但浸出效果比氢氧化钠水溶液差，且有些黄酮类化合物与钙结合生成不溶性物质而不被溶出。具体提取过程中，应根据原料的性质选择合适的提取液种类。如刘金香等用8%的NaOH从银杏叶中提取总黄酮，提取率可达86.4%[8];从青钱柳愈伤组织中用含有2.5%硼砂的饱和石灰水溶液（pH 9.0）作浸提液提取，也达到了较好的效果[9]。由于碱液提取法具有工艺及设备简单、操作方便、产品安全、无环境污染、生产成本低等特点，因此常被用于黄酮类化合物的工业化生产。

1.1.3

有机溶剂提取法。

有机溶剂提取法是黄酮化合物经典的提取方法，也是国内外使用最广泛的提取方法。常用的有机溶剂有乙醇、甲醇、乙酸乙酯、乙醚等。有机溶剂提取法可分为3种方法：冷浸法、渗漉法和回流法。冷浸法不需加热，但费时较长，效率低;渗漉法由于保持一定的浓度差，所以提取效率较高，浸液杂质较少，但溶剂用量大，费时较长，操作麻烦;回流法效率较冷浸法和渗漉法高，速度快，但含受热易破坏成分的原料不宜用此法。在有机溶剂提取法中最常使用的溶剂是乙醇，即醇提法。在提取过程中，乙醇的浓度对总黄酮的提取有较大影响，一般认为乙醇的浓度增高有利于总黄酮的提取，但并不绝对，还跟黄酮类物质的结构有关，高浓度乙醇适于提取黄酮苷元类，低浓度乙醇适于提取黄酮苷类。因此在实际提取过程中，应根据不同原料的特点采用不同提取方法。用正交试验法优化忍冬叶中总黄酮的提取工艺时，发现不同的方法提取总黄酮的含量有一定差距，其高低顺序为：回流法≈索氏提取法>超声法≈冷浸法，且以12倍量60%乙醇回流提取2次，每次1.5 h提取效果最好[10];赵浩如等发现，以乙醇为溶剂，速度为2 ml/（kg·min）的渗漉法是提取葛根总黄酮的适合方法[11];杨必成等用无水乙醇为溶剂，分别采用超声法、浸提法、加热回流法和渗漉法提取油菜花粉中的黄酮类物质，综合考虑提出乙醇渗漉法适用于油菜花粉中黄酮类化合物的提取[12]。

1.2 微波辅助提取法

微波辅助提取，又称微波萃取或微波提取，是微波和传统的溶剂提取法相结合后形成的一种新型提取技术。付为琳等在微波功率300 W的条件下，用60%乙醇，以1∶20的料液比，浸提菊花120 s，总黄酮提取率为4.83%[13]。金时等通过比较确定微波辅助提取法较为适合木豆叶中黄酮的提取[14];通过试验筛选出微波辅助提取金银花总黄酮的最佳工艺条件为：料液比为1∶10、微波功率为500 W、提取温度为50 ℃、提取时间为20 min[15]。大量研究结果表明，与常规方法相比，微波辅助提取技术具有提取时间短、溶剂消耗少、效率高、无环境污染、产物易提纯等优势。

1.3 超声波提取法

超声波提取是近年来应用于植物天然功能性成分提取分离方面的一种较成熟的先进技术。利用超声波产生的强烈振动、高加速度、空化效应、热效应、搅拌等作用，可以加速植物有效成分进入溶剂，从而提高提取率，缩短时间，节约溶剂，且避免了高温对所提成分的破坏。利用超声波辅助乙醇提取法提取贯叶连翘中总黄酮，料液比1∶25，乙醇浓度70%，超声时间60 min，超声温度为50 ℃，提取2次，使总黄酮得率达到70.18 mg/g[16]。徐秀泉等用26倍量60%乙醇于50 ℃下超声提取20 min，赶黄草的总黄酮得率为4.14%[17];用20倍量95%乙醇于400 W功率下超声提取45 min，可使毛樱桃中总黄酮的提取达到最好效果[18]。超声提取法经济实用、方便快捷，可在植物天然功能性成分的提取领域推广使用。

