植物中黄酮类化合物的提取方法及其应用*

吴海莹，倪春林，王 磊

(华南农业大学材料与能源学院制药工程系，广东 广州 510642)

黄酮是一种天然活性产物，广泛存在于自然界的多种植物中，具有消炎抗菌、抗氧化和降低胆固醇等多种功效。依据其多种的生物活性，黄酮类化合物在生物医药、食品等领域均有应用，本文主要综述了基于绿色溶剂提取法、微波萃取法、超高压提取法等在内的植物中黄酮类化合物的提取方法，为往后黄酮类化合物提取工艺的改良及创新起到参考作用。

1 提取工艺及其应用

1.1 基于绿色溶剂提取法

绿色溶剂，主要是指水、离子液体、超临界流体等，因其拥有绿色环保等优点被广泛应用于植物中黄酮类物质的提取。

1.1.1 超临界流体萃取法

超临界流体萃取法是利用超临界流体来萃取某种高沸点和热敏性成分，从而分离和提纯，超临界流体是指温度和压力略超过或几乎接近临界并且状态介于气体和液体之间的流体[1]。该法对环境友好、高效节能、毒性低且提取率高，但相关设备成本高昂，且不适于提取极性较大的黄酮类化合物。超临界流体中最常用的是CO2，主要影响参数为料液比、夹带剂流量等。鲍玲玲等人采用超临界CO2萃取法提取果皮中的黄酮类化合物，在最佳提取条件下，黄酮的提取率达14.96%[2]。

1.1.2 离子液体提取法

离子液体提取法是一种基于离子液体对纤维素的较强的溶解能力，破坏植物细胞的细胞壁，释放细胞中有效成分的方法。这种方法条件十分温和，提取时间短且提取效率高，主要影响参数为离子液体的选择及浓度。贾晓丽等[3]利用超声辅助季膦离子液体来提取野生艾草总黄酮，在最优工艺条件下，艾草总黄酮提取率为18.45%。

1.1.3 水热法

水热法的原理是利用一定的水热温度和压力破裂植物细胞的细胞壁，促进溶剂的渗透，释放细胞内有效活性成分。该法成本低，操作简单，后续处理简便，不会影响物质的生物活性。李杰等[4]利用水热法提取黄芩中的3种黄酮类物质，通过响应面法进行优化。大量实验结果证明，该法能够极大减小操作的随机性、盲目性。

1.1.4 醇提法

乙醇成本低，对环境污染小，处理方便，乙醇溶液常被选用来提取植物中的黄酮类物质。石同同等[5]用超声波辅助乙醇提取中华苦荬菜总黄酮，得到总黄酮得率为1.34%；杨树青等[6]用超声波辅助乙醇正交提取山苦荬总黄酮，提取率为4.76%。

1.1.5 亚临界水提取法

亚临界水提取法的原理是以温度为沸点与临界点之间的亚临界水为提取溶剂，通过调节温度和压力，使得亚临界水的极性发生变化，提取有效成分。该法提取效率高、成本低、效果好。Cheigh等[7]研究对比亚临界水提取、热水提取和有机溶剂提取这三种方法，实验结果表明亚临界水提取法得到的黄酮提取效率和黄酮得率比热水提取法及有机溶剂提取法高。

1.1.6 天然深层共晶溶剂提取法

天然深层共晶溶剂是一种混合物，由两种或两种以上含有氢键的供体及其受体构成，它的成本比较低，没有毒性，十分环保而且操作方便。Meng等[8]分别用有机溶剂提取法和天然深层共晶溶剂提取法提取蒲黄中的黄酮类物质，结果表明天然深层共晶溶剂提取法的提取效率更高。

1.2 微波萃取法

微波萃取法的原理是利用微波射线辐射植物细胞，升高植物细胞的内部温度、增大内部压力，使得细胞壁破裂，有效成分被释放。这种方法环保节能、提取效率高、选择性比较强、应用广。谷政伟[9]采用微波辅助碱液提取花生壳黄酮，在最佳提取条件下，黄酮提取得率为1.113%。

