植物中黃酮類化合物提取方法研究進(jìn)展

曹利慧，范業(yè)剛

（衡水學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系，河北衡水053000）

黃酮化合物是自然界中存在的天然酚類物質(zhì)，是植物代謝中產(chǎn)生的次級(jí)產(chǎn)物，在高等植物的根、莖、葉、花、果實(shí)中廣泛存在[1]。研究表明，從植物中提取的黃酮類化合物有較高的藥用價(jià)值，如鎮(zhèn)痛、抗炎、抗氧化、抗病毒、抗過(guò)敏、降血脂、抗腫瘤及提高免疫力等作用[2]，并且從植物中提取的黃酮類成分綠色環(huán)保，安全性好，在醫(yī)藥、食品加工中均有廣闊的應(yīng)用前景。科學(xué)、成熟的提取技術(shù)和生產(chǎn)工藝可最大限度地保留黃酮的活性，所以，提取方法特別重要。本文總結(jié)了近年來(lái)植物類黃酮化合物的提取方法，并說(shuō)明了各種方法的特點(diǎn)，為黃酮類化合物的提取應(yīng)用提供了一定的理論基礎(chǔ)。

1 黃酮化合物提取方法

1.1 傳統(tǒng)的浸取法

由于浸取方式不同，浸取法可分為浸漬法、回流提取法、索氏提取法等；根據(jù)所選用溶劑的種類不同，浸取法可分為水提法、有機(jī)溶劑提取法、堿提法，一般選用較多的有機(jī)溶劑為乙醇、甲醇、丙酮等。黃酮類化合物在水中、醇中可以溶解，由于含有呈弱酸性酚羥基，與堿反應(yīng)，溶解度增大，所以，植物類黃酮可以用水、醇、堿液作為溶劑，并配以不同的浸提方式進(jìn)行提取。

1.1.1 水提法

該方法是植物總黃酮最傳統(tǒng)的提取方法，具有生產(chǎn)成本低、無(wú)環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)，但提取效率不高，且提取液中有較多雜質(zhì)，不易分離純化。劉安軍等[3]發(fā)現(xiàn)用水浸法在40℃以及1∶4料液比的條件下提取5 h得到的總黃酮最多，占洋蔥鮮重的0.17%。劉海林等[4]用水提法提取了10 種藥用植物（花為藥用部位）的總黃酮，考查了煎煮時(shí)間對(duì)提取率的影響，并分析了對(duì)抗氧化活性的影響。結(jié)果表明，煎煮時(shí)間對(duì)水提液中總黃酮含量及其抗氧化活性均產(chǎn)生一定的影響；10 種藥用植物中，西紅花和金銀花水提液煎煮30 min 后總黃酮含量最高；玫瑰花水提液煎煮60 min 還原能力最大。黃思雨等[5]用水提法提取了綠茶、桑葉和臭黃荊葉3種植物干葉細(xì)粉中的總黃酮，并研究了其水提液的抑菌和抗氧化能力。結(jié)果表明：黃酮含量綠茶粉最高，桑葉粉次之，最少的臭黃荊葉粉。李榮宇等[6]選取四種產(chǎn)地的牛大力，以水為溶劑，采用加熱回流的方式提取總黃酮，通過(guò)紫外可見(jiàn)分光光度法測(cè)定了黃酮含量。實(shí)驗(yàn)表明，樣品黃酮含量：海南萬(wàn)寧＞廣東云?。靖＝ü盘铮緩V西欽州，含量范圍為32.70～87.20 μg·mL-1，平均回收率為98.87%，RSD為1.44%（n=6）。

