马齿苋黄酮提取及其生物活性研究进展

赵二劳，王桂林，杨 宇，杨 洁，范建凤

（忻州师范学院化学系，山西忻州034000）

马齿苋（PortulacaoleraceaL.）又名长命菜、五行草、马齿菜等，为马齿苋科马齿苋属一年生肉质草本植物，常生于田间地头，我国资源丰富［1］。马齿苋不但营养丰富，且具很高的药用价值，是我国常见民间用药，始载于《神农本草经》，在我国已有1500年以上的药用历史［2］，现为卫生部划定的药食同源野生植物之一［3］。科学研究表明，马齿苋含有黄酮、多糖、生物碱和色素等多种生物活性成分［4］，黄酮是其重要的生物活性成分之一，具有抗氧化、抗衰老、抗肿瘤、抗炎、抑菌、降血糖、保护心血管和保肝护肝等多种功能活性［5-6］，在医药、卫生、保健品等领域有广阔的应用前景，已成为诸多学者研究热点，但鲜有相关总结报道。本文以近10年国内发表相关文献为依据，梳理综述马齿苋黄酮提取工艺及其生物活性研究进展，以期为马齿苋黄酮的进一步研究和开发应用提供参考和依据。

1 马齿苋黄酮提取方法

近10年，马齿苋黄酮提取方法研究主要有溶剂提取法、加压提取法、微生物提取法、双水相提取法、超声辅助提取法、微波辅助提取法、超临界CO2萃取法和协同辅助提取法等。

1.1 溶剂提取法

溶剂提取是最基本的黄酮提取方法，它是依据相似相溶原理将马齿苋中黄酮溶解提出。从提取效益和食用安全性考虑，提取马齿苋黄酮的溶剂主要有水、不同浓度乙醇和乙酸乙酯，目前相关研究相对较多。王杰等［5］以水为提取剂，研究了马齿苋黄酮水浴提取，优化的最佳工艺参数：料液比（g∶mL）1∶19.28，水浴温度59.27℃，提取时间55.5 min。马齿苋黄酮提取量为16.98 mg/g。陶贵斌等［7］研究了马齿苋黄酮水煎煮提取工艺，确定的最佳工艺参数为料液比（g∶mL）1∶20，煎煮1.5 h，煎煮次数2次。李伟等［8］研究了马齿苋总黄酮乙醇回流提取工艺，通过Box-Behnken响应面法优化确定最佳工艺条件为乙醇浓度80%，料液比（g∶mL）1∶20，回流温度80℃，回流时间1.0 h，马齿苋总黄酮提取率1.217%。王尚［9］也研究了马齿苋总黄酮乙醇回流提取，优化确定的最佳工艺参数：乙醇浓度70%，料液比（g∶g）1∶12，回流时间2.0 h，提取次数2次，马齿苋总黄酮提取率1.896%。而张特立等［10］优化确定的马齿苋总黄酮乙醇回流提取最佳工艺参数：乙醇浓度95%，料液比（g∶mL）1∶40，回流时间1.0 h，马齿苋总黄酮提取率为0.76%。艾洪超等［11］研究了马齿苋黄酮乙醇浸提，优化确定的工艺参数：乙醇浓度75%，料液比（g∶mL）1∶35，温度65℃，提取时间75 min。马齿苋总黄酮得率达7.51%。王桂华［12］优化确定的马齿苋总黄酮乙醇浸提最佳工艺参数：乙醇浓度70%，料液比（g∶mL）1∶40，提取时间40 min，提取次数2次。李亚等［13］研究了马齿苋总黄酮乙酸乙酯回流提取，优化的最佳工艺参数：乙酸乙酯浓度30%，料液比（g∶mL）1∶50，温度90℃，提取时间50 min。此工艺下马齿苋总黄酮提取率达7.15 mg∶g。溶剂提取马齿苋黄酮，设备简单，操作方便，提取率较高，成本较低，适于工业应用。但因存在提取时间长，提取温度高，易破坏黄酮结构，能耗较大，产品纯度较差，经济效益不高等问题，限制了其在工业生产中应用。