1.3 超声提取法

超声提取法的原理是通过超声波的空化作用，一定程度上破坏植物细胞的细胞膜，释放内部的有效成分，提取液的不断振荡会加快扩散提取液中的溶质，超声波产生的热效应稳定了水温，对原料有水溶作用[10]。这种方法能够有效地缩短提取时间而且提取效率高，操作简单，该方法主要影响参数为超声波功率、乙醇体积分数。李咏梅等[11]分别用乙醇浸提和超声辅助提取法提取梅州金柚柚籽中的总黄酮，结果表明超声辅助提取金柚籽中黄酮得率比乙醇浸提法高。

1.4 酶解提取法

酶解提取法的原理是纤维素酶催化裂解植物细胞细胞壁上的β-D-葡萄糖苷键，破坏细胞壁，释放出内部的有效成分。该法一般会与超声振动技术结合，加快细胞内物质的流动。具有高效节能，有效成分提取率高等优点。李侠等[12]利用超声波辅助酶解法来提取绿豆皮中的黄酮类化合物，在最佳提取条件下，黄酮得率可达到(0.831±0.020)%，比单独超声波提取时得率高。

1.5 回流提取法

回流提取法的原理是在加热过程中，易挥发的有机溶剂回流提取提取瓶内的有效成分。但该法消耗较多有机溶剂，需要多次添加、反复回流提取造成浪费，操作繁琐。连续回流提取法利用溶剂的回流作用以及虹吸原理，使用较少的有机溶剂，同时有效成分提取率高。荆常亮[13]对比回流法和超声波辅助法对紫花苜蓿总黄酮的提取效果，回流提取法在最佳提取条件下，黄酮提取量为4.72 mg/g。

1.6 闪式提取法

闪式提取法的原理是在室温及合适的溶剂中，利用高速机械剪切力破碎中药材至细微的颗粒，通过剧烈搅拌和强力震动来溶解有效成分，该法具有提取效率高、时间短、溶剂用量少、不破坏热敏性成分等优点[14]。陈俊波等[15]研究闪式提取荷叶总黄酮的工艺条件，实验结果表明在最佳提取条件下，闪式提取法得到的黄酮提取率最高，同时稳定性好，可以广泛应用于工业领域中。

1.7 超高压提取法

超高压提取法的原理是利用高压改变植物细胞中化合物的非共价键，破坏细胞壁，释放细胞内的有效成分。该法提取效率高，提取时间短。张翔等[16]应用超高压提取法提取淫羊藿中的黄酮，结果表明超高压提取工艺的提取率比加热回流法高。

1.8 内部沸腾法

内部沸腾法的原理是使植物细胞的内部组织沸腾从而带来对流速度，加速细胞内的有效成分的释放，该法一般会与超声波辅助作用，具有高效快速、操作简便等优点。汪建红[17]采用超声波辅助内部沸腾法提取脐橙皮黄酮，在最佳提取条件下，黄酮平均得率为0.9449%，高于相同条件下单纯超声波法及单纯内部沸腾法。

1.9 表面活性剂辅助提取法

表面活性剂辅助提取法是一种利用表面活性剂吸附、润湿、增溶和分散等的一系列的物理化学作用提取植物细胞中有效成分的方法[18]。表面活性剂能增加植物细胞细胞壁的渗透性，促进有效成分的提取。该法提取时间短，提取效率高，成本低，主要影响参数为表面活性剂的浓度、结构等。陈琼等[19]利用表面活性剂辅助提取青钱柳中的黄酮，总黄酮含量为(76.27±0.27)mg/g。

