杜仲黃酮類化合物提取方法研究進(jìn)展

王婷婷，賈 娟，楊雯雯

（河南工業(yè)大學(xué)漯河工學(xué)院，河南漯河 462002）

杜仲是我國(guó)傳統(tǒng)的中藥材，早在《神農(nóng)本草經(jīng)》中就被稱為“藥中上品”，具有抗衰老、抗氧化、降血壓、降血脂、抗菌及抗病毒等藥理作用。杜仲中含有多種活性成分，如黃酮類、綠原酸、苯丙素類等，其中，黃酮類化合物具有抗氧化、抗腫瘤、保護(hù)心腦血管、抗炎等作用。近年來(lái)，杜仲黃酮一直備受關(guān)注。研究表明，杜仲不同部位的總黃酮含量差別很大，以老葉中總黃酮含量最高，是一種很好的天然黃酮類物質(zhì)來(lái)源[1]。目前從植物中提取的黃酮類物質(zhì)在食品及醫(yī)藥等行業(yè)具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值[2]。科學(xué)有效的提取工藝，可以最大限度地保留黃酮類化合物的活性，因此，提取方法對(duì)杜仲中的黃酮類物質(zhì)的有效利用尤為重要。

近年來(lái)，諸多國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)快速高效地提取杜仲中黃酮類化合物的熱度大增，但是，相關(guān)總結(jié)較少。有些提取方法目前還處于實(shí)驗(yàn)室階段，不能大量應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)，這延緩了杜仲的生產(chǎn)開(kāi)發(fā)和利用。本文對(duì)近年來(lái)杜仲葉黃酮類成分的提取進(jìn)行了綜述，進(jìn)一步為杜仲中黃酮類化合物的綜合利用提供理論依據(jù)。

1 杜仲葉中黃酮類化合物的提取工藝

1.1 水提法

水提法是以水作溶劑，利用苯丙素類、環(huán)烯醚萜類和黃酮類等化合物易溶于水的特點(diǎn)，提取植物中有效成分的一種方法[3]。通常將植物葉片加水煮出汁，也有通過(guò)浸泡的方法將汁提取出來(lái)[4]。何德飛[5]研究杜仲葉黃酮類物質(zhì)的水提工藝，發(fā)現(xiàn)水浸提的最佳條件為液料比16∶1，浸提時(shí)間24 h，此時(shí)杜仲葉中的有效成分溶出最多。張亦琳等[6]利用雙水相分離純化杜仲黃酮類化合物，在溫度81 ℃，液料比9∶1，提取時(shí)間120 min 條件下，杜仲總黃酮提取率顯著升高，達(dá)到1.79%。董興葉等[7]采用亞臨界水萃取黃酮類物質(zhì)，得率為3.09%。

與其他提取方法相比，水提法具有成本低、無(wú)污染等特點(diǎn)，但黃酮的提取效率不高，且含有較多的雜質(zhì)，保質(zhì)期短，不利于后續(xù)的分離純化[8]，因此水提法在杜仲黃酮的提取中不被廣泛應(yīng)用。

1.2 有機(jī)溶劑提取法

有機(jī)溶劑提取法通常選用有機(jī)溶劑（乙醇、乙醚、氯仿、丙酮、石油醚等）或其與水的混合溶液作為提取劑，通過(guò)浸提、離心后得到黃酮粗提物。在提取杜仲葉中總黃酮時(shí)，一般用不同濃度的乙醇作為提取劑。鄧翀等[9]通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，85%乙醇提取條件下黃酮的平均含量為0.541 7%。吳春等[10]研究杜仲黃酮類物質(zhì)的抗氧化活性時(shí)，使用70%的乙醇作為萃取劑，提取率為0.6%。趙文紅等[11]用50%乙醇作萃取劑，黃酮的得率為3.08%。通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，不同的乙醇體積在不同的實(shí)驗(yàn)條件下，提取率不同，這可能與不同的乙醇濃度提取有關(guān)，如高濃度乙醇適合提取甙元類物質(zhì)，而低濃度乙醇更適合提取甙類[12]。除了用乙醇作提取劑外，劉軍海等[13]以丙酮-水體系為溶劑提取杜仲葉中的總黃酮，得出在最佳條件下，總黃酮的提取率為1.86%。

有機(jī)溶劑提取法操作簡(jiǎn)便，提取純度高，但這種提取方法研究時(shí)間較早，溶劑回收的操作繁瑣，且大部分的有機(jī)溶劑對(duì)人體有害，不利于后續(xù)的應(yīng)用。

1.3 超聲波提取法

超聲波提取法是通過(guò)破壞植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)，加速溶劑進(jìn)入細(xì)胞，加快細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的溶出，以提高得率，其主要是借用超聲波的機(jī)械振動(dòng)作用及空化效應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。王文君等[14]采用50%乙醇，液料比3∶1，超聲30 min 后用聚酰胺柱層析法對(duì)杜仲葉黃酮類物質(zhì)進(jìn)行富集，提取率可達(dá)2.44%。羅飛華等[15]在50%