金花葵黃酮類化合物提取工藝綜述

梁澤華 崔明勛

摘? 要：該文對金花葵黃酮類化合物的提取工藝進(jìn)行了綜述，為金花葵黃酮類化合物的有效提取提供參考。

關(guān)鍵詞：金花葵黃酮;提取工藝;綜述

中圖分類號 R284文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A文章編號 1007-7731（2019）08-0018-03

Abstract：The extraction process of Hibiscus manihot L.flavone was reviewed，which provided a reference for the effective extraction of Hibiscus manihot L. flavone.

Key words：Hibiscus manihot L. flavone;Extraction process;Reviews

1 金花葵的發(fā)現(xiàn)及研究進(jìn)展

金花葵（Hibiscus manihot L.）別名菜芙蓉、野芙蓉，為一年生草本錦葵科秋葵屬植物，是中國農(nóng)科院于2003年8月在河北邢臺地區(qū)發(fā)現(xiàn)的一類秋葵植物。在目前我國已發(fā)現(xiàn)的200多個秋葵植物中，金花葵的藥用、保健功能最高，因其產(chǎn)地不同，衍生出黏干皮或山榆皮的地區(qū)名[1]。目前，金花葵中的黃酮類化合物已被廣泛應(yīng)用于科學(xué)研究中，諸多研究表明，金花葵中的黃酮類化合物具有免疫調(diào)節(jié)[2]、抗衰老、抗氧化[3]、解熱消炎[4，5]、鎮(zhèn)痛[6]、抗腫瘤[7]、降血脂[8]、降血糖[9]等生理活性。金花葵中的黃酮含量是植物界天然黃酮含量較高的樹種之一，總黃酮含量比目前廣為應(yīng)用的黃酮生產(chǎn)原料銀杏、大豆等還高出數(shù)十倍[1，10]。

2 金花葵黃酮類化合物的提取工藝

目前，金花葵黃酮類化合物提取工藝主要有以下5類：

2.1 大孔樹脂吸附工藝 大孔樹脂吸附工藝是以有機(jī)高聚物吸附劑大孔樹脂吸附為主要手段的提取方式。大孔吸附樹脂是一類具有大孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高分子吸附劑，其理化性質(zhì)穩(wěn)定、不溶于水，可在150℃以下使用，對有機(jī)物具有分離、富集作用，是一類集吸附性和分子篩性分離原理相結(jié)合的分離材料[11]。它的吸附性是范德華力或氫鍵作用的結(jié)果;而其分離原理是根據(jù)不同極性的樹脂對不同物質(zhì)的吸附性不同，不同孔徑對于不同物質(zhì)的空間阻力不同，導(dǎo)致物質(zhì)在體系內(nèi)運(yùn)動速度不同，將被分離物質(zhì)分離純化[12]。其優(yōu)點(diǎn)是理化性質(zhì)穩(wěn)定、選擇性好、吸附力強(qiáng)、易洗脫、快速高效等[11]。陳亮等[13]將靜態(tài)吸附與解吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行綜合考慮，從12種樹脂中優(yōu)選出聚酰胺樹脂，將該樹脂置于95%乙醇溶液中浸泡12h，蒸餾水漂洗至無醇味，用1%鹽酸、蒸餾水沖洗樹脂至洗出液體為中性，再用5%NaOH、蒸餾水沖洗至洗出液體為中性。經(jīng)過以上預(yù)處理后，將20mL金花葵黃酮提取液于28℃下，與1.0g預(yù)處理后樹脂混合，恒溫振蕩24h，過濾，以75%乙醇蕓香苷為標(biāo)準(zhǔn)品，將所得濾液通過分光光度法測出濾液中黃酮含量，待樹脂達(dá)到飽和后，計算出聚酰胺樹脂的吸附率為38.2%。然后通過單因素試驗(yàn)對上樣濃度、上樣流速、上樣pH、乙醇洗脫濃度、洗脫流速等進(jìn)行研究，測得動態(tài)解吸附的最佳條件：金花葵黃酮粗提液上樣量為50mL，上樣濃度4.37mg/mL、上樣pH值6.0、上樣流速1.0mL/min、水洗體積5倍、80%乙醇5倍體積洗脫、洗脫流速1.0mL/min時，金花葵的總黃酮純度高、達(dá)72.6%。

