黃酮提取工藝及應(yīng)用

補(bǔ)充講座：植物有效活性物質(zhì)的制備2023/1/161黃酮提取工藝及應(yīng)用潘中華2023/1/162一.黃酮概述2023/1/1631.生物類黃酮的結(jié)構(gòu)與分類生物類黃酮泛指2個苯環(huán)(A-與B-環(huán))通過中央三碳鏈相互結(jié)合的一系列C6C3C6化合物，主要是指以2-苯基色原酮為母核的化合物，其基本結(jié)構(gòu)見圖2023/1/164這些類黃酮物質(zhì)根據(jù)其中央三碳鏈的氧化程度、B-環(huán)聯(lián)接位置(2-或3-位)以及三碳鏈?zhǔn)欠駱?gòu)成環(huán)狀等特點，可分為8類:黃酮(flavones)、黃酮醇(flavonols)黃烷酮(flavanones)、異黃酮(isoflavones)、黃烷醇(flavanols)黃烷酮醇(flavanonols)、查耳酮(chalcone)花色素(anlhocyanidins)。2023/1/1652.生物類黃酮的鑒定對于未知的生物類黃酮的鑒定主要有2種方法，1.紙色譜(薄層色譜)-紫外及可見光譜分析。2.高壓液相色譜(HPLC)-質(zhì)譜分析(MS)。該方法是通過高壓液相設(shè)備與質(zhì)譜儀的聯(lián)用來確定未知類黃酮物質(zhì)的結(jié)構(gòu)。2023/1/1663.生物類黃酮的生理活性功能(1)抗氧化及抗自由基作用近年來許多研究指出自由基(freeradicals)是需氧生物生命活動過程中，多種生化反應(yīng)的中間代謝產(chǎn)物，也是生物體有效的防御系統(tǒng)。但當(dāng)其產(chǎn)生過量或清除過慢時，這些具有未成對電子的自由基由于其化學(xué)性質(zhì)相當(dāng)活潑，便會攻擊生物體大分子物質(zhì)如DNA、蛋白質(zhì)或生物膜上的不飽和脂肪酸及各種細(xì)胞器，造成生物體在分子水平、細(xì)胞水平及組織器官水平的各種損傷，加速生物體的衰老進(jìn)程并誘發(fā)許多慢性病如癌癥、白內(nèi)障、心肌梗塞、阿茲海默癥等發(fā)生。2023/1/167抗自由基系統(tǒng):

谷胱甘肽(GSH)

過氧化物歧化酶(SOD)

過氧化氫酶(CAT)2023/1/168(2)對心血管系統(tǒng)的維護(hù)作用

蘆丁(rutin)、兒茶酚(catechin)等能降低血管脆性及異常的通透性，可用作防治高血壓及動脈硬化的輔助治療劑。不少治療冠心病有效的中草藥或活血化疲類藥物中均含有類黃酮化合物。蘆丁、槲皮素、葛根素、人工合成的立可定(recordil)等均具有明顯的擴(kuò)冠作用，并已用于臨床。有些類黃酮成分還有降低血脂及膽固醇的作用。2023/1/169(3)雌性激素樣作用染料木素(genistin)、大豆素(daidzein)等異黃酮在結(jié)構(gòu)上與己烯雌酚相似而具有雌性激素樣作用。這些異黃酮可以通過競爭性的抑制作用阻塞雌激素的吸收(estrogenreception)，從而降低前列腺癌和乳房癌的發(fā)病率。2023/1/1610

2023/1/1611(4)護(hù)肝作用

生物類黃酮對急慢性肝炎、肝硬化、脂肪肝以及因半乳糖胺和CCl4等引起的中毒性肝損傷均具有一定的療效。研究表明，生物類黃酮對CCl4所致肝臟丙二醛(MDA，肝臟脂質(zhì)過氧化最終產(chǎn)物)含量的增加有明顯的抑制作用，可減輕肝損傷對谷胱甘肽(GSH)的消耗，保護(hù)肝細(xì)胞結(jié)構(gòu)的完整性。2023/1/1612(5)抗炎抗過敏作用

生物類黃酮具有抗炎、抗過敏作用，抗炎機(jī)制可能在于其抑制了前列腺素(PG)和生物合成過程中的脂氧化酶(LOX)，抗過敏機(jī)制可能在于其抑制抗原的結(jié)合或在抑制介質(zhì)釋放等環(huán)節(jié)上產(chǎn)生作用。2023/1/1613(6)抑菌、抗病毒作用

據(jù)研究，生物類黃酮如銀杏葉黃酮、槲皮素、桑色素(morin)、山奈酚等均具有抑菌作用。2023/1/16144.生物類黃酮的結(jié)構(gòu)與生理活性的關(guān)系