1.2 加压溶剂提取法

赵文英等［14］基于高压可增加溶剂溶解性和渗透性、提高黄酮提取率，研究了马齿苋黄酮加压溶剂提取，正交试验法优化的最佳工艺条件：固定马齿苋原料粒径0.77 mm和提取溶剂为体积分数70%乙醇，在料液比（g∶mL）1：45、温度80℃和压力0.20 MPa条件下，提取30 min。此工艺下，马齿苋黄酮提取率为1.33%，高于溶剂回流提取。马齿苋黄酮加压溶剂提取虽对设备要求较高，但可提高黄酮提取率，值得进一步研究。

1.3 微生物提取法

王冬冬等［15］基于黄酒酵母在生产过程中会分泌多种酶，可有效分解马齿苋组织细胞壁，利于马齿苋黄酮溶出，采用微生物法提取马齿苋黄酮。以水为溶剂，在料液比（g∶mL）1∶50、温度28℃和黄酒酵母加入量5%条件下，提取48 h。该工艺条件下，马齿苋黄酮提取率2.07%。该法虽可提高黄酮提取率，但提取时间长，成本较高，工业应用受一定限制。

1.4 双水相提取法

郝红英等［16］研究了马齿苋黄酮乙醇-硫酸铵双水相提取，在单因素试验基础上，由正交试验优化的最佳工艺参数：以干燥脱脂马齿苋粉末为试材，料液比（g∶mL）1∶50，乙醇和硫酸铵用量（W）分别为27.50%和16.00%，提取温度60℃，提取时间40 min。该工艺下，马齿苋黄酮提取率为7.23%。该法黄酮提取率较高，但存在工艺操作复杂，生产成本较高，产生废水较多，易对环境造成污染等问题。

1.5 超声辅助提取法

超声辅助提取是利用超声波机械作用、加热和空化效应，促使原料组织细胞壁和细胞膜破裂，利于黄酮类成分溶出，提高黄酮提取率。目前，国内对超声辅助提取马齿苋黄酮研究相对较多。谢晓凤等［17］研究了马齿苋黄酮超声辅助提取，通过响应面法优化的最佳工艺参数：乙醇浓度55%，超声功率200 W，料液比（g∶mL）1∶25，提取时间25 min，马齿苋总黄酮提取率为3.19 mg/g。谷春梅等［18］由正交试验法优化的马齿苋黄酮超声辅助提取工艺参数：乙醇浓度70%，料液比（g∶mL）1∶25，提取温度50℃，超声功率200 W，超声时间40 min，马齿苋黄酮得率为3.61%。刘婧［19］确定的超声辅助提取马齿苋黄酮提取工艺参数：乙醇浓度90%，料液比（g∶mL）1∶50，溶剂pH 8.5，超声功率700 W，提取温度60℃，提取时间40 min。该工艺下，马齿苋黄酮提取量为3.85 mg∶g。翟硕莉［20］确定的马齿苋黄酮超声辅助提取工艺参数：超声功率250 W，乙醇浓度80%，料液比（g∶mL）1：30，提取温度70℃，提取时间30 min。该工艺下，马齿苋黄酮提取率为6.58%。王波等［21］优化的工艺参数：乙醇体积分数80%，料液比（g∶mL）1∶30，超声功率150 W，提取温度64.19℃，提取时间55.40 min。此时马齿苋黄酮提取率为1.38%。陈国妮等［22］优化的工艺参数：乙醇浓度75%，料液比（g∶mL）1∶30，提取温度35℃，超声功率50 W，超声时间35 min。而李凤林［23］优化的工艺参数：乙醇浓度70%，料液比（g∶mL）1∶28，提取温度43℃，超声功率100 W，超声时间35 min。黄酮提取率9.61%。另外，梁艳妮等［24］研究了马齿苋黄酮超声辅助甲醇提取，由正交试验法优化的最佳工艺参数：甲醇浓度90%，料液比（g∶mL）1∶50，超声功率200 W，提取温度80℃，提取30 min，提取2次。此时马齿苋总黄酮提取率6.37%。超声辅助提取马齿苋黄酮，提取温度低，不需专门加热，溶剂用量少，提取时间短，提取效率高，确实为一种较理想的马齿苋黄酮提取新技术，但工业化应用还需解决超声波对环境污染以及超声设备工业放大等问题。

