石崖茶中黄酮类成分的提取分离研究进展
2024-09-20陈路黎宗浩刘钰秦明珍李吉强蓝鸣生吴无畏
【摘要】
石崖茶中主要有效成分为黄酮类成分,在风火牙痛、口腔炎、咽喉炎、肠胃炎、无名肿痛等方面有重要作用,其中黄酮类化合物的提取方法已成为研究热点。文章综述近年石崖茶中黄酮类成分的提取技术和分离纯化方法,为石崖茶的进一步开发利用提供依据。
【关键词】
石崖茶;黄酮;提取;纯化
【中图分类号】R284
【文献标志码】 A【文章编号】1007-8517(2024)16-0051-06
DOI:10.3969/j.issn.1007-8517.2024.16.zgmzmjyyzz202416012
Research Progress on Flavonoids from Adinandra nitida
CHEN Lu1,2LI Zonghao1,2LIU Yu1,2QIN Mingzhen1,2LI Jiqiang1,2LAN Mingsheng1,2WU Wuwei1,2*
1.Guangxi Botanical Garden of Madicinal Plant, Nanning 530023, China;
2.National Engineering Research Center for Southwest Endangered Medicinal Materials
Resources Development,Nanning 530023, China
Abstract:
Flavonoids are the main effective components of Adinandra nitida Merr.ex H.L.Li, which play an important role in wind-fire toothache, stomatitis, pharyngitis, gastroenteritis, nameless swollen pain, etc. and the extraction method of the flavonoids has become a research hotspot. In this paper, the extraction techniques, separation and purification methods of flavonoids from Adinandra nitida Merr.ex H.L.Li in recent years were reviewed, which provided the basis for further development and utilizatioHFH640QlXiooIRLzTPF004VkMqMbs8SVBDdNtzVv5SY=n of Adinandra nitida Merr.ex H.L.Li.
Keywords:
Adinandra nitida Merr.ex H.L.Li; Flavonoids; Withdraw; Purification
石崖茶(如图1所示),为山茶科杨桐属植物亮叶杨桐的干燥叶,又名石芽茶、石岩茶、石山茶[1]。学名亮叶黄瑞木Adinandra nitida Merr.ex H.L.Li,主要分布于我国广西、广东、贵州等地。石崖茶的化学成分主要是黄酮类,其中有山茶苷、芹菜素、槲皮苷、表儿茶素等[2],另外还有一些三萜皂苷类成分[3]。经研究[4]表明,石崖茶中黄酮类成分对急慢性炎症和高位中枢参与的疼痛有良好的抑制作用。此外还具有抗氧化[5-6]、抑菌[7]、抗肿瘤[8-9]等作用。石崖茶味甘、微苦,性凉, 归肝、胆、胃经,具有清热解毒、护肝明目、健胃消食的功效,可用于目赤肿痛、目暗干涩、痈疮肿毒、黄疸等[10]。在壮、瑶、苗、侗等少数民族地区有着悠久的使用历史,民间用于治疗腮腺炎和痢疾等病毒和抑菌感染引起的疾病有特效,并常用于治疗风火牙痛、口腔炎、咽喉炎、肠胃炎、无名肿痛等[11]。含石崖茶的方药和复方制剂在广西各地医院都有所应用,例如广西玉林市中医院的“石崖茶清火胶囊”,有清热解毒,利咽止痛之功效,用于痰热蕴结之急、慢喉痹都有很好的治疗效果,被广西中医药管理局列为“广西十大中药民族药院内制剂”。目前对石崖茶黄酮类成分的提取工艺研究较多,但对石崖茶中芹菜素和山茶苷A的开发利用研究较少,要满足食品及药品规模化生产的需求仍需进一步摸索优化提取方法。
1石崖茶中的黄酮类化合物
石崖茶黄酮类化合物类型主要有黄酮类、二氢黄酮类、黄烷醇类等,其中多以糖苷的形式存在,代表性化合物有木犀草苷、柚皮素、儿茶素、表儿茶素等。详见表1。
2黄酮类成分的提取
2.1总黄酮的提取石崖茶中总黄酮的提取方法主要有水提法、醇提法、酶联合提取、微波提取法等。基本工艺流程如图2所示。