生物類黃酮之所以具有突出的抗氧化性、消除自由基的能力，是由其結(jié)構(gòu)所決定的。目前普遍認(rèn)為，生物類黃酮分子的α、β不飽和吡喃酮是其具有各種生物活性的關(guān)鍵。他們都認(rèn)為:1：生物類黃酮所具有的多酚類結(jié)構(gòu)使其成為自由基的陷阱，它與其他自由基反應(yīng)生成的酚氧自由基，由于Pπ共扼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，能夠有效地抑制自由基連鎖反應(yīng);2:生物類黃酮上相鄰的羥基或酮基能夠鰲合金屬離子，而金屬離子往往是氧化反應(yīng)的催化劑和引發(fā)劑.3:生物類黃酮可以起到還原劑的作用，將一些其他的抗氧化劑(如維生素E)還原，使之重新發(fā)揮作用。2023/1/1615黃酮系列產(chǎn)品2023/1/16162023/1/16172023/1/16185.生物類黃酮的提取與精制1.生物類黃酮的提取通常采用溶劑提取，如甲醇索氏抽提法、乙醇浸提法、堿溶酸沉法、熱水浸提法等。近年來出現(xiàn)了一些強(qiáng)化物理場進(jìn)行萃取的嘗試，如陳斌等使用微波從葛根中萃取葛根異黃酮，浸出率達(dá)96%以上。畢麗君等用超聲波從水芹中提取黃酮類化合物，黃酮浸出率可達(dá)94.6%。此外還有酶法，如王曉等使用纖維素酶和果膠酶的復(fù)合酶液對山楂葉進(jìn)行酶解，然后用水提取類黃酮類物質(zhì)，結(jié)果與傳統(tǒng)工藝相比，提取率提高了16.9%，且提取條件溫和。2023/1/16192023/1/16202023/1/16212.生物類黃酮的精制生物類黃酮的精制方法很多，如:溶劑萃取法、沉淀劑法、吸附層析法、超臨界CO2萃取法、膜分離法等。2023/1/16222.1溶劑萃取法

溶劑萃取法是目前使用較多的一種方法，歸納起來主要有:低級酮(醇)提取-鉛鹽沉淀-酮萃取;低級酮(醇)提取-正已烷脫脂-甲苯/正丁烷萃取;低級酮(醇)提取-氨水沉淀-混合酮萃取.這些方法見諸眾多的銀杏黃酮精制的專利。2023/1/16232.2沉淀劑法

通過向粗提液中加入特定的沉淀劑可以有效地去除蛋白質(zhì)、鞣質(zhì)等物質(zhì)，常采用的沉淀劑有明膠、高嶺土硅藻土及ZTC澄清劑。李俊等根據(jù)銀杏葉中各物質(zhì)的性質(zhì)，用先明膠后硅藻土的方法對銀杏黃酮粗提液進(jìn)行處理，使得銀杏葉提取物中的類黃酮物質(zhì)的含量超過24%。2023/1/16242.3超臨界CO2萃取法

超臨界CO2萃取技術(shù)是一項新穎的萃取技術(shù)，具有工藝簡單無毒、防氧化及操作條件溫和等優(yōu)點。游海等采用超臨界CO2萃取的方法，研究了從銀杏葉中提取黃酮類化合物，萜內(nèi)酯的最佳工藝條件。結(jié)果表明，在較低的操作壓力下，超臨界CO2萃取法可有效地提取出銀杏葉中的藥用活性成分(黃酮類化合物和萜內(nèi)酯，其中黃酮含量達(dá)28%以上，萜內(nèi)酯含量達(dá)7%以上，且銀杏葉中的有毒物質(zhì)銀杏酚酸的含量得到了較好的控制。2023/1/16252.4吸附層析法

吸附層析法中常用的吸附劑有硅膠、聚酰胺、大孔吸附樹脂等。其中大孔吸附樹脂是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來的有機(jī)高聚物吸附劑，是吸附和篩選原理相結(jié)合的分離材料，具有物理化學(xué)穩(wěn)定性高、吸附性好不受無機(jī)物存在的影響、再生簡單、解吸條件溫和、使用周期長、易于構(gòu)成閉路循環(huán)、節(jié)省費(fèi)用等優(yōu)點，被廣泛地用于物質(zhì)的分離純化。何琦等采用D140大孔吸附樹脂提取制得的銀杏黃酮純度為24.54%。2023/1/16262.5膜分離法

膜分離法是用天然或人工合成的高分子膜，以外加壓力或化學(xué)位差為推動力，對雙組分或多組分的溶液進(jìn)行分離、分級、提純和富集的方法。使用膜分離技術(shù)對類黃酮粗提液進(jìn)行精制，可以除去液體中的大分子雜質(zhì)，使其濾出液澄清透明，精制液在有效成分的質(zhì)和量上與粗提液基本一致。2023/1/16276.生物類黃酮的應(yīng)用1.天然甜味劑

