植物黃酮類化合物的研究

張蓓蓓

【摘 要】植物黃酮類化合物具有較高的藥用價值，是生物類和醫(yī)藥類研究的熱門課題。根據(jù)現(xiàn)有資料，對黃酮類化合物的結(jié)構(gòu)與分類、提取、分離純化、藥理作用及臨床應(yīng)用等方面進行了綜述。展望了其在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的開發(fā)應(yīng)用前景。

【關(guān)鍵詞】黃酮類化合物；提??；分離純化；藥理作用

中圖分類號： R284；R285 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）23-0155-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.23.069

【Abstract】Phytoflavonoids have high medicinal value，which is a hot topic in the research of biology and medicine. Based on the available information，the structure，classification，extraction，purification，pharmacological action and clinical application of flavonoids were reviewed.The prospect of its application in medical and health fields is forecasted.

【Key words】Flavonoids；Extraction；Isolation and purification；Pharmacological effects

植物黃酮類化合物，廣泛存在于高等植物的根、莖、葉、花、果實等中， 它是植物在長期自然選擇過程中產(chǎn)生的一類次生代謝產(chǎn)物，不僅數(shù)量種類繁多， 而且結(jié)構(gòu)類型復(fù)雜多樣。由于最早發(fā)現(xiàn)的黃酮類化合物呈黃色或淡黃色，故稱黃酮[1]；它們都具有一個酮式羰基結(jié)構(gòu)。植物中提取的黃酮類化合物，具有抗心腦血管疾病、抗氧化、抗衰老、鎮(zhèn)痛、抗炎、抗腫瘤、抗病毒等多種功效，在醫(yī)藥領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

1 結(jié)構(gòu)與分類

黃酮類化合物是以黃酮（2-苯基色原酮）為母核而衍生的一類黃色色素，也即以C6-C3-C6為基本碳架的一系列化合物，其中包括黃酮的同分異構(gòu)體及其氫化和還原產(chǎn)物。在植物體內(nèi)大部分與糖結(jié)合成苷類或碳糖基的形式存在。其代表化合物有，黃芩素、黃芩苷、懈皮素、蘆丁、陳皮素、甘草苷、水飛薊素、異水飛薊素、大豆素、葛根素、魚藤酮、異甘草素、補骨脂乙素、金魚草素、兒茶素、飛燕草素、矢車菊素、銀杏素、異銀杏素等。

2 提取

2.1 熱水提取法

熱水提取法僅限于提取苷類。此工藝成本低、安全，適合于工業(yè)化大生產(chǎn)。提取過程中要需考慮加水量、浸泡時間、煎煮時間及次數(shù)等因素，但熱水浸提時易溶于水的雜質(zhì)較多，提取效率低[2]。

2.2 有機溶劑萃取法

原理是利用黃酮類化合物與混入雜質(zhì)的極性的不同來選用不同溶劑萃取[2]。常用的有機溶劑有甲醇、乙醇、丙酮等，其中乙醇因為其毒副作用小最為常用。張君等以乙醇為溶劑，對提取工藝進行研究，結(jié)果表明：乙醇含量為70%、固液比1∶19、65℃下浸提3小時為最佳提取條件，樣品提取率為3.55%。結(jié)果證明采用乙醇提取金銀花黃酮是比較有效的途徑[3]。

2.3 微波輔助萃取法

微波是一種非電離的電磁輻射。微波提取法是利用不同結(jié)構(gòu)的物質(zhì)在微波場中吸收能力的差異，使基體物質(zhì)中的某些區(qū)域或提取體系中的某些組分被選擇性加熱[4]，從而使被提取物質(zhì)分離開來。此方法具有選擇性高、溶劑耗量少、操作時間短、有效成分得率高的特點，可用于對熱不穩(wěn)定的物質(zhì)的提取[5]。崔鵬等采用微波法提取無花果葉中的總黃酮，得到最佳提取條件：乙醇體積分數(shù)90%，液料比55∶1（mL/g），提取功率200W，提取時間3min，黃酮的含量為20.56mg/g[6]。

