植物中黄酮类化合物提取方法的研究进展

植物中黄酮类化合物提取方法的研究进展

摘要:黄酮类化合物是自然界普遍存在的一类天然有机化合物,具有抗氧化、抗肿瘤、降血脂、降血糖等多种药理作用。本文就黄酮类化合物提取方法的研究进展做了

综述,以便对其研究做一参考。

关键词:黄酮类化合物提取方法研究进展

1前言:

黄酮类化合物广泛存在于自然界中,属植物次级代谢产物,是一类重要的天然有机化合物,大多数存在于高等植物及蕨类植物中,少数存在于苔藓植物中。

黄酮类化合物的基本母核是2-苯基色原酮,即含有C

6-C

3

-C

6

的基本骨架。根据其

结构特点,可将黄酮类化合物分类为黄酮、黄酮醇、黄烷醇、二氢黄酮、二氢黄酮醇、花色素、查尔酮、双黄酮等。大量的实验研究表明,黄酮类化合物具有抗氧化、抗过敏、抗菌、消炎、降血糖、抗病毒、抗肿瘤和护胃保肝等功效。现代研究证明黄酮类化合物是重要的抗氧化剂,其生理作用是多种多样的[1]。此外,黄酮类化合物还有降血脂、止血、抑制血小板聚集等多种药理作用[2]。正因为黄酮类化合物具有上述多种多样的生物活性,所以引起了研究者的广泛关注,目前,该类化合物已成为国内外研究的热点。而黄酮类化合物的提取是研究的关键步骤,本文就黄酮类化合物提取方法的研究进展做一综述,为该类化合物的研究做一参考。

1、传统提取方法

黄酮类化合物的传统提取方法主要包括有机溶剂法、水提取法、碱提酸沉法等。

有机溶剂提取法是根据化合物的极性大小进行提取分离的,即利用相似相容的原理:极性分子一般易溶于极性分子组成的溶剂中,而非极性分子一般易溶于非极性分子组成的溶剂中。甲醇、乙醇、丙酮是最常用的有机溶剂,高浓度的醇(如90% -95% )宜于提取苷元,60%左右浓度的乙醇或甲醇水溶液适宜于提取苷类物质[3]。

所谓水提取法主要是用热水提取,该方法主要用来提取黄酮苷类物质。水提取法虽然操作简单,但是提取时会混有许多易溶于水的杂质如蛋白质、多糖类、淀粉等,所以所得产物收率低,含杂质较多,分离纯化比较困难。

黄酮类化合物的基本母核是2-苯基色原酮,且分子中含有多个羟基,在碱性条件下可以开环形成2-羟基查耳酮,因极性增大而溶解,但在在酸性条件下,2-羟基查耳酮闭环,极性减小,所以会沉淀析出,利用此性质,对黄酮类化合物提取的方法称为碱提酸沉法。提取时主要用到的碱性试剂有氢氧化钠和氢氧化钙水溶液。在用碱提酸沉法进行提取时应当注意所用的碱浓度不宜过高,以免在强碱性条件下,尤其加热时破会黄酮母核;在加酸酸化时,酸性也不宜过强,以免生成杨盐,致使析出的黄酮类化合物又溶解,降低产率[4]。

2、新型的提取技术

近些年应用的新型提取技术主要有微波辅助提取法、超声辅助提取法、超临界流体萃取、大孔树脂吸收法、酶解法、闪式提取等

2.1 微波辅助提取法

微波加热是透入内部的能量被物料吸收置换成热能对物料的加热,形成独特

的物料受热方式,具有均匀性的特点,同时具有反应高效性和强选择性等特点,而且操作简便,副产物少,提取率高及产物纯度高等优点[5]。近年来微波加热提取技术已经用于黄酮类化合物的提取,并且具有较高的提取效率。马合木提·买买提明[6]等将该项技术用于芜菁籽中总黄酮的提取,同时确定了在超声微波协同作用下总黄酮的最佳提取工艺为:提取功率为400W,提取液为65% ( v/v) 的乙醇溶液,料液比为 1∶20( mg/mL),提取时间为15 min,此条件下芜菁籽中总黄酮的得率为3.03%,与传统提取方法相比,该方法具有高效,节能等优点,在中药提取中具有良好的应用前景。李晓军[7]等在单因素实验基础上利用正交试验设计研究超声波辅助提取金银花黄酮类化合物,正交试验设计的最佳提取条件为: 超声时间为20 min,超声功率为 400 W,物料比为 1:35,进行3次平行实验,总黄酮的平均得率为 8.33%。

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、机械效应和热效应等加速胞内有效物质的释放、扩散和溶解,显著提高提取效率的提取方法,是目前用于提取物质有效成分的一种较新的方法,主要是依据超声波作用于介质时产生的空化效应,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的一种方法。王延峰[8]等研究了银杏叶黄酮的超声提取法,并与连续热回流中的索氏提取作了比较研究,最佳操作条作为:超声波频率40 kHz,处理时间10 min,静置时间12 h,结果表明超声波法优于索式提取法。