1.6 微波辅助提取法

微波辅助提取就是在微波作用下，马齿苋组织细胞内瞬间产生高温高压，导致细胞壁破裂，传质阻力减少，促使黄酮类成分快速溶出。目前，相关研究相对较少。翟硕莉［20］研究了马齿苋总黄酮的微波辅助提取，由正交试验法优化的最佳工艺参数：提取剂为70%乙醇，料液比（g∶mL）1∶30，微波功率600 W，提取时间20 min，总黄酮萃取率为7.65%。纪丽丽［25］由正交试验法优化的马齿苋黄酮微波辅助提取最佳工艺条件：70%乙醇为提取剂，料液比（g∶mL）1∶20，提取温度70℃，微波时间20 min，马齿苋总黄酮得率为6.36 mg/g。陈国妮等［26］也研究了马齿苋黄酮微波辅助提取，由响应面法优化的最佳提取工艺参数：以75%乙醇为提取剂，料液比（g∶mL）1∶30，微波功率400 W，微波时间10 min，马齿苋黄酮提取率为21.26 mg/g。微波辅助提取马齿苋黄酮工艺操作简便，显著缩短时间，能耗低，黄酮提取率高，提取效益高，是具有发展潜力的黄酮提取新技术，值得深入研究。

1.7 超临界CO2萃取法

超临界CO2萃取就是在超临界CO2中加入夹带剂以增加黄酮的溶解性，提高黄酮的提取率，目前相关研究很少。翟硕莉［27］研究了马齿苋黄酮的超临界CO2萃取，通过正交试验法得到影响黄酮萃取率的因素大小顺序：压力＞夹带剂用量＞萃取温度＞萃取时间；优化的最佳工艺参数：无水乙醇为夹带剂，用量为4.0 mL/g，萃取压力30 MPa，萃取温度45℃，萃取时间2 h。该工艺条件下，马齿苋黄酮萃取率可达8.55%。该法作为一种新型绿色提取技术，提取温度低，可显著提高马齿苋黄酮提取率，适于工业化生产应用，值得深入研究。

1.8 协同辅助提取法

协同辅助提取就是采用两种或多种提取技术同时辅助提取，实现提取技术优势互补，提高马齿苋黄酮提取率。目前相关研究很少。陈国妮等［28］研究了马齿苋黄酮超声-微波协同辅助提取，通过响应面法优化的最佳工艺条件：固定超声功率50 W和微波功率50 W，以体积分数85%乙醇为提取剂，料液比（g∶mL）1∶25，提取时间40 min。该工艺下，马齿苋总黄酮提取量为10.363 8 mg/g。协同辅助提取虽是一种省时、高效的马齿苋黄酮提取技术，但提取成本较高，提取工艺相对复杂，目前也仅限于实验室研究。

综上马齿苋黄酮提取研究，不同提取方法、或同种提取方法黄酮提取率差别也较大，这可能与马齿苋产地、收集时间、预处理方式以及使用原料（干湿程度）不同有关，故不能仅从提取率硬性定量比较各种提取方法的优劣，但也能从提取时间、提取温度高低等方面进行比较，说明提取方法的差异，具体问题需具体分析，方能做出准确判断。

