植物中黃酮類化合物提取方法的研究進展

1、植物中黃酮類化合物提取方法的研究進展摘要:黃酮類化合物是自然界普遍存在的一類天然有機化合物,具有抗氧化、抗腫瘤、降血脂、降血糖等多種藥理作用。本文就黃酮類化合物提取方法的研究進展做了綜述,以便對其研究做一參考。關鍵詞:黃酮類化合物提取方法研究進展1前言:黃酮類化合物廣泛存在于自然界中,屬植物次級代謝產物,是一類重要的天然有機化合物,大多數(shù)存在于高等植物及蕨類植物中,少數(shù)存在于苔蘚植物中。黃酮類化合物的基本母核是2-苯基色原酮,即含有C6-C3-C6的基本骨架。根據(jù)其結構特點,可將黃酮類化合物分類為黃酮、黃酮醇、黃烷醇、二氫黃酮、二氫黃酮醇、花色素、查爾酮、雙黃酮等。大量的實驗研究表明,黃酮類化

2、合物具有抗氧化、抗過敏、抗菌、消炎、降血糖、抗病毒、抗腫瘤和護胃保肝等功效。現(xiàn)代研究證明黃酮類化合物是重要的抗氧化劑,其生理作用是多種多樣的1。此外,黃酮類化合物還有降血脂、止血、抑制血小板聚集等多種藥理作用2。正因為黃酮類化合物具有上述多種多樣的生物活性,所以引起了研究者的廣泛關注,目前,該類化合物已成為國內外研究的熱點。而黃酮類化合物的提取是研究的關鍵步驟,本文就黃酮類化合物提取方法的研究進展做一綜述,為該類化合物的研究做一參考。1、傳統(tǒng)提取方法黃酮類化合物的傳統(tǒng)提取方法主要包括有機溶劑法、水提取法、堿提酸沉法等。有機溶劑提取法是根據(jù)化合物的極性大小進行提取分離的,即利用相似相容的原理:極

3、性分子一般易溶于極性分子組成的溶劑中,而非極性分子一般易溶于非極性分子組成的溶劑中。甲醇、乙醇、丙酮是最常用的有機溶劑,高濃度的醇(如90% -95% 宜于提取苷元,60%左右濃度的乙醇或甲醇水溶液適宜于提取苷類物質3。所謂水提取法主要是用熱水提取,該方法主要用來提取黃酮苷類物質。水提取法雖然操作簡單,但是提取時會混有許多易溶于水的雜質如蛋白質、多糖類、淀粉等,所以所得產物收率低,含雜質較多,分離純化比較困難。黃酮類化合物的基本母核是2-苯基色原酮,且分子中含有多個羥基,在堿性條件下可以開環(huán)形成2-羥基查耳酮,因極性增大而溶解,但在在酸性條件下, 2-羥基查耳酮閉環(huán),極性減小,所以會沉淀析出,

4、利用此性質,對黃酮類化合物提取的方法稱為堿提酸沉法。提取時主要用到的堿性試劑有氫氧化鈉和氫氧化鈣水溶液。在用堿提酸沉法進行提取時應當注意所用的堿濃度不宜過高,以免在強堿性條件下,尤其加熱時破會黃酮母核;在加酸酸化時,酸性也不宜過強,以免生成楊鹽,致使析出的黃酮類化合物又溶解,降低產率4。2、新型的提取技術近些年應用的新型提取技術主要有微波輔助提取法、超聲輔助提取法、超臨界流體萃取、大孔樹脂吸收法、酶解法、閃式提取等2.1 微波輔助提取法微波加熱是透入內部的能量被物料吸收置換成熱能對物料的加熱,形成獨特的物料受熱方式,具有均勻性的特點,同時具有反應高效性和強選擇性等特點,而且操作簡便,副產物少,

5、提取率高及產物純度高等優(yōu)點5。近年來微波加熱提取技術已經(jīng)用于黃酮類化合物的提取,并且具有較高的提取效率。馬合木提·買買提明6等將該項技術用于蕪菁籽中總黃酮的提取,同時確定了在超聲微波協(xié)同作用下總黃酮的最佳提取工藝為:提取功率為400W,提取液為65% ( v/v 的乙醇溶液,料液比為 120( mg/mL,提取時間為15 min,此條件下蕪菁籽中總黃酮的得率為3.03%,與傳統(tǒng)提取方法相比,該方法具有高效,節(jié)能等優(yōu)點,在中藥提取中具有良好的應用前景。李曉軍7等在單因素實驗基礎上利用正交試驗設計研究超聲波輔助提取金銀花黃酮類化合物,正交試驗設計的最佳提取條件為: 超聲時間為20 min

