张自淋学年论文

黄酮的提取与研究 张自淋 泉州师范学院化学与生命科学学院 10级化学专业 101001050 指导老师：贤景春（教授） 摘要： 黄酮类化合物主要包括母核是2-苯基色原酮的一类化合物,除了传统意义的抗炎、抗病毒、解热保肝等功效外,近年来发现它具有抗氧化、清除自由基和抗肿瘤等作用, 目前黄酮的提取仍以传统法占主导，常用的有水提法、碱提酸析法、有机溶剂提取法、水-乙醇煎煮法、超声波法、微波法等。 关键词：黄酮、刺五加、鱼腥草、抗氧化、微波辅助法

1黄酮的分类

黄酮类化合物泛指两个具有酚羟基的苯环通过中央三碳原子相互连结而成的一系列化合物黄酮类化合物结构中常连接有酚羟基、甲氧基、甲基、异戊烯基等官能团。此外，它还常与糖结合成苷。 多数科学家认为黄酮的基本骨架是由三个丙二酰辅酶A和一个桂皮酰辅酶A生物合成而产生的。经同位素标记实验证明了A环来自于三个丙二酰辅酶A，而B环则来自于桂皮酰辅酶A。 1.1 根据中央三碳链的氧化程度、B-环连接位置（2-或3-位）以及三碳链是否构成环状等特点，可将主要的天然黄酮类化合物分类：黄酮类（flavones）、黄酮醇（flavonol）、二氢黄酮类（flavonones）、二氢黄酮醇类(flavanonol）、花色素类（anthocyanidins）、黄烷-3，4二醇类（flavan-3,4-diols）、双苯吡酮类（xanthones）、查尔酮(chalcones）和双黄酮类（biflavonoids）等十五种。另外，还有一些黄酮类化合物的结构很复杂，其中包括榕碱及异榕碱等生物碱型黄酮。 1.2根据B环连接位置（2为或3为）、C环氧化程度、C环是否成环等将黄酮类化合物分为以下七大类。 (1)黄酮和黄酮醇 这里指的是狭义的黄酮，即2－苯基色原酮（2-苯基苯并γ吡喃酮）类，此类化合物数量最多，尤其是黄酮醇。 如芫花中的芹菜素、金银花中的木犀草素属于黄酮类；银杏中的山奈素和槲皮素属于黄酮醇类。 (2)二氢黄酮和二氢黄酮醇 与黄酮和黄酮醇相比，其结构中C环C2-C3位双键被饱和，他们在植物体内常与相应的黄酮和黄酮醇共存。 如甘草中的甘草素、橙皮中的橙皮苷均属于二氢黄酮类；满山红中的二氢槲皮素、桑枝中的二氢桑色素均属于二氢黄酮醇类。 (3)异黄酮和二氢异黄酮 异黄酮类为具有3－苯基色原酮基本骨架的化合物，与黄酮相比其B环位置连接不同。 如葛根中的葛根素、大豆苷及大豆素均为异黄酮。二氢异黄酮类可看作是异黄酮类C2和C3双键被还原成单键的一类化合物。如中药广豆根中的紫檀素就属于二氢异黄酮的衍生物。 (4)查耳酮和二氢查耳酮类 查耳酮的主要结构特点是C环未成环，另外定位也与其他黄酮不同。其可以看作是二氢黄酮在碱性条件下C环开环的产物，两者互为同分异构体，常在植物体内共存。同时两者的转变伴随着颜色的变化。二氢查耳酮在植物界分布极少。中药红花中的红花苷为查耳酮类。 (5)橙酮类 可看作是黄酮的C环分出一个碳原子变成五元环，其余部位不变，但C原子定位也有所不同。是黄酮的同分异构体，属于苯骈呋喃的衍生物，又名噢哢。 如黄花波斯菊花中含有的硫磺菊素就属于此类。 (6)花色素和黄烷醇类 花色素类是一类以离子形式存在的色原烯的衍生物。广泛存在于植物的花、果、叶、茎等部位，是形成植物蓝、红、紫色的色素。 由于花色素多以苷的形式存在，故又称花色苷。如矢车菊素、飞燕草素、天竺葵素等属于此类。 黄烷醇类生源上是由二氢黄酮醇类还原而来，可看成是脱去C4位羰基氧原子后的二氢黄酮醇类。 (7)其他黄酮类： 此类化合物大多不符合C6-C3-C6的基本骨架，但因具有苯并γ-吡喃酮结构，我们也将其归为黄酮类化合物。 双黄酮类是由二分子黄酮衍生物通过C-C键或C-O-C键聚合而成的二聚物。如银杏叶中含有的银杏素即为C-C键相结合的双黄酮衍生物。 高异黄酮：和异黄酮相比，其B环和C环之间多了一个—CH2—，如中药麦冬中存在的麦冬高异黄酮A(ophiopogononeA)。 呋喃色原酮：即色原酮的C6—C7位并上一个呋喃环。如凯刺种子和果实中得到的凯林属于此类。 苯色原酮：即色原酮的C6—C7位并上一个苯环。如决明子中含有的红镰酶素属于此类。