2 马齿苋黄酮生物活性

诸多科学研究表明，天然产物中黄酮具有多种生物活性，受到人们广泛关注。近10年来，有关马齿苋黄酮生物活性研究主要有抗氧化、抗衰老、抗肿瘤、抗炎、抑菌、降血糖、保护心血管和保肝护肝等。

2.1 清除自由基抗氧化活性

过量自由基会导致机体细胞过氧化，与心血管、动脉粥样硬化及糖尿病等许多慢性疾病发生、发展有关，马齿苋黄酮可有效清除自由基发挥抗氧化作用。王杰等［5］以还原力、清除DPPH·和·OH法研究了马齿苋黄酮的抗氧化活性，并研究了马齿苋黄酮对AAPH诱导斑马鱼氧化应激的缓解作用。结果发现，马齿苋黄酮具有一定的还原力和较强的DPPH·、·OH清除能力，显著降低斑马鱼仔鱼ROS产生率、脂质过氧化生产率和细胞死亡率，与缓解氧化应激作用呈剂量相关性，表明马齿苋黄酮具有较强的体外、体内抗氧化活性。李亚等［13］研究显示，马齿苋黄酮浓度为0.18 mg/mL时，对·O2－的清除率达40.02%，对·OH的清除率达73.12%，表明马齿苋黄酮具有一定的抗氧化活性。另外，王冬冬等［15］和谢晓凤等［17］研究均表明，马齿苋黄酮在体外可清除自由基，也具有一定的抗氧化活性。艾洪超等［11］研究表明，马齿苋黄酮能显著减缓油脂的过氧化作用，其在豆油中的抗氧化活性明显强于VE。黄小流等［29］研究表明，不同地域马齿苋黄酮都具有抗氧化活性，但有差别。蔡帆等［30］研究表明，马齿苋黄酮对H2O2所致PC12细胞氧化应激损伤具有保护作用，其机制与提高细胞抗氧化能力有关。相关研究都表明，马齿苋黄酮具有清除自由基抗氧化活性。

2.2 抗衰老活性

尹爱武等［31］以D-半乳糖致小鼠衰老模型，研究了马齿苋黄酮抗衰老作用，发现给药马齿苋黄酮能显著增强模型小鼠血清、肝和脑组织GSH-Px和SOD活力及显著降低其中MDA含量，显著增加模型小鼠胸腺和脾脏指数，表明马齿苋黄酮具有显著的抗衰老活性。

2.3 抗肿瘤活性

梁燕妮等［24］以人肺癌细胞A549为对象，通过MTT法测定马齿苋黄酮体外对其增殖影响，研究马齿苋黄酮抗肿瘤活性。结果发现，马齿苋黄酮质量浓度为420µg/mL时，对A549细胞增殖的抑制率达74.62%，表明马齿苋黄酮具有较强的抗肿瘤活性。

2.4 抗炎活性

王坦［32］以去势+雌激素诱导建立小鼠前列腺炎模型和注射消痔灵建立大鼠前列腺炎模型，研究了马齿苋黄酮对前列腺炎症治疗效果即抗炎活性。结果显示，灌服马齿苋黄酮可治疗模型小鼠或大鼠前列腺炎，认为主要通过提高免疫功能起抗炎作用，表明马齿苋黄酮具有抗炎活性。

2.5 抑菌活性

陈国妮等［23］以金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和酵母菌为供试菌，采用滤纸片法研究了马齿苋黄酮抑菌活性。结果显示，马齿苋黄酮对金黄色葡萄球菌最低抑菌浓度为0.156 mg/mL，对大肠杆菌和酵母菌最低抑菌浓度均为0.313 mg/mL。这表明马齿苋黄酮具有抑菌活性，分析认为其主要是通过破坏细菌细胞膜，使其内容物外渗，实现抑菌［33］。谷春梅等［18］研究发现马齿苋黄酮对供试4种菌均有抑制作用，抑菌顺序为：酵母菌＞黑曲霉＞醋酸菌＞大肠杆菌。刘婧［19］研究发现马齿苋黄酮对黄曲霉抑菌率可达73%以上，最低抑菌浓度为250µg/mL，也表明马齿苋黄酮具有抑菌活性。