6、,超聲功率為 400 W,物料比為 1:35,進行3次平行實驗,總黃酮的平均得率為 8.33%。2.2 超聲輔助提取法超聲輔助提取法是利用超聲波的空化作用、機械效應和熱效應等加速胞內有效物質的釋放、擴散和溶解,顯著提高提取效率的提取方法,是目前用于提取物質有效成分的一種較新的方法,主要是依據(jù)超聲波作用于介質時產生的空化效應,使植物細胞壁及整個生物體的破裂在瞬間完成,縮短了破碎時間,同時超聲波產生的振動作用加強了胞內物質的釋放、擴散和溶解,從而顯著提高提取效率的一種方法。王延峰8等研究了銀杏葉黃酮的超聲提取法,并與連續(xù)熱回流中的索氏提取作了比較研究,最佳操作條作為:超聲波頻率40 kHz,處理時

7、間10 min,靜置時間12 h,結果表明超聲波法優(yōu)于索式提取法。2.3 超臨界流體萃取法超臨界流體是一種物質狀態(tài),當物質在臨界溫度及臨界壓力以上時,其密度接近液體而擴散系數(shù)和粘度均接近于氣體,性質介于氣體和液體之間的流體。超臨界流體萃取技術就是利用超臨界流體為溶劑,從固體或液體中萃取出某些有效組分,并進行分離的一種技術。在超臨界狀態(tài)下流體的密度會隨著壓力和溫度發(fā)生微小的變化而變化,因而會引起溶解度的變化。目前超臨界流體萃取法已廣泛用于黃酮類化合物的提取分離中。與傳統(tǒng)的分離方法相比,超臨界流體萃取法具有安全、無毒、污染小、易于分離等特點。屈躍剛9用超臨界C02流體萃取法提取植物刺五加中的總黃酮

8、時,結果表明最佳的提取工藝為:提取溫度55,萃取壓力40MPa,提取時間120min,所得提取物中刺五加總黃酮含量為31.13%。而用乙醇加熱回流提取法時所得黃酮總含量僅為23.36%。呂凜10等研究CO2超臨界流體萃取橘皮中黃酮類化合物的影響因素,以總黃酮提取率為主要評價指標,進行了L9(34正交優(yōu)化,確定最佳的生產工藝條件為萃取溫度為55、萃取壓力20MPa、萃取時間為150min、夾帶劑用量0.35ml/min。黃酮類化合物的提取率為2.723%。2.4 大孔樹脂吸收法大孔吸附樹脂是一類不含交換基團且有大孔結構的高分子吸附樹脂,具有良好的大孔網(wǎng)狀結構和較大的比表面積,可以通過物理吸附從水

9、溶液中有選擇地吸附有機物,是20世紀60年代發(fā)展起來的新型有機高聚物吸附劑11。大孔樹脂因具有多空網(wǎng)狀結構和較大的比表面積,因而具有較強的吸附能力。李志峰12等用大孔樹脂提取紅花中黃酮類化合物時確定最佳的提取工藝為:紅花藥材加12倍量純水,70時浸漬提取2次,每次90 min,上樣于 AB-8 型號大孔樹脂以 6倍量(相對生藥材量純水洗去雜質,再以 10 倍量40%乙醇洗脫紅花黃色素,其紅花黃色素含量均大于 40.0%。結論該工藝穩(wěn)定可行,可用于紅花復方制劑制備,同時又為五類新藥研究提供依據(jù)。2.5 閃式提取閃式提取法13是指將生物組織加入提取溶劑進行高速組織勻漿,以提取組織中有效成分。該方法