2.1.1水提法袁尔东等[16]经研究,以单因素试验结合紫外分光光度法设计响应面试验,优化提取工艺,得出亮叶杨桐叶类黄酮的最佳提取工艺条件为:沸水提取 36 min、液料比20∶1。在该条件下类黄酮得率为 8.20%,提取物中山茶苷A含量为59.3% 。
2.1.2乙醇提取法战宇等[8]应用响应面试验设计,粉碎亮叶杨桐叶后以乙醇-水为溶剂,乙醇体积分数为63%,提取温度为70℃,液料比1∶20,提取10 min,总黄酮得率为(95.58±0.49)。袁尔东等[6]根据单因素实验结果,选取影响总黄酮提取的主要因素,以总黄酮提取率为指标,设计响应面实验方案,确定最佳提取工艺条件:提取时间10 min、乙醇浓度63.04%、水浴温度 70℃、液固比19∶58,在该条件下的提取率为95.58 %。
余杰等[17]比较水提取法和乙醇提取法,并采用正交试验以确定最佳提取工艺,结果表明乙醇提取法中总黄酮得率以及总黄酮提取率均高于水提法,所确定的最佳提取条件为:乙醇浓度70%下浸提4 h,浸提温度70℃,料液比(W/V)1∶14,所得总黄酮得率为42.3% 。
2.1.3酶联合提取李巧凤等[15]采用纤维素酶联合微波提取石崖茶黄酮类成分,经过单因素实验和响应面实验,得出了石崖茶黄酮类成分最佳提取工艺:用pH为4的50%乙醇作为溶剂,液料比1∶40 g /mL,加入 0.08% 纤维素酶,在51℃下酶解60 min之后,再采用450 W微波处理3 min,石崖茶中黄酮类成分的平均得率可达(35.01±0.75)%,比单独采用纤维素酶和微波处理分别提高了66.87%和18.12% 。
2.1.4微波提取法陈美珍等[18]通过粉碎石崖茶,烘干后,按一定体积比加乙醇提取剂,并在微波 350 W下处理,静置至冷却,过滤后在3000 r/min离心10 min,取上清液,得粗类黄酮提取液。利用统计学方法建立数学模型从而预测各因素与提取率之间的关系,选出最经济高效的因素,得出最佳提取条件:料液比为1∶30,乙醇浓度为 60%,微波处理时间为 3 min,类黄酮实际提取率可达到33.7%。
李沼[19]通过乙醇提取法、微波法与纤维素酶解法,结果表明微波法与纤维素酶解法提取率均高于传统的乙醇提取法。李沼利用单因素实验和正交实验,得出微波法与纤维素酶解法最优条件,即微波法∶料液比1∶40,乙醇浓度60%,微波处理时间3 min,提取率为94.9%;纤维素酶解法:采用温度50℃、pH4.5、加酶量为5(μL/g)、酶解时间120 min的条件进行提取,提取率为89.5%。比较各种不同提取方法提取石崖茶类黄酮的提取时间与提取率根据需求选出较优的提取方式。
2.1.5超声波辅助提取王仲等[20]使用乙醇溶液作为溶剂经过超声波提取后,结合单因素分析和正交试验结果,表明超声波辅助提取中液料比对石崖茶的总黄酮提取率影响最大,经过进一步验证,得出石崖茶超声波提取的最优方案,工艺条件为:按料液比1∶40加入70%浓度的乙醇溶液在温度为55℃下超声30 min。在该方案条件下超声辅助提取率为30.3%。
2.1.6连续逆流提取法战宇等[5]使用水作为溶剂,利用固液两相能保持较高的浓度差使有效成分充分溶出,通过连续逆流提取法对亮叶杨桐原料进行逐级提取后得到除去沉淀后的提取液,采用单因素试验确定提取类黄酮的最佳条件,试验结果显示:按亮叶杨桐叶与水的料液比1∶30(g/mL)加入适量水,在提取温度100℃进行4级逆流提取,各级提取时间先后为:25 min、15 min、10 min和5 min,提取总时长共55 min时,提取率可达到95.34% 。
2.1.7二氧化碳超临界萃取法杨建平等[21]利用超临界流体萃取技术,以二氧化碳为萃取剂,在压力为25 MPa、温度为40℃、CO2流量为30~31 L/h条件下的超临界萃取罐中提取2 h后,从亮叶杨桐叶中萃取分离出超临界CO2提取物并研究其抗氧化活性。
2.2黄酮类化合物的提取分离石崖茶中代表性的黄酮类化合物有山茶苷A、芹菜素等,提取分离方法主要有重结晶法、大孔树脂法等。工艺路程如图3所示。
2.2.1重结晶法黄艳等[22]将80%的乙醇回流、浓缩后得到的浸膏经过硅胶柱色谱后用醋酸乙酯-甲醇(100∶5~100∶20)梯度洗脱,收集醋酸乙酯-甲醇(100∶20)洗脱部分中含有山茶苷A的流分,用甲醇氯仿重结晶得到山茶苷A粗结晶,然后使用HPLC的方法合并保留时间相同而且纯度大于98%以上的山茶苷A,合并浓缩后得到产品纯度可达到98%以上。