2.4 超聲波提取法

利用超聲波來破壞細胞膜，促進黃酮類化合物的釋放。超聲波所產(chǎn)生的機械效應(yīng)也可以將能量傳遞給溶劑和植物細胞，加速裂解細胞的過程，快速地釋放出并且溶解掉細胞內(nèi)的物質(zhì)[7]。超聲波的強烈振動能給植物和溶劑傳遞巨大的能量，使它們做高速的運動，有助于溶質(zhì)擴散，提高了提取效率。吳海清等用超聲波輔助乙醇提取蘿卜葉中的黃酮。通過單因素試驗與四元三次正交試驗，發(fā)現(xiàn)最優(yōu)條件為乙醇濃度為60%，料液比為1：1（m∶V），超聲波處理15min，在50℃下浸提30min，該條件下黃酮提取率為1.41%，是傳統(tǒng)浸提法的200%[8]。崔潤麗等對乙醇含量、固液比、提取時間、輔助提取功率進行單因素實驗的基礎(chǔ)上設(shè)計了正交實驗。發(fā)現(xiàn)在銀杏葉中總黃酮類化合物的提取時，超聲波輔助提取法僅用10min，其提取效率比乙醇浸提5h的提取率高出9%[9]。

2.5 超臨界流體萃取法

超臨界流體萃取技術(shù)作為一種十分理想的提取天然藥物的分離手段，具備了能保留天然藥物所有有效成分的優(yōu)點。以超臨界流體為萃取劑，從液體或固體中萃取有效成分。代德財?shù)冗x用CO2是為超臨界流體發(fā)現(xiàn)相比與乙醇提取技術(shù)，利用超臨界流體萃取技術(shù)對銀杏葉中的黃酮進行提純的效果會更好[10]。

2.6 酶解法

酶解法宜用于一些被細胞壁包圍而不易提取的黃酮類化合物。用相應(yīng)的酶破壞以纖維素為主的細胞壁結(jié)構(gòu)，減少提取的傳質(zhì)阻力，充分釋放出黃酮類物質(zhì)[2]。楊云龍等研究了酶解各因素對黃酮類化合物提取率的影響，得出酶解法的最佳提取條件為：酶解溫度為45℃，酶解pH值為6～7，酶解時間為60min，酶用量為2.5‰[11]。

3 分離純化

3.1 柱層析法

一些中等分子量的物質(zhì)宜選用柱層析法來分離，其原理是根據(jù)樣品混合物中各組分在固定相和流動相中分配系數(shù)不同，經(jīng)多次反復(fù)分配將組分分離開來[12]。包括硅膠柱層析法、聚酰胺柱層析法和葡聚糖凝膠柱層析法?？瞪偃A等利用硅膠柱層析分離大豆異黃酮苷元。通過丙酮萃取大豆異黃酮后，經(jīng)硅膠柱層析可以分離得到染料木素、大豆素、黃豆黃素3種大豆異黃酮苷元異構(gòu)體，經(jīng)檢測3種物質(zhì)的純度均超過90%[13]。

3.2 大孔樹脂吸附法

網(wǎng)狀孔穴結(jié)構(gòu)的大孔樹脂，具有較大的吸附能力，顆粒的總表面積大，有一定極性基團。大孔樹脂吸附法根據(jù)有機化合物吸附力及分子量的不同，經(jīng)一定的溶劑洗脫可達到分離純化的目的[14]。馮愛娟等采用大孔樹脂吸附分離的方法對粉單竹竹葉黃酮提取物進行純化，發(fā)現(xiàn)大孔樹脂較適宜于竹葉黃酮提取物的純化；在優(yōu)化工藝條件下，可以收集得到純度分別為50.9%、38.0%、35.8%等3個竹葉黃酮產(chǎn)品，黃酮總回收率可達63%左右[15]。