10、可大大縮短提取時間,提高提取效率,簡化操作步驟。是一種新型的提取方法,該方法主要依靠高速機械剪切力和超動力分子滲濾技術提取植物中的有效成分,該方法可節(jié)約大量時間、溶劑和能源,特點是快速、完全、高效。近年來有研究者將閃式提取法用于植物中黃酮類化合物的提取,取得了較好的效果。劉娟14等將閃式法用于提取牡丹花粉中的黃酮,黃酮得率為7.89%,最佳的提取條件為乙醇濃度90 %,料液比125(g/mL,提取時間 2 min,提取轉速 4 000 r/min。朱興一15等用閃式提取法提取了茶葉中的茶黃素,并利用利用正交試驗對提取工藝進行優(yōu)化,確定閃式提取茶黃素的最佳工藝條件為:乙醇濃度60%,提取時間80

11、 s,料液比1:20(g/mL,提取次數(shù)2次。在此條件下,茶黃素得率為(4.98±0.05 mg/g。與傳統(tǒng)加熱回流法相比,閃式提取法得率提高7.56%,乙醇用量減少31.43%,提取時間大大縮短。表明閃式提取是一種快速有效提取紅茶中茶黃素的方法。2.6 酶解提取法對于有些植物中的黃酮類化合物因被細胞壁包圍,用傳統(tǒng)的提取方法提取時因為細胞壁難以破壞而致使提取率較低。選擇合適的酶處理這些植物材料,可改變細胞壁的通透性,提高有效成分的提取率16。所以有學者提出了用酶解法提取植物中的某種有效成分,已有很多文獻報道將該方法用于提取植物中的黃酮類化合物。嚴肅17等研究了用復合酶解法提取青柿子落

12、果中的黃酮類化合物,得到青柿子落果黃酮的提取率為4.02%,結果表明采用復合酶酶解法提取青柿子落果黃酮,方法簡單,大大提高了提取率,比普通浸提法提取率高 24.5%,比單一酶解法提取率高 14.3%。并利用總黃酮提取率為考察指標,通過單因素和正交實驗確定了復合酶解法提取青柿子黃酮的最佳工藝條件為:酶解溫度為50,酶解pH為3.5,酶解時間為3h,加酶量為2mg果膠酶+2mg纖維素酶。3 結語目前,已有好多種比較成熟的先進技術用于黃酮類化合物的提取,但是每種方法都有優(yōu)點和不足,在研究應用中應該根據(jù)化合物的結構和性質及其成本和設備條件等選擇適宜的提取方法,有效的提取植物中的黃酮類化合物。參考文獻:

13、1 陳建平,羅素琴,王金輝,等.中蒙藥黃酮的提取方法研究進展J.內蒙古醫(yī)學院學報,2012,34(5:417-422.2 張巖,曹國杰,張燕等.黃酮類化合物的提取以及檢測方法的研究進展J.食品研究與開發(fā),2008,29(1:154-157.3 陳叢瑾,黃克瀛,李德良等.植物中黃酮類化合物的提取方法研究概況J.生物質化學工程,2007,41(3:41-46.4 吳立軍.天然藥物化學M。人民衛(wèi)生出版社,1998。5張巖,曹國杰,張燕等.黃酮類化合物的提取以及檢測方法的研究進展J.食品研究與開發(fā),2008,29(1:154-157.6馬合木提·買買提明,賽力慢·哈得爾,麥得尼亞提

14、·霍加.超聲-微波協(xié)同萃取蕪菁籽中總黃酮提取工藝的研究J.中成藥,2013,35(2:417-419. 7 李曉軍.超聲波輔助提取金銀花黃酮類化合物的研究D.西安: 陜西師范大學,2009.8王延峰,李延清,郝永紅.超聲法提取銀杏葉黃酮的研究J.食品科學,2002,23( 8 :166- 167.9屈躍剛. 刺五加總黃酮提取工藝的研究D.長春工業(yè)大學,2012.10呂凜,陶寧萍.超臨界二氧化碳萃取橘皮中黃酮類化合物的工藝研究J.食品科學,2008,29(9:150-154.11陳建平,羅素琴,王金輝,等.中蒙藥黃酮的提取方法研究進展J.內蒙古醫(yī)學院學報,2012,34(5:417-422.12李志峰,王琦,吳蓓,等.紅花有效部位制備工藝研究J.時珍國醫(yī)國藥,2013,24(3:643-645.13 鄧引梅,宋發(fā)軍,崔永明等.甘草葉總黃酮提取工藝J.中南民族大學學報,2008,27(1:41-