2.6 降血糖抗糖尿病活性

王晨曦［34］以注射STZ诱导Ⅱ型糖尿病建立大鼠模型，研究了马齿苋黄酮降糖抗糖尿病活性及其机制，发现马齿苋黄酮可明显降低糖尿病模型大鼠和高糖高脂饲料大鼠血糖和血脂水平，分析认为其作用机制与其调节大鼠胰脏IR、IRS-1、PKB/Akt的基因表达和抗氧化活性有关，表明马齿苋黄酮具有降血糖抗糖尿病活性。

2.7 保护心血管活性

卢新华等［35-36］以体外培养的大鼠H9c2心肌细胞建立缺氧/复氧模型，研究了马齿苋黄酮对心肌细胞损伤和凋亡影响。结果发现，马齿苋黄酮可有效减少心肌细胞内Caspase-3 m R NA表达，明显保护细胞损伤和降低细胞凋亡率，表明马齿苋黄酮具有保护心肌活性。其作用机制是下调Caspase-3表达、抑制钙离子浓度、减轻NO细胞毒性。刘思妤等［37］研究发现，马齿苋黄酮能对垂体后叶素诱发小鼠急性心肌缺血损伤具有保护作用，表明马齿苋黄酮具有保护心肌活性。卢新华等［38］研究还发现马齿苋黄酮可抑制家兔血管平滑肌细胞增殖，反映了马齿苋黄酮具有保护心血管活性。

2.8 保肝护肝活性

乔靖怡等［39］以四氯化碳致大鼠急性肝损伤建立模型，研究了马齿苋黄酮保肝护肝活性及作用机制。结果显示，马齿苋总黄酮能降低肝损伤大鼠肝脏指数，减轻肝损伤病变程度，降低肝组织中MDA、NO、TNF-α和IL-6含量，以及血清中ALT、AST、ALP和TBIL水平，同时增强SOD、GSH-PX活性。这表明马齿苋黄酮对肝损伤具有保护作用，认为其机制可能与抑制氧化应激有关。潘晓丽等［40］研究发现马齿苋总黄酮可显著下调试验大鼠肝脏细胞中TGF-β1基因及TGF-β1蛋白表达，有效治疗肝细胞纤维化病变，也表明马齿苋黄酮具有保肝护肝活性。

3 结语与展望

马齿苋黄酮具有多种生物活性，且天然安全，在食品、医药、卫生、保健品等领域有广阔的应用前景，受到人们广泛关注。近10年，虽然我国对马齿苋黄酮提取及其生物活性研究不少，也取得一定成绩。但总体而言，对马齿苋黄酮提取研究缺乏应有深度和系统，生物活性研究还不够全面，特别是有关马齿苋黄酮与其生物活性间构效关系、量效关系及作用机制研究还很有限，尚不明晰。马齿苋黄酮提取及其生物活性研究基本处于实验室研究初级阶段，难以对马齿苋黄酮开发应用提供技术支持。因此，今后马齿苋黄酮提取研究，应借鉴其它天然产物中黄酮提取成熟经验和技术，系统、深入开展马齿苋黄酮提取工艺研究，简化提取工艺，创新马齿苋黄酮提取工艺，实现马齿苋黄酮高效提取。要多角度开展马齿苋黄酮生物活性研究，明晰其生物活性。应进一步开展马齿苋黄酮与其生物活性间构效、量效关系及作用机制研究。由此为我国资源丰富的马齿苋中黄酮开发应用奠定理论基础，实现马齿苋黄酮产业化生产，使马齿苋黄酮尽早进入人们日常生活，在促进人类健康生活中发挥更大作用。