2.2 超聲輔助提取工藝 超聲輔助提取技術(shù)常應(yīng)用于提取天然化合物，該方法借助于超聲波能量，破壞植物細(xì)胞壁，加速溶劑進(jìn)入被分析物，加快目標(biāo)組分?jǐn)U散到液態(tài)溶劑的速度，增加萃取力度。其優(yōu)點(diǎn)是時間短、效率高，在很大程度上降低了成本[14]。不足之處在于超聲波可能引起溶劑中的成分變化，如水在超聲波能量的作用下產(chǎn)生羥基自由基[15]，羥基自由基可以形成過氧化氫等強(qiáng)氧化性物質(zhì)，可能對提取體系產(chǎn)生影響，從而影響了黃酮的提取率。楊秀松等[16]通過單因素和正交試驗(yàn)，對提取時所用乙醇濃度、料液比、提取時間、超聲溫度以及提取次數(shù)進(jìn)行了研究，獲得了超聲助提金花葵黃酮粗提物的最佳提取工藝參數(shù)：80℃下連續(xù)超聲30min后，用60%乙醇，料液比1∶40，提取時間75min，提取1次，經(jīng)計算每1g原料的黃酮提取量為56.37mg。宋琳琳等[17]應(yīng)用單因素和正交試驗(yàn)對超聲時間、乙醇濃度、料液比進(jìn)行了研究，得出超聲助提金花葵黃酮的最佳提取工藝為：連續(xù)超聲35min，用80%乙醇，料液比1∶25，在此條件下黃酮提取率為8.47%。

2.3 微波提取工藝 微波是電磁波的一種，具有波粒二象性，物質(zhì)吸收微波的能力取決于介質(zhì)損耗因數(shù)，即分子對微波的吸收具有選擇性。水分子等極性分子的介電常數(shù)較大，介質(zhì)損耗因數(shù)也很大，對微波的吸收能力較大，極性分子的2個偶極為了與外部電場進(jìn)行頻率協(xié)調(diào)，并隨微波場變動，產(chǎn)生大量分子間的高速運(yùn)動，摩擦產(chǎn)熱[18]。由于細(xì)胞內(nèi)溫度迅速上升，水汽化使細(xì)胞壁和細(xì)胞膜出現(xiàn)空洞和裂痕，提取溶劑易進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，被提取物易溶出，從而分離和提取[19]。其優(yōu)點(diǎn)在于高效節(jié)能，減少熱量損失，溶劑量小，一次提凈，所需溶劑相比傳統(tǒng)技術(shù)減少了30%～40%[18]。仇燕[20]通過正交試驗(yàn)獲得了金花葵花總黃酮微波提取的最佳工藝為：金花葵花粉末顆粒度≤80目，乙醇濃度70%，微波時間30s，功率360W，料液比1∶50時，黃酮提取量為5.673%。