1.1.2 有機(jī)溶劑提取法

有機(jī)溶劑提取法比水提法的提取效率高，雜質(zhì)較少，但相對(duì)成本較高。在有機(jī)溶劑中，乙醇由于安全無(wú)毒，是使用較多的溶劑。朝雅慧等[7]使用了乙醇回流法來(lái)提取甘草總黃酮，并和水提法進(jìn)行對(duì)比。從提取出的甘草總黃酮的量可發(fā)現(xiàn)，乙醇回流法提取出的含量遠(yuǎn)大于水提法。對(duì)分別提取出的兩種甘草總黃酮進(jìn)行抗氧化性實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，總抗氧化活性提高了1.25倍，造成這個(gè)現(xiàn)象的原因可能是總黃酮的溶解性不同。傅春燕等[8]選用乙醇為溶劑，采用索氏提取的方式，提取龍牙百合鱗莖的總黃酮，研究了乙醇濃度、提取時(shí)間、料液比對(duì)提取效果的影響。正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：乙醇濃度為75%時(shí)，控制料液比為1∶5 g/mL，提取90 min，提取效果最好，提取率為（3.815±0.35）%。鄧嬌等[9]以乙醇為溶劑，用索氏提取和超聲波2 種方式，分析了3 種竹葉（苦竹葉、慈竹葉、四季竹葉）提取物中活性物質(zhì)總黃酮和總酚的含量。結(jié)果表明，索氏提取優(yōu)于超聲波提取，慈竹葉中總黃酮與總酚含量最高。

其他被用于提取黃酮的有機(jī)溶劑有甲醇、乙酸乙酯、氯仿、正己烷、1，3－丁二醇、丙酮等，這些溶劑的極性存在較大差別，研究者研究了不同極性溶劑對(duì)黃酮提取效果的影響。李婧雯等[10]采用6種不同極性的溶劑，對(duì)蒲公英根部的總黃酮進(jìn)行了提取，并比較了不同溶劑提取物的抗氧化性，6 種溶劑分別為水、甲醇、無(wú)水乙醇、乙酸乙酯、氯仿和正己烷，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，溶劑的極性對(duì)提取率和提取液的抗氧化能力影響較大，提取效果和抗氧化性隨溶劑的極性增大而變好，乙醇提取物總黃酮和總酚含量最高，分別為10.03 mg/g 和12.26 mg/g。陳志娜[11]分別以70%乙醇、甲醇、乙酸乙酯、氯仿對(duì)干燥后的茵陳蒿全株進(jìn)行提取，分析了不同溶劑與黃酮提取量之間的相關(guān)性。結(jié)果表明，不同溶劑提取物中的總黃酮含量和抗氧化活性差異顯著，以70%乙醇為溶劑提取效果最好，且對(duì)鐵離子還原能力最強(qiáng)。

1.1.3 堿提法

植物中的黃酮類化合物在堿性溶液中，溶解度增大，提取完畢后加入酸性物質(zhì)，黃酮類化合物溶解度降低，會(huì)以沉淀的形式析出來(lái)。常用的堿性溶液有飽和石灰水、稀Na2CO3溶液或稀NaOH溶液。堿提法所用試劑常見(jiàn)，價(jià)格低廉，操作安全方便。

劉茂順等[12]以NaOH堿性溶液回流提取朝鮮淫羊藿中總黃酮，考查了NaOH濃度、提取時(shí)間、提取次數(shù)與料液比四個(gè)因素對(duì)黃酮提取率的影響。正交試驗(yàn)結(jié)果顯示：當(dāng)NaOH溶液濃度為0.3%，回流提取2次，每次2 h，控制料液比1 g∶40 mL，濃縮至1/4，再鹽酸調(diào)節(jié)pH=3時(shí)，總黃酮提取量最高。李繼偉等[13]用石灰水、NaOH和乙醇三種溶液對(duì)柑橘皮中的黃酮進(jìn)行提取，并測(cè)定了提取液中的果膠含量。結(jié)果表明：對(duì)提取率而言，石灰水＞NaOH＞乙醇，而對(duì)果膠含量而言，NaOH＞石灰水＞乙醇，稀釋4倍的飽和石灰水黃酮提取率最高。石灰水不但能有效提取黃酮，還能降低雜質(zhì)果膠的含量。張曼玉等[14]以血紅鉚釘菇為原料，在3%硼砂水溶液中加石灰水調(diào)節(jié)溶液pH 值，用索氏提取的方式對(duì)黃酮進(jìn)行提取，研究了溶液pH、溫度、時(shí)間和固液比等單因素對(duì)提取率的影響。研究結(jié)果表明：當(dāng)粗粉顆粒40目，溶液pH 為9，固液比1∶10，溫度60℃時(shí)，提取時(shí)間30 min，且結(jié)晶時(shí)濾液pH為3，時(shí)間4 h，黃酮得率最高，為9.5%。