柚皮苷屬二氫黃酮，經(jīng)過氫化處理可以轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂刑鹞兜亩洳闋柾?，甜度是蔗糖?00倍。柚皮苷與異香蘭素作用得新橙皮苷，新橙皮苷經(jīng)過氫化轉(zhuǎn)變?yōu)樾鲁绕ぼ斩洳闋柾?，其甜度為蔗糖?50倍，而且此2種甜味劑回味均無苦味，可直接用于各種食品中，并具保健作用。2023/1/16282天然抗氧化劑

研究表明，生物類黃酮均具有較強(qiáng)的抗氧化能力。Sa1uSPekkarinen等發(fā)現(xiàn)，在亞油酸甲酯體系中，楊梅酮(myricetin)與槲皮素(quercetin)的抗氧化效果優(yōu)于維生素E。SusanaNieto等發(fā)現(xiàn)在魚油體系中，槲皮素與5，3、4一三羥基7-甲氧基黃烷酮的混合物的抗氧化能力，高于人工合成的抗氧化劑丁基羥基茴香醚(BHA)及丁基羥基甲苯(BHT)。2023/1/16293天然色素生物類

黃酮多呈黃色，同時又具有很寬的溶解性，既有水溶性的生物類黃酮，又有脂溶性的生物類黃酮，所以完全可以根據(jù)食品加工的需要選擇合適的生物類黃酮作為著色劑。蕭偉祥等利用低檔的綠茶或茶末制取了純天然的茶黃色素和茶綠色素，并確定主要成分是黃酮類化合物。2023/1/1630

4.醫(yī)藥產(chǎn)品

由于生物類黃酮具有防癌、抗衰老、降脂、降壓等生理作用，所以人們開發(fā)出許多以其為主要功能成分的藥品，如國內(nèi)外醫(yī)藥工業(yè)用蘆丁作原料生產(chǎn)出蘆丁鎂絡(luò)鹽,羥乙基槲皮素等心血管藥物。北京市糧食科學(xué)研究所從苦蕎中提取出具有很高藥用價值的天然生物類黃酮，并用其配成了療效極佳的多種內(nèi)服和外用藥物，如生物類黃酮散、生物類黃酮軟膏、生物類黃酮1號膠囊等。2023/1/16315.保健食品

由于生物類黃酮所具有的保健功能，人們又開發(fā)出多種保健食品。以富含生物類黃酮的蕎麥為例，就有苦蕎米、苦蕎營養(yǎng)粉、苦蕎療效粉、糖尿病食療粉、胃病食療粉、高血脂食療粉、苦蕎顆粒粉、苦蕎餅干、苦蕎掛面、苦蕎通心粉、苦蕎食療酒、苦蕎醋、苦蕎茶等產(chǎn)品。2023/1/1632該類企業(yè)對技術(shù)人員的基本要求：

◆負(fù)責(zé)制訂藥品中試試驗計劃，進(jìn)行中試試驗，并完成中試試驗報告；

◆負(fù)責(zé)根據(jù)技術(shù)轉(zhuǎn)移文件及中試試驗報告，編寫批記錄，工藝驗證方案，清潔驗證方案等文件；

◆負(fù)責(zé)在大生產(chǎn)的工藝驗證工作中提供技術(shù)指導(dǎo)；

◆負(fù)責(zé)中試及中試車間有關(guān)SOP的編寫；

◆原則性強(qiáng)，能嚴(yán)格執(zhí)行SOP操作規(guī)范，能結(jié)合實際操作提出生產(chǎn)工藝流程改進(jìn)和優(yōu)化的建議；

◆負(fù)責(zé)中試用物料的申請采購；

◆能獨立完成交代的任務(wù)，能撰寫申報資料

2023/1/1633任職資格:教育背景:

◆藥學(xué)、生物技術(shù)類或及相關(guān)專業(yè)本科以上學(xué)歷，有創(chuàng)新化學(xué)藥物口服制劑經(jīng)驗優(yōu)先。

培訓(xùn)經(jīng)歷:

◆接受過藥品質(zhì)量管理培訓(xùn)、熟悉GMP的管理理念。

經(jīng)驗:

◆3年以上工作經(jīng)驗，能夠獨立完成批生產(chǎn)記錄等相關(guān)技術(shù)轉(zhuǎn)移文件的編寫工作。

◆熟悉口服固體制劑工藝流程，能獨立承擔(dān)技術(shù)轉(zhuǎn)移工作。2023/1/1634技能技巧:

◆熟悉操作辦公軟件和網(wǎng)絡(luò)，良好的口頭及書面表達(dá)能力；

◆英語水平4級以上，能獨立閱