2.4 索氏提取工藝 索氏提取工藝的發(fā)現(xiàn)距今已有100多年的歷史，是一種使用廣泛的固體樣品萃取方法。運(yùn)用溶劑回流和虹吸原理，通過固液接觸，將固相中的被提取物質(zhì)溶解于液相中，從而達(dá)到分離效果。在索氏提取過程中，樣品置于索氏提取器中，提取溶劑置于蒸餾瓶中，加熱溶劑至沸騰，蒸汽通過導(dǎo)氣管上升，并被冷凝聚集在索氏提取器空腔，當(dāng)液體聚集一定程度時，虹吸管將溶有被提取物液體吸回蒸餾瓶，因此在進(jìn)行索氏提取時，樣品始終處于新溶劑中[14]。索氏提取工藝的溶劑選擇主要取決于目標(biāo)物質(zhì)與溶劑的相似性，按照極性不同選取適當(dāng)萃取劑，并直接對萃取劑進(jìn)行加熱，且萃取劑一般沸點(diǎn)較低、循環(huán)利用，所用設(shè)備體積小、造價低。其優(yōu)點(diǎn)是選擇性好、能耗低、設(shè)備及操作簡單。缺點(diǎn)是設(shè)備容量有限，常用于實(shí)驗(yàn)室，不能大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。張路等[21]通過單因素和正交試驗(yàn)確定了金花葵總黃酮索氏提取的最佳工藝參數(shù)：乙醇濃度60%，料液比1∶35，提取時間3.0h，提取溫度80℃條件下，提取率為4.55%。李現(xiàn)日等[22]將金花葵花乙醇提取物用石油醚脫脂后的水層，用乙酸乙酯、正丁醇進(jìn)行萃取，得出乙酸乙酯相黃酮的含量最高，因此在金花葵黃酮粗提物進(jìn)一步萃取時，可選用乙酸乙酯作為溶劑。

2.5 有機(jī)溶劑回流工藝 有機(jī)溶劑回流工藝常采用乙醇等揮發(fā)性強(qiáng)的有機(jī)物作為溶劑，將目的提取物浸入有機(jī)溶劑，采用加熱的方式使溶劑沸騰，溶劑餾出后再經(jīng)冷凝裝置冷凝流回浸出器，由此循環(huán)，直至完成提取。與索氏提取相比，有機(jī)回流法的樣品始終置于被加熱容器中，因此當(dāng)提取溫度較高時，有機(jī)溶劑回流工藝的提取率比較可觀，但應(yīng)考慮被提物質(zhì)是否會變質(zhì)、分解等。金花葵黃酮的有機(jī)回流提取常以乙醇作為溶劑，乙醇具有價格低廉、低毒、低沸點(diǎn)等優(yōu)點(diǎn)[23]。劉琦等[24]通過單因素試驗(yàn)，確定了有機(jī)溶劑回流法提取金花葵的最佳工藝：乙醇濃度60%，溫度90℃、時間4h、固液比1∶35。蘭蓉等[25]應(yīng)用石油醚脫脂后的金花葵干花粉末分別運(yùn)用有機(jī)溶劑回流法和索氏提取法以等量85%的乙醇、90℃條件下進(jìn)行總黃酮的提取，有機(jī)溶劑回流法經(jīng)過2次回流，所用時間共3h，黃酮提取率達(dá)3.97%;索氏提取法回流4h，黃酮提取率為3.16%，從而得出有機(jī)回流法的提取效果更好。

3 展望

金花葵黃酮類化合物由于具有多種生物活性而被廣泛研究，但在2015版的《中國藥典》中，金花葵有關(guān)的藥用價值暫未被收錄。黃酮類化合物的提取方法多種多樣，如表面活性劑輔助提取法[26]、復(fù)合酶提取法[27]、超臨界CO2萃取法[28]及微生物發(fā)酵提取法[29]等。但以上方法暫未被用于對金花葵黃酮類化合物的提取中，當(dāng)前金花葵黃酮類化合物的提取工藝并不完善，其最佳提取工藝有待作進(jìn)一步的比較和研究，發(fā)掘不同提取條件下的最佳方法，以便于滿足實(shí)驗(yàn)室和大批量生產(chǎn)的需要。同時，國內(nèi)研究者大多以金花葵中總黃酮為研究對象，而對于其單體的分離以及藥理作用研究不足。今后應(yīng)對其單體分離進(jìn)行深入研究，確認(rèn)金花葵黃酮類化合物中發(fā)揮作用的具體物質(zhì)，為藥物開發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。

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（責(zé)編：張宏民）