2.3 超临界流体萃取法

超临界流体是一种物质状态,当物质在临界温度及临界压力以上时,其密度接近液体而扩散系数和粘度均接近于气体,性质介于气体和液体之间的流体。超临界流体萃取技术就是利用超临界流体为溶剂,从固体或液体中萃取出某些有效组分,并进行分离的一种技术。在超临界状态下流体的密度会随着压力和温度发生微小的变化而变化,因而会引起溶解度的变化。目前超临界流体萃取法已广泛用于黄酮类化合物的提取分离中。与传统的分离方法相比,超临界流体萃取法具有安全、无毒、污染小、易于分离等特点。屈跃刚[9]用超临界C02流体萃取法提取植物刺五加中的总黄酮时,结果表明最佳的提取工艺为:提取温度55℃,萃取压力40MPa,提取时间120min,所得提取物中刺五加总黄酮含量为31.13%。而用乙醇加热回流提取法时所得黄酮总含量仅为23.36%。吕凛[10]等研究CO2超临界流体萃取橘皮中黄酮类化合物的影响因素,以总黄酮提取率为主要评价指标,进行了L9(34)正交优化,确定最佳的生产工艺条件为萃取温度为55℃、萃取压力20MPa、萃取时间为150min、夹带剂用量0.35ml/min。黄酮类化合物的提取率为2.723%。

2.4 大孔树脂吸收法

大孔吸附树脂是一类不含交换基团且有大孔结构的高分子吸附树脂,具有良好的大孔网状结构和较大的比表面积,可以通过物理吸附从水溶液中有选择地吸附有机物,是20世纪60年代发展起来的新型有机高聚物吸附剂[11]。大孔树脂因具有多空网状结构和较大的比表面积,因而具有较强的吸附能力。李志峰[12]等用大孔树脂提取红花中黄酮类化合物时确定最佳的提取工艺为:红花药材加12倍量纯水,70℃时浸渍提取2次,每次90 min,上样于 AB-8 型号大孔树脂以 6倍量(相对生药材量)纯水洗去杂质,再以 10 倍量40%乙醇洗脱红花黄色素,其红花黄色素含量均大于 40.0%。结论该工艺稳定可行,可用于红花复方

制剂制备,同时又为五类新药研究提供依据。

2.5 闪式提取

闪式提取法[13]是指将生物组织加入提取溶剂进行高速组织匀浆,以提取组织中有效成分。该方法可大大缩短提取时间,提高提取效率,简化操作步骤。是一种新型的提取方法,该方法主要依靠高速机械剪切力和超动力分子渗滤技术提取植物中的有效成分,该方法可节约大量时间、溶剂和能源,特点是快速、完全、高效。

近年来有研究者将闪式提取法用于植物中黄酮类化合物的提取,取得了较好的效果。刘娟[14]等将闪式法用于提取牡丹花粉中的黄酮,黄酮得率为7.89%,最佳的提取条件为乙醇浓度90 %,料液比1∶25(g/mL),提取时间 2 min,提取转速 4 000 r/min。朱兴一[15]等用闪式提取法提取了茶叶中的茶黄素,并利用利用正交试验对提取工艺进行优化,确定闪式提取茶黄素的最佳工艺条件为:乙醇浓度60%,提取时间80 s,料液比1:20(g/mL),提取次数2次。在此条件下,茶黄素得率为(4.98±0.05) mg/g。与传统加热回流法相比,闪式提取法得率提高7.56%,乙醇用量减少31.43%,提取时间大大缩短。表明闪式提取是一种快速有效提取红茶中茶黄素的方法。

2.6 酶解提取法

对于有些植物中的黄酮类化合物因被细胞壁包围,用传统的提取方法提取时因为细胞壁难以破坏而致使提取率较低。选择合适的酶处理这些植物材料,可改变细胞壁的通透性,提高有效成分的提取率[16]。所以有学者提出了用酶解法提取植物中的某种有效成分,已有很多文献报道将该方法用于提取植物中的黄酮类化合物。

严肃[17]等研究了用复合酶解法提取青柿子落果中的黄酮类化合物,得到青柿子落果黄酮的提取率为4.02%,结果表明采用复合酶酶解法提取青柿子落果黄酮,方法简单,大大提高了提取率,比普通浸提法提取率高 24.5%,比单一酶解法提取率高 14.3%。并利用总黄酮提取率为考察指标,通过单因素和正交实验确定了复合酶解法提取青柿子黄酮的最佳工艺条件为:酶解温度为50℃,酶解pH为3.5,酶解时间为3h,加酶量为2mg果胶酶+2mg纤维素酶。

3 结语

目前,已有好多种比较成熟的先进技术用于黄酮类化合物的提取,但是每种方法都有优点和不足,在研究应用中应该根据化合物的结构和性质及其成本和设备条件等选择适宜的提取方法,有效的提取植物中的黄酮类化合物。

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