3.3 膜分離純化法

膜分離是利用膜的選擇性分離，實現(xiàn)料液的不同組分的分離、純化、濃縮的過程[12]。膜可以在分子范圍內(nèi)進行分離，這過程是一種物理過程，不需發(fā)生相的變化和添加輔助劑。陳玲等對紫花杜鵑干燥嫩葉片中黃酮類化合物的工藝條件，利用膜分離技術(shù)對其進行純化研究，其純度可達到46.07%[16]。

3.4 高速逆流色譜分離純化法

此方法是利用兩相溶劑體系在高速旋轉(zhuǎn)的螺旋管內(nèi)建立起一種特殊的單向性流體動力學平衡，物質(zhì)依據(jù)其在兩相中分配系數(shù)的不同而分離[17]。其分離過程中不采用任何固態(tài)的支撐體，因此完全排除了因不可逆吸附而引起的樣品污染、變性、失活等。多項研究表明，運用此法可從花椒、羅布麻、凍青等植物中分離純化出黃酮[17-19]。

4 藥理作用

4.1 抗心腦血管疾病

黃酮類化合物可通過降低毛細血管的通透性、降血脂、降血壓，對心血管系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用。研究發(fā)現(xiàn)槲皮素、蘆丁、葛根素、銀杏葉總黃酮對缺血性腦損傷有保護作用；水飛薊素、沙棘總黃酮對心肌缺血性損傷有保護作用；銀杏葉總黃酮、大豆苷元等對心肌缺氧性損傷有明顯保護作用[20-26]。張振等研究山楂葉總黃酮對高脂高鹽所致高血壓大鼠降壓及心臟的保護作用，并探討其作用機制。發(fā)現(xiàn)其能夠降低高脂高鹽所致高血壓大鼠血壓并具有保護心臟的作用，其機制可能與山楂葉總黃酮能夠有效降低高脂高鹽所致高血壓大鼠血管緊張素Ⅱ水平、調(diào)節(jié)血脂、改善抗氧化酶活性、抑制氧化應(yīng)激損傷有關(guān)[27]。

4.2 抗氧化抗衰老

黃酮類化合物還有抗衰老的作用，作用機制主要與抗氧化作用有關(guān)。隨年齡增長，體內(nèi)自由基增多。延璽等發(fā)現(xiàn)自由基在體內(nèi)可直接或間接地發(fā)揮強氧化劑作用而與機體內(nèi)核酸、核蛋白和脂肪酸相結(jié)合，轉(zhuǎn)變成氧化物或過氧化物，使之喪失活性或變性，細胞功能發(fā)生障礙，引起機體逐漸衰老或病變[28]。多數(shù)黃酮類化合物結(jié)構(gòu)中的羥基和羰基可通過阻止了自由基產(chǎn)生和清除其抗氧化活性來避免氧化損傷，具有很強的抗氧化作用。已有實驗證明茶多酚、槲皮素、芹黃素、木犀草素、兒茶素、蘆丁等.黃酮類化合物具有抗衰老的作用。

4.3 鎮(zhèn)痛

研究表，多種植物中提取的天然總黃酮有鎮(zhèn)痛作用。采用醋酸扭體法、熱板致痛法、溫浴甩尾法建立小鼠疼痛模型，以生理鹽水為空白對照品，阿司匹林為陽性對照品，通過對小鼠灌胃不同劑量新疆野山杏總黃酮，考察其鎮(zhèn)痛作用。發(fā)現(xiàn)新疆野山杏總黃酮可顯著延長小鼠疼痛反應(yīng)痛域，減輕局部疼痛反應(yīng)，具有明顯的鎮(zhèn)痛作用[29]。車環(huán)宇通過研究證實，純化后的血三七總黃酮具有一定的抗炎鎮(zhèn)痛作用[30]。

