低共熔溶剂提取黄酮类化合物的研究进展*

高 敏，王 晴，王欣兰，乔雪婷，赵惠茹

（西安医学院 药学院，陕西 西安 710021）

植物多糖是一类具有显著生物活性的功能因子，具有抗氧化、抗菌抗病毒、延缓衰老、免疫调节、抑制肿瘤、降血糖、降血脂等作用，在药品、保健品、食品领域应用广泛，常用热水浸提法、碱提取法、酶及复合酶提取法、超声波或微波辅助提取法等进行提取，但这些方法存在提取液不易保存、活性组分易损失、提取效率较低、对环境有污染等不足[1]。随着绿色化学理念的不断深入，目前开发了许多种新型环保绿色溶剂，其中低共熔溶剂（Deep Eutectic Solvent，DES）是由两种或多种氢键供体和氢键受体按照一定比例混合而成，在室温下呈液体状态的低共熔混合物，具有不易挥发、价格便宜、毒性小、绿色环保、易制备、不需要纯化等优势，因此，DES 在植物多糖的提取过程中应用日益广泛。本文综述了近年来DES 提取植物多糖的方法及应用，以期为植物多糖的绿色高效提取提供理论依据和新的思路。

1 低共熔溶剂的组成与分类

低共熔溶剂按照组成可分为以下4 种类型[2]：（1）季铵盐与氢键供体，这类低共熔溶剂最为常用，其原理一般是季铵盐中阴离子与氢键供体之间的氢键相互作用而产生的熔点降低，氢键供体的种类主要包括多元醇、羧酸和酰胺类物质，如氯化胆碱与乙二醇；（2）季铵盐与含水金属盐，这类金属盐溶剂的形成主要是由于金属盐的阴离子X-与配位体Y 通过共价键形成了电荷离域，导致熔点降低，例如氯化胆碱与CrCl3·6H2O；（3）季铵盐与金属盐，同（2）一样，也是主要由金属盐的阴离子X-与配位体Y 形成电荷离域，例如氯化胆碱与AgCl；（4）金属卤化物与氢键供体，这类溶剂是金属卤化物与氢键供体经过不对称分裂形成金属阳离子和金属阴离子，产生络合反应，使电荷密度降低，从而达到共熔，例如ZnCl2与尿素。

2 低共熔溶剂提取多糖的方法与应用

目前，采用低共熔溶剂提取多糖的技术方法主要可分为浸提法、超声辅助提取法和微波辅助提取法3 大类。

2.1 浸提法

其原理是植物细胞在溶剂中膨胀，发生质壁分离，溶剂渗入细胞壁和细胞质中，溶解植物中的有效成分，使其穿过细胞壁，扩散到外部溶剂中。这种提取方法无需特殊设备，操作简单，是实验室和工业化生产中提取多糖最常用的方法。根据浸提温度的不同可分为常温搅拌浸提法和加热浸提法两类。

2.1.1 常温搅拌浸提法 谢苗[3]等对比了5 种DESs提取的结果，最终按照氯化胆碱/尿素（摩尔比1∶2，含水量66%）的比例配制低共熔溶剂来提取灵芝中的多糖，进行响应面实验得到灵芝的最优提取工艺为：料液比为1∶20（g∶mL），提取1.9h，离心（7656g，20min）、抽滤、定容、醇沉7.3h，灵芝多糖的提取率为1.10%，比常规热水浸提法提高了83.33%，此法工艺条件温和，不需要高温高压，多糖的提取率较高，水解和生物分解损失率低。

2.1.2 加热浸提法 由于升高温度有助于植物组织中多糖的溶解和扩散，因此，可提高提取效率。以低共熔溶剂和一定量的水为提取溶剂，采用加热的方法浸提多糖的应用见表1。

表1 加热浸提法提取植物多糖的分析比较Tab.1 Analysis and comparison of plant polysaccharides extraction by heating extraction

2.2 超声辅助提取法

超声辅助提取法是利用超声波的空化作用、机械效应和热效应，使植物细胞壁及整个生物体的破裂在瞬间完成，缩短了破碎时间，同时超声波产生的振动作用加强了胞内物质的释放、扩散和溶解，从而显著提高提取效率。超声辅助低共熔溶剂在植物多糖的提取过程中应用较为广泛。采用超声辅助提取法提取多糖的应用见表2。

表2 超声辅助提取植物多糖的分析比较Tab.2 Comparison of ultrasonic assisted extraction of plant polysaccharides

2.3 微波辅助提取法

微波辅助提取法是使用适当的溶剂在微波反应器中从植物、矿物、动物组织等中提取各种化学成分的技术和方法，具有加热迅速、高效节能、安全环保、易于控制等优点。罗光宏等[28]用氯化胆碱和1,4-丁二醇（物质的量比为1∶4）混合做为最佳提取溶剂，在溶剂含水量29%、提取时间28min、提取温度81℃、固液比20（mg∶mL）的条件下提取螺旋藻多糖，平均得率为109.80mg·g-1。于秋菊等[29]在复合酶（纤维素酶、果胶酶、木瓜蛋白酶，质量比为1∶1∶1）存在的条件下微波辅助提取枸杞子多糖，在单因素实验考察低共熔溶剂的摩尔比、含水量、液固比、微波功率、辐射时间、复合酶添加量、酶解时间、酶解温度对多糖提取率影响的基础上，采用星点设计-响应面法优化提取工艺为：氯化胆碱/乙二醇摩尔比为1∶3、含水量为30%制备低共熔溶剂、液固比为52（mL∶g）、酶加入量为1.37%、微波功率为550W、酶解温度为47℃、微波辐射时间为6min、酶解时间为2.5h，多糖提取率为6.45%。文献[30]报道了通过单因素和响应面优化实验，确定了鹰嘴豆中多糖类物质的最佳提取条件为：氯化胆碱为氢键受体，柠檬酸为氢键供体，二者摩尔比为3∶1，构建低共熔溶剂体系，含水量20%、料液比为1∶15（g∶mL）、微波功率为750W、微波时间2.5min，此时多糖的得率为8.31%。

3 结语

低共熔溶剂作为生物相容性好、安全性高、环境友好、萃取能力强、经济效益高、可选择组合的新型绿色溶剂，其溶解能力和范围广泛，可以溶解多种生物大分子，为提取多糖提供了新思路，与传统提取法相比，DES 提取的植物多糖具有更好的生物活性和功能特性。但目前低共熔溶剂还处于发展阶段，其在提取过程中对活性成分的结构、理化性质有影响，且DES 会出现高黏度和糊状稠度的情况，因而导致提取效率下降。虽然可用于制备合成DES 的氢键受体和氢键供体的种类较多，但只有其中的一部分经过设计后具有优良的提取效果，应用不同体系DES 提取得到的化学成分的理化性质和生物活性也存在一定的差异。因此，在制备合成DES 时，要充分考虑被提取组分的化学结构、理化性质、提取方法等实验条件对结果的影响。