文獻(xiàn)表明，傳統(tǒng)浸取法如果只采用浸漬、回流、索氏提取的方式，原料浸泡時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，提取樣品較多時(shí)效率較低。所以，實(shí)驗(yàn)者在傳統(tǒng)浸取法基礎(chǔ)上進(jìn)行改良和工藝優(yōu)化，以超聲波或者微波進(jìn)行協(xié)助提取。

1.2 超聲提取法

超聲波提取法破壞了植物的細(xì)胞，溶劑能輕松進(jìn)入，促進(jìn)有效成分溶解，使提取效率大大提高，還可以減少實(shí)驗(yàn)溶劑的消耗。

李加興等[15]用超聲波法對(duì)黃秋葵黃酮進(jìn)行提取，發(fā)現(xiàn)超聲功率250 W，料液比1∶25（g/mL），溫度75℃，用50%的乙醇提取21 min，黃酮的提取率最高，達(dá)到了4.85%。鐘楚楚等[16]以夏枯草為原料，用醇浸漬法、醇回流提取法、超聲輔助醇提取法進(jìn)行總黃酮的提取，三種方法的最高提取率分別為4.22%、5.34%、5.96%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，超聲輔助醇提取法提取時(shí)間最短，且提取率最高。超聲提取在對(duì)大量樣品分析時(shí)，節(jié)時(shí)高效的優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)得更加明顯。吳蘇喜等[17]以油茶蒲為原料，采用各具5個(gè)體積分?jǐn)?shù)梯度的5種有機(jī)溶劑對(duì)油茶蒲進(jìn)行超聲輔助浸提而得到25 種粗提液，研究比較了各粗提液的總黃酮提取率和清除DPPH·的能力。結(jié)果表明: 丙酮、乙醇、1，3－丁二醇、乙酸乙酯－乙醇溶液濃度均為60%時(shí)，甲醇溶液濃度為80%時(shí)，提取率最高分別為6.28%、5.24%、4.40%、4.13%、4.82%。結(jié)合抗氧化性實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，適合油茶蒲黃酮利用的最佳提取劑是60% 乙酸乙酯－乙醇溶液，總黃酮提取率達(dá)4.13%，所對(duì)應(yīng)提取物對(duì)DPPH·清除率達(dá)92.69%。張毅[18]用四種溶劑（水、乙酸乙酯、50%乙醇、70%乙醇），分別在回流、索氏和超聲提取條件下對(duì)宣木瓜中總黃酮進(jìn)行提取，結(jié)果顯示，不同的溶劑和提取方法對(duì)宣木瓜總黃酮的提取率有較大影響，以70%乙醇為提取溶劑時(shí)黃酮提取率較高，超聲和回流比索氏方式提取率較高，超聲和回流方式提取率差別不大，但超聲方式用時(shí)較短。

超聲輔助手段能夠使提取效率得到提升，且溶劑消耗較少，但從文獻(xiàn)中也看出超聲輔助會(huì)使提取液中含有大量糖類物質(zhì)，提取液比較渾濁，給后續(xù)實(shí)驗(yàn)研究帶來(lái)一定的不便。