1.4 超临界流体萃取

超临界流体提取技术是一种以超临界流体代替常规有机溶剂，实现对中草药等植物功能成分进行提取和分离的新技术。它是利用超临界状态的流体及被萃取的物质在不同的蒸汽压力下所具有的不同化学亲和力和溶解能力进行分离纯化。用作超临界流体的溶剂有CO2、H2O、C2H4、C3H8、CH3OH、NO等，其中CO2以临界条件易达到、无毒、无味、不燃、价廉、易精制等特性应用最为普遍[19]。利用CO2-超临界流体萃取法提取竹叶黄酮时，确定了影响提取率的因素依次为：萃取压力、萃取温度、夹带剂的用量和萃取时间，并确定最佳提取条件为萃取压力40 MPa、萃取温度60 ℃、萃取时间60 min、夹带剂的用量1 ml/g[20]。谢建华等利用响应面法优化超临界CO2萃取苦瓜总黄酮，采用无水乙醇为夹带剂（4.0 ml/g），萃取压力33.4 MPa、46 ℃萃取53.2 min，總黄酮提取率达84.3%[21]。

1.5 酶提取法

植物有效成分大部分包裹在细胞壁内，细胞壁的纤维素、果胶或细胞间质的致密组织会对细胞内活性成分的扩散造成阻碍，可使用适当的酶如纤维素酶、果胶酶等作用于植物材料，破坏细胞壁的致密结构，减少对所提取物质的阻碍作用，提高有效成分的溶出率。另外还可用木瓜蛋白酶、葡萄糖苷酶、菠萝蛋白酶等酶处理植物材料，去除淀粉、果胶、蛋白质等杂质，为后续的分离精制创造有利条件[22]。王岩岩等用纤维素酶提取陈皮黄酮，当温度为60 ℃，pH为6.0，酶用量为0.1%时，酶解1.5 h，黄酮提取率可达到6.96%[23]，为化学法黄酮提取率的2.5倍。在温度55 ℃，pH 4.5的条件下，使用0.8 mg/ml纤维素酶和0.5 mg/ml果胶酶对苦瓜叶酶解140 min，总黄酮的提取率可达到3.13%，比直接醇提工艺提高了30%以上[24]。张志东等用纤维素酶添加量为50 U/ml，果胶酶添加量为100 U/ml的复合酶提取甘草渣中黄酮类物质，使黄酮得率较直接醇提法提高了25%以上[25]。大量研究表明，酶法提取具有能耗低、得率高、保持所得产物的稳定性及生物活性、无污染等特点，因此被广泛用于各种植物功能性成分的提取。

1.6 半仿生提取法

半仿生提取法[26]是模仿口服给药在胃肠道的转运过程，采用选定pH的水提取，以提取“活性混合体”。该方法将中药或复方的药效物质最大限度地提取出来，能保持原中药或复方中药原有的功效。赖红芳等利用半仿生法提取了哥王总黄酮，确定提取优化工艺条件为70%乙醇、料液比1∶14 g/ml、回流提取温度80 ℃、提取时间为70∶35∶35（min），提取3次，此条件下总黄酮得率为4.73%[27]。庞中磊等在单因素试验和正交试验的基础上，获得半仿生法提取柚皮总黄酮的最佳工艺条件：以pH 2.5的盐酸和pH 7.5、8.0的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液作为提取液，液料比为25 ml/g，70 ℃下提取60 min，重复提取3次，柚皮总黄酮的提取量为 50.65 mg/g[28]。

2 展望

黄酮类化合物种类繁多，在植物体中分布广泛，具有多种药理和保健作用，且人体不能直接合成，只能从食品中获得，所以从植物中提取纯度高、活性强的天然黄酮成分逐渐成为近年来科学家研究的热点问题之一。在黄酮类化合物的提取和分离过程中，能够使用的技术和方法有很多，且各有特点，但由于植物结构的复杂性和差异性，以及黄酮类物质的多样性，各种方法的适用性也各有差异。因此在具体的操作过程中，应根据植物的特性，黄酮类化合物的种类，选择适合的提取和分离方法。

参考文献

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