2 黄酮在植物中的分布 从植物叶中提取黄酮类化合物已成为国内外研究的热门课题黄酮广泛存在自

然界的某些植物和浆果中,总数大约有4千多种,其分子结构不尽相同,如鱼腥草[1~4]、黄芩、葛根、槐米、银杏、山楂、蓝梅、酸果、柠檬、柑橘、葡萄、接骨木果、洋葱、花椰菜、绿茶等都含有黄酮。早年柠檬皮的提取物中的一种白色结晶被称为维生素P，实际上这是黄酮类混合物而非单一物质。鱼腥草含有丰富的黄酮类化合物，研究表明，其花、叶、果含有槲皮素、槲皮苷、异槲皮苷、瑞诺苷、金丝桃苷、阿夫苷、芸香苷等。鱼腥草中的黄酮能保持血管柔软，可防治因动脉硬化引起的高血压、冠心病和脑卒中；鱼腥草所含的槲皮苷有很好的利尿、祛痰止咳、降血压、降血脂、抗炎等作用[5~9]。目前发现两种含黄酮高的植物：一种是银杏叶；银杏叶主要含黄酮类和萜烯内酯类化合物，含量很高，目前是提取黄酮的重要原料；另一种是刺梨；这是产于云贵的一种植物，富含芦丁黄酮，是目前植物中芦丁黄酮含量最高的。牛蒡根可药食两用，具有抗衰老、抗菌、抗肿瘤、降血糖、降血压以及对急慢性肾炎的治疗和抑制血小板等方面的作用[10]

3 黄酮的药用价值 黄酮类化合物以其广谱的药理作用而倍受关注[11] ，近十年来，有关黄酮类化合物的文献几乎呈指数增加[12]，黄酮的功效是多方面的，它是一种很强的抗氧剂，可有效清除体内的氧自由基，如花青素、花色素可以抑制油脂性过氧化物的溢出，这种阻止氧化的能力是维生素E的十倍以上，这种抗氧化作用可以阻止细胞的退化、衰老，也可阻止癌症的发生。另一方面，黄酮可以改善血液循环，可以降低胆固醇，向天果中的黄酮还含有一种PAF抗凝因子，这些作用大大降低了心脑血管疾病的发病率，也可改善心脑血管疾病的症状。黄酮可还以抑制炎性生物酶的渗出，可以增进伤口愈合和止痛，可以用于各类敏感症。被称为花色苷酸的黄酮化合物在动物实验中被证明可以降低26%的血糖和39%的三元脂肪酸丙酯，这种降低血糖的功效是很神奇的，但更重要的是它对稳定胶原质的作用，因此它对糖尿病引起的视网膜病及毛细血管脆化有很好的作用。刺五加为五加科多

年生灌木,具有益气健脾、补肾安神、益精壮骨之功效。其主要化学成分为刺五加苷类、多糖类、黄酮类和一些微量元素及氨基酸等。近年来随着对刺五加药用成分药理学的深入研究表明,刺五加除了对机体具有增强免疫力、抗肿瘤、防辐射、抗疲劳等作用外,还可以治疗心脑血管疾病,糖尿病,神经衰弱等症。王欣,海春旭等[16]通过建立DPPH体系,微粒脂质过氧化损伤模型等几种体外模型,研究了刺五加提取物对自由基的抗氧化作用,结果表明刺五加醇提液和水提液均具有较强的抗氧化作用。 黄酮类化合物广泛存在于自然界,是一类重要的天然有机物.其生理活性多种多样: 对心血管系统的作用、抗肝脏毒作用、抗炎作用、雌性激素样作用、抗菌及抗病毒作用、解痉作用。