1.3 微波提取法

微波提取法是在溶液浸提法的基礎(chǔ)上利用微波技術(shù)手段加以協(xié)助，原理與上文中所提到的超聲波輔助法相差不大。

胡煌[19]以紫蘇葉為原材料，用微波協(xié)助法提取紫蘇葉黃酮，研究了微波功率、料液比和提取時(shí)間對(duì)黃酮提取率的影響，并用響應(yīng)面分析法得到紫蘇葉的最佳工藝條件。當(dāng)微波功率為430 W，料液比為1∶12（g/mL），提取時(shí)間為32 min 時(shí)，提取效果最好，為7.184 mg/g。劉淑琴[20]利用微波輔助響應(yīng)面法優(yōu)化牛油果中總黃酮最佳提取工藝，并確定其抗氧化活性。結(jié)果表明：料液比為32 mL/g，乙醇濃度72%，微波功率為268 W和提取時(shí)間28 min，提取率為19.68 mg/g；與相同濃度下BNT、VC進(jìn)行抗氧化活性實(shí)驗(yàn)對(duì)比，發(fā)現(xiàn)自由基清除能力優(yōu)于BHT，弱于VC，且具有較強(qiáng)的還原能力。袁媛等[21]對(duì)比三種方法（浸提法、微波提取法和超聲提取法），提取桃金娘果實(shí)中花青素和黃酮。結(jié)果表明，黃酮含量排序?yàn)椋何⒉ㄝo助提取法＞浸提法＞超聲波輔助提取法，微波提取法提取量為（182.01±5.95）mg/100 g DM，且微波輔助提取法得到的提取液對(duì)DPPH 和ABTS＋·兩種自由基的清除能力最強(qiáng)。

1.4 酶解提取法

該方法是利用酶反應(yīng)破壞植物細(xì)胞的纖維素、半纖維素、果膠等物質(zhì)結(jié)構(gòu)，使總黃酮更易釋放，從而提高提取率。纖維素酶和果膠酶是目前使用較多的兩種生物酶，提取時(shí)根據(jù)植物主要成分的不同來(lái)進(jìn)行酶的選擇，也可以將兩種或多種酶進(jìn)行復(fù)合使用。

李佩艷等[22]以大孔樹(shù)脂DM130 為載體固定化纖維素酶提取牡丹葉黃酮，研究了酶量、戊二醛濃度、溫度、時(shí)間4 個(gè)單因素對(duì)牡丹葉黃酮酶解效果的影響。正交試驗(yàn)結(jié)果表明：纖維素酶濃度1.25 mL/g 固定化載體，戊二醛濃度2 %，溫度50℃，時(shí)間為3 h，牡丹葉黃酮提取率可達(dá)1.95%；并且制備的固定化纖維素酶重復(fù)使用4次后，酶解效率沒(méi)有明顯降低，是第一次提取時(shí)的85.13 %。師艷秋等[23]以70%乙醇溶液為溶劑，用果膠酶對(duì)微山湖荷葉進(jìn)行黃酮提取，控制料液比1∶20（g/mL），當(dāng)果膠酶添加量為5 mg/g，pH 為5.0，酶解時(shí)間2.0 h，酶解溫度40℃時(shí)，酶解效果最好，提取率達(dá)1.83%。王維婷等[24]采用三種生物酶（纖維素酶、果膠酶、木瓜蛋白酶），提取黃秋葵果實(shí)黃酮，探討了酶添加量、酶解溫度、料液比、酶解時(shí)間、緩沖液 pH 值對(duì)黃酮得率的影響。結(jié)果表明，在最優(yōu)條件下，提取率：纖維素酶＞果膠酶＞木瓜蛋白酶。