王力[23]按照超声-微波酶辅助胶束法得到亮叶杨桐提取液,先后加入氯化钠、无水乙醇、浓硫酸。得到芹菜素粗品,通过采用反溶剂重结晶法纯化,结合单因素试验和响应面实验选出影响芹菜素得率和纯度的因素,最终确定最佳提取方案:取芹菜素粗品配制浓度为109.2 mg/mL的芹菜素粗品溶液,按反溶剂与溶剂体积比17.5加入水和N-甲基吡咯烷酮在62.5℃下搅拌19.15 min,该条件下得到芹菜素纯度为98.47%。
2.2.2大孔树脂法袁尔东等[24]将山茶苷A粗品溶液用D101大孔树脂吸附充分后,用蒸馏水洗脱至无色,再用乙醇溶液洗脱,收集洗脱液,浓缩干燥后得到纯化之后的山茶苷A产品的纯度由75.2%提高到91.7%。
董爱文[25]用70%甲醇提取后的粗提液先后加入石油醚、乙酸乙酯各萃取4次后,使用LSA-10大孔吸附树脂、硅胶层析柱进行连续洗脱,然后用丙酮进行重结晶提纯,纯化后的芹菜素纯度达到95.80%。
蒋丹等[26]采用AB-8大孔树脂以及乙醇浓度梯度洗脱(10%、40%、70%、95%),取40%乙醇洗脱部分使用硅胶柱色谱,氯仿、甲醇浓度梯度洗脱后得到山茶苷A粗品,经PHPLC分离纯化干燥后得到高纯度的山茶苷A,纯度由64.5%提高到98%以上。
2.2.3恒温浓度梯度法刘本国等[27]将亮叶杨桐叶水提酸解后重结晶得到芹菜素粗品,在单因素试验的基础上,使用恒温浓度梯度法纯化芹菜素粗品,粗品的芹菜素含量为(64.80±1.95)%。对酸解工艺进行优化后,得到最佳提取条件为:取3 g该粗品加200 mL无水乙醇,75℃水浴加热6 h后,将滤液于75℃水浴加热同时以4 mL/min的速度滴加2倍体积的水,然后保持75℃水浴1 h。该条件下,芹菜素纯度为92.44%。
3质量控制指标
刘元等[28]研究发现,以乙醇∶丙酮∶水(7∶5∶6)为展开剂,对亮叶杨桐中山茶苷A、槲皮苷进行薄层鉴别,斑点清晰,分离度好,可作为石崖茶药材定性鉴别依据。采用反相高效液相色谱法对石崖茶中山茶苷 A进行含量测定,具有较强的可行性,色谱条件为:以XB-C18柱(4.6 mm×250 mm,5 μm)为分离柱,以乙腈-0.1%磷酸(20∶80)为流动相,检测波长为 330 nm [29]。宋志钊等[30]建立了亮叶杨桐叶中槲皮苷的含量HPLC测定方法,色谱条件为:以TC-C18色谱柱为分离柱,以乙腈-0.1%磷酸(20∶80)为流动相,检测波长为254 nm。樊兰兰等[31]建立了石崖茶中山茶苷A、山茶苷B、表儿茶素、槲皮苷和芹菜素5个黄酮类成分超高效液相色谱(UPLC)测定方法。色谱条件为:色谱柱:Waters Acquity BEH(2.1 mm×100 mm,1.7 μm);流动相:水-乙腈(梯度洗脱);检测波长:0~1.5 min(280 nm,检测表儿茶素);1.5~2.5 min (330 nm,检测山茶苷A);3.0~7.0 min(330 nm,检测山茶苷B、芹菜素);2.5~3.0 min (254 nm,检测槲皮苷)。在此色谱条件下,各成分分离度好、峰形均较好,如图4所示。左文松等[32]建立了同时测定石崖茶中山茶苷A、山茶苷B、芹菜素、槲皮苷和表儿茶素5种黄酮成分含量的高效液相色谱方法:采用Chromatorex-C18色谱柱(4.6 mm×250 mm,10 μm);流动相为:0.1%甲酸-甲醇(梯度洗脱);检测波长:0~15 min(280 nm,检测表儿茶素);15~45 min(262 nm,检测其他4种黄酮类成分)。实验证明,该方法可用于石崖茶的质量控制和评价。
4结语
石崖茶为药食两用植物,具有很高的药用和保健价值,其中的黄酮类物质是石崖茶中主要活性成分,可清除血清中脂质,调节血脂代谢,同时还具有抗脂肪肝和抗动脉粥样硬化的作用。石崖茶中总黄酮含量最高可达28.4%,其中山茶苷A的含量可达20%以上。目前,石崖茶中黄酮类成分提取方法与含量测定的报道较多,采用微波提取法可显著缩短提取时间,提高效率,降低能耗和成本;而纤维素酶法提取则条件温和,能有效保存类黄酮的生物活性,在石崖茶黄酮类成分开发应用上仍有较大空间。
化学成分研究,尤其是有效成分的基础研究对中药材产业化开发具有重要意义。随着现代科技的进步,中药有效成分的提取分离取得了长足的发展。从本文所述内容来看,由于一些先进的提取分离方法和设备的应用,如超声提取、超临界流体萃取等,相对于传统提取方法,极大地提高了有效成分的提取效率和产率。本文对石崖茶中的黄酮类成分的提取方法相关报道进行了分析总结,并形成综述,为该药材更深入的基础研究及产品开发提供了理论依据。从现有文献来看,该药材有效成分的药理作用机制报道相对较少,有待进一步深入研究。此外,作为食品,目前面世的多是茶剂、速溶饮品等低端产品,一些高附加值的产品还有待开发。
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(收稿日期:2023-11-08编辑:陶希睿)