4.4 抗炎抗免疫

黃酮類化合物通過影響有絲分裂、細胞間的相互作用和細胞的分泌過程可起抗炎抗免疫作用。豹皮樟總黃酮對角叉菜膠誘導的大鼠足腫脹有明顯的抑制作用，其作用機制可能通過影響炎癥因子分泌及抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激誘導的炎癥損傷[31]。何可等通過冰醋酸致小白鼠腹腔毛細血管通透性增加，棉球致小白鼠肉芽腫以及蛋清致大白鼠足跖腫脹的炎癥模型，觀察兩種仙人掌總黃酮對不同炎癥的作用效果；試驗結(jié)果證明，仙人掌總黃酮對于急、慢性炎癥均具有良好的抑制作用[32]。律廣富等研究玉米須總黃酮對家兔急性痛風關(guān)節(jié)炎的改善作用。發(fā)現(xiàn)與模型組比較，玉米須總黃酮組滑膜組織炎癥明顯減輕，充血、水腫、滑膜增生不明顯，少量炎細胞浸潤；得出結(jié)論，玉米須總黃酮發(fā)揮抗炎鎮(zhèn)痛作用，且對家兔急性痛風性關(guān)節(jié)炎具有改善作用[33]。

4.5 抗腫瘤、防癌、抗癌

黃酮類化合物主要是通過誘導腫瘤細胞凋亡，促進抑癌基因表達和抗腫瘤細胞增殖以及干預(yù)腫瘤細胞信號轉(zhuǎn)導，產(chǎn)生抗腫瘤效力[28]。王哲元等研究發(fā)現(xiàn)，黃酮類化合物具有廣泛的抗腫瘤活性，可影響與腫瘤發(fā)生發(fā)展相關(guān)的細胞和免疫進程，可通過多種途徑抑制多種腫瘤細胞的增殖與轉(zhuǎn)移[34]。趙欣等通過研究發(fā)現(xiàn)槲皮素是一個競爭性的基質(zhì)金屬蛋白酶9抑制劑，能夠誘導基質(zhì)金屬蛋白酶9的活性降低，最終對肺癌腫瘤細胞株A549的凋亡起重要作用[35]。石元英等研究表明，黃酮類化合物抗腫瘤的機制主要有：誘導腫瘤細胞凋亡、抗氧化、干擾細胞信號轉(zhuǎn)導、對腫瘤細胞侵襲遷移的影響、抑制腫瘤血管形成等[36]。

4.6 抗病毒、抑菌

謝楊等通過鴉蔥總黃酮抗乙型肝炎病毒的體外實驗研究，發(fā)現(xiàn)其具有顯著的抗乙型肝炎病毒作用[37]。楊艷等探討荔枝核提取物成分黃酮類化合物體外抑制腺病毒增殖的作用，體外可通過抗病毒生物合成的方式明顯抑制腺病毒在人喉癌細胞中的增殖[38]；孫森鳳等發(fā)現(xiàn)瓦松總黃酮對福氏志賀菌標準株抑菌效果最好，對部分臨床分離金黃色葡萄球菌耐甲氧西林株、表皮葡萄球菌標準株、大腸埃希菌及其臨床分離株、肺炎克雷伯菌標準株及其臨床分離株抑菌效果較好，對金黃色葡萄球菌的抑菌效果最弱[39]。

5 臨床應(yīng)用與展望

含有黃酮類化合物的藥物有很多，如主要用于冠心病、心絞痛的治療的舒血寧片就是由銀杏葉制成的含有黃酮和雙黃酮類。心達康片的主要成分為醋柳總黃酮，可改善心功能、緩解心絞痛，還能降低膽固醇。全合成的乙氧黃酮又名心脈舒通或立可定，有擴張冠狀血管、增加冠脈流量的作用[40]。

大量黃酮類化合物藥物制劑已經(jīng)投入臨床應(yīng)用，植物黃酮類化合物廣泛的藥理作用，在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的開發(fā)應(yīng)用前景廣闊。不斷改進提取方法，深入研發(fā)出毒副作用更低，療效更好的含植物黃酮類化合物的藥物是科研人員努力的方向。

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