由于靜止?fàn)顟B(tài)酶解需要的時(shí)間較長(zhǎng)，所以，用酶解法提取植物黃酮時(shí)一般用振蕩或超生波輔助進(jìn)行，以縮短提取時(shí)間。段紅梅等[25]將纖維素酶和果膠酶復(fù)合水浴振蕩下提取長(zhǎng)白楤木根中總黃酮，當(dāng)復(fù)合酶比例為1∶1，添加量為5%，控制料液比為1∶40（g/mL），以50%乙醇為溶劑，提取50 min，可使總黃酮的提取量達(dá)到最大值，為（8.6±0.05）mg/g。實(shí)驗(yàn)表明：當(dāng)總黃酮濃度為0.15 mg/mL時(shí)，對(duì)三種自由基（DPPH·，·OH，O－2·）的清除能力較好，且比VC 更高。孟永海等[26]采用超聲波輔助果膠酶法對(duì)白術(shù)中的總黃酮進(jìn)行提取，考查了酶添加量、酶解pH 值、乙醇濃度、物料比、酶解時(shí)間及酶解溫度、超聲提取時(shí)間、提取方式等因素對(duì)總黃酮提取率的影響，并用正交試驗(yàn)對(duì)提取工藝進(jìn)行了優(yōu)化，得到了最佳的提取條件。

1.5 超臨界流體萃取法

超臨界流體萃取法是當(dāng)前較為先進(jìn)的提取法，該方法通過(guò)改變壓力或溫度使超臨界流體的密度大幅度改變，將超臨界流體與待分離物質(zhì)接觸后，能夠?qū)⒓?xì)胞壁破碎，釋放溶解出更多的有效成分。一般以CO2為臨界溶劑，該法具有提取效率高，無(wú)溶劑殘留，溫度要求低，分離效果好等優(yōu)點(diǎn)。

呂小健等[27]用超臨界CO2流體對(duì)江西產(chǎn)陳皮中的多甲氧基黃酮進(jìn)行萃取，并對(duì)最佳萃取工藝條件進(jìn)行探討。以3 種主要多甲氧基黃酮總量作為陳皮中總黃酮含量指標(biāo)，通過(guò)單因素試驗(yàn)和響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化萃取工藝，確定陳皮中多甲氧基黃酮最佳萃取工藝為：壓力28 MPa，溫度55℃，時(shí)間 67 min。在此優(yōu)化條件下，從陳皮中萃取3 種主要多甲氧基黃酮總得率為1.89 mg/g。路丹丹[28]以細(xì)葉亞菊為原料，采用超臨界流體進(jìn)行總黃酮的提取，并通過(guò)效應(yīng)面法優(yōu)化提取工藝。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示最佳的提取條件為：萃取壓力35 MPa，萃取溫度50℃，萃取時(shí)間3 h。

2 研究展望

植物黃酮的提取方法中，傳統(tǒng)的溶劑浸取法節(jié)約成本，簡(jiǎn)便易行，但提取時(shí)間較長(zhǎng)，容易造成黃酮類化合物損失，用超聲和微波加以輔助可以大大縮短提取時(shí)間，克服溶劑提取的缺點(diǎn)，所以，未來(lái)超聲提取法和微波提取法在黃酮的提取中將占據(jù)重要地位。CO2流體萃取法在低溫條件下進(jìn)行，可有效防止沸點(diǎn)低、易揮發(fā)的物質(zhì)在提取過(guò)程中損失，且CO2性質(zhì)穩(wěn)定、無(wú)毒，因此超臨界CO2萃取法非常適合現(xiàn)代環(huán)境要求，在食品行業(yè)大規(guī)模有效成分的提取和純化方面有較大的應(yīng)用空間，但其設(shè)備價(jià)格昂貴，成本較高，廣泛普及還有一定的難度。在采用上述單一提取方法的基礎(chǔ)上，將2種或2種以上的方法進(jìn)行結(jié)合，將是未來(lái)提取方法的發(fā)展方向，如酶解法與超聲法、微波法結(jié)合，超聲法與微波法結(jié)合，加壓輔助萃取和溶劑萃取結(jié)合提取等。