4 黄酮的提取与纯化 一种植物中往往含有几种黄酮。因此,提取出来的黄酮还需进一步分离,去除杂质排除干扰物,保证分析结果的准确性。 目前黄酮的提取仍然以传统方法占主导，常用的有水提法、碱提酸析法、有机溶剂提取法、水-乙醇煎煮法、超声波法、微波法等。微波辅助提取法是利用微波能来提高提取效率的一种新技术，与传统法相比，具有穿透力强、选择性高、提取时间短、提取效率高、产物易提纯等优点，因此在提取生物活性成分方面应用越来越广，单就提取黄酮的报道也越来越多。 4.1 超临界萃取法 此法以液态CO2作为溶剂提取，具有无毒、无味、不燃、价廉、易精制等特性，与传统方法相比，具有提取效率高、无溶剂残留、天然植物活性成分和热不稳定性成分不易被分解破坏等优点，同时还可以通过控制临界温度和压力的变化，来达到选择性提取和分离纯化的目的，但超临界提取所需设备价格昂贵、生产成本高，且提取物中烷基酚含量较高。因此用超临界萃取黄酮，既避免了有害有机溶剂的使用，又可在较短时间内完成，能耗小且可使目标物黄酮受到较小程度的破坏，是符合市场需求和消费者崇尚天然的萃取方法。 4.2 有机溶剂提取法 有机溶剂萃取法这是目前国内外使用最广泛的方法，很容易实现工业化生成。其原理是利用黄酮类化合物与混入的杂质极性不同。选用不同的溶剂萃取。常用的有机溶剂有甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯等．一般采取乙醇为提取溶剂。高浓度的乙醇(如90％--95％)适于提取苷元．浓度60％左右的乙醇适于提取替类。提取次数一般为2—4次，提取方法有热回流提取和冷浸提取两种方式。 4.3 热水提取法 将中药粉末用水加热提取3次，提取液减压浓缩至一定体积后，加入乙醇使蛋白质、多糖等沉出。滤过，滤液减压回收乙醇，乘热滤过，放冷，黄酮可从溶液中析出，此法是提取黄酮甙的方法，对游离黄酮的提取不适用。也有用碱性水溶液(如饱和的石灰水溶液，5％的碳酸钠溶液等)提取黄酮甙或游离黄酮的方法,提取液经过酸化后使黄酮甙或黄酮沉出，然后再进一步精制提纯. 4.4 超声波提取法 超声波可产生强烈震动、高加速度、强烈空化效应及搅拌作用等。此法的原理是超声波的空化作用对细胞膜的破坏有助于黄酮类化合物的释放与溶出，超声波使提取液不断震荡，有助于溶质扩散，同时超声波的热效应使水温基本在57摄氏度，对原料有水溶作用。因此超声波法大大缩短了提取时间，提高了有效成分的提取率和原料的利用率，并且免去高温对活性成分的影响。超声波提取方法有操作简单、提取时间短、提取效率高，纯度高、无需加热，剩余物无有害残留，可以综合利用等优点。另外，采用乙醇超声提取方法，简便易行，节约有机溶剂，所用试剂对人体较为安全，因此适于大规模生产，剩余物以糖、果胶、蛋白质和纤维素等，可以作为食品原料加以综合利用。 4.5 70％乙醇提取法 取中药粉末先用石油醚等脱脂，去色素，树脂等。然后用70％乙醇加热提取3次。合并提取液，减压浓缩至近干，加热水反复溶解多次，趁热滤过，放冷后用醋酸乙酯提取多次，回收溶剂，得总黄酮甙。 4.6 甲醇提取法 经脱脂的中药粉末，用甲醇分次加热提取3次，提取液减压浓缩后，用热水反复处理。水溶液中加入过量的饱和醋酸铝溶液，使黄酮类沉出，过滤，水洗。沉淀物干燥研细后，悬浮于甲醇中，通入硫化氢气体除铅。滤过除去硫化铅，滤液调至中性，减压蒸干，残渣用少量热水溶解，滤过，滤液放置后黄酮甙析出。 参考文献： 【1】孟江，董晓萍，姜志宏，等．鲜鱼腥草的黄酮类化合物研究叨．中国 中药杂志，2006，31(16)：1335． 【2】盛清，任玉翠，周彦钢．鱼腥草制剂中总黄酮含量的测定叨．食品 工业科技，1999，2(1)：64． 【3】宗晓萍．鱼腥草有效成分的研究．成都：成都中医药大学，2005： 18．31． 【4】齐迎春，胡诚，田国政，等．鱼腥草茎叶营养成分对比分析叨．特产 研究，200l(4)：45舶． 【5】谭萍，李煜．黔产野生鱼腥草总黄酮含量的测定叨．江苏中医药， 2005，26(4)：40． 【6】李胜华．鱼腥草化学成分与抑菌作用研究．贵州：贵州大学，2006．． 【7】陈斌，南庆贤，吕玲，等．微波萃取葛根总异黄酮的工艺研究叨． 农业工程学报．2001。17(6)：123．126． 【8】BYATIIlIANGA Y B，ERASMUS C，TAYl0R J RN．Effect ofmicn， wave heating of kafa-in On the functional properties ofkafitin films 啊．CerealChemistry,2005，82(5)：565·573． 【9】刘忠英，晏国全，I-风泉，等．刺五加中黄酮类化合物的微波辅助提 取研究．分析化学，2004，32(3)：360-363． 【10】唐传核．植物生物活性物质【M】．北京：化学工业出版社，2005：172． 【11】林启训．枇杷叶黄酮类化合物的水浸提工艺研究阴．农业工程学报， 2005，21(7)：190．