1.10 蒸汽爆破辅助提取法

蒸汽爆破辅助提取法的原理是利用高温高压，当高温饱和蒸汽的渗透与瞬间压力的释放同时作用于植物细胞使其破裂，释放内部有效成分。该法提取时间不宜过长，否则将会影响黄酮类化合物的生物活性。张兵兵等[20]利用蒸汽爆破法提取银杏叶中黄酮类化合物，结合响应面法优化提取工艺，在最佳提取条件下，银杏黄酮得率为7.67 mg/g，与传统有机溶剂提取法相比，提取率提高了2.1倍。

1.11 脉冲电场辅助提取法

高压脉冲电场的作用过程是：与容器绝缘的两个电极在短时且重复的高压脉冲电场下处理容器内的样品。作用于植物细胞时，在电脉冲的作用下，细胞质膜渗透性增加，促使细胞内的有效成分流出。该法操作简便安全、温度变化不大、时间短、耗能低、但设备成本较高。代名君等[21]利用高压脉冲电场技术提取葛花总黄酮，在最佳提取条件下，提取得到的黄酮得率达10.373%。

1.12 加压液体提取法

加压液体提取法是一种提高溶剂温度和压力，改变提取体系的动力学特征和分配系数，从而达到萃取样品目的的方法，该法具有提取时间短、原料消耗少、操作方便简单等优点，但是相关设备成本高[22]。Xi等[23]利用加压液体提取法来提取槐花中的黄酮类化合物，在最佳提取条件下，提取得到的黄酮量为(200.00±8.63)mg/g。

1.13 动态高压微流化辅助提取法

动态高压微流化辅助提取法是一种结合高速的冲击、高频的振动、瞬时压力的下降、强烈的剪切、空化及超高压的综合力量的动态高压技术[24]。这种方法的提取效率高且对环境环保，但是相关设备成本较高。Jing等[25]利用动态高压微流化辅助提取香附叶中总黄酮，黄酮提取率比对照组高。

1.14 半仿生提取法

传统的半仿生提取法主要是以水为溶剂，在高温下进行煎煮，但过程中药物有效成分的结构容易发生改变。目前，在超声波、微波等其他技术的辅助下，该法能够有效地避免有效成分的损失，更加广泛地应用在有效成分的提取中。该法具有提取时间短、成本低、能够保持有效成分的生物活性等的优点。牛广俊等[26]利用超声辅助半仿生提取金花茶花中的黄酮类成分，在最佳提取条件下，总黄酮得率为135.05 mg/g。

1.15 超滤法

超滤法是利用超滤膜膜孔的大小不同，根据有效成分的分子形状及其相对分子质量，对分子进行筛分和吸附等，实现分子之间的分离。该技术操作方便简单，安全环保，主要影响因素为超滤的压力和温度。徐秋燕等人利用超滤法研究提取银杏叶和绞股蓝中的黄酮，实验结果表明绞股蓝提取物和银杏叶提取物的黄酮含量分别为3.58%和4.83%[27]。

2 结 语

黄酮类化合物具有的抗菌抗肿瘤、消炎、抗氧化等生物活性，使得黄酮类化合物的提取工艺及其应用成为热点。黄酮类化合物广泛存在于自然界的植物中，本文综述了近年来植物中黄酮类化合物的提取方法及其应用，影响黄酮类化合物提取的原因主要是提取时间、提取温度、对设备要求高等，提取方法从传统的水热法发展到现在的微波萃取法、超声波提取法等，过程中进行了很多的优化和改进，与当下新兴科技结合，目前关于黄酮类化合物提取的方法更多只是适用于实验室提取，小剂量的实验提取很难应用于工业生产中，其中生产成本高、生产效率低是主要原因。同时各种提取方法的交叉应用较少，新兴的提取技术相互辅助，传统的提取方法也可以与新兴科技结合，有机会突破局限性和科研应用的瓶颈，得到更优的提取方法。希望本文能够给往后黄酮类化合物提取工艺带来借鉴和参考的作用，并从中不断完善，优化提取工艺，突破局限性获得具有提取率更高、成本更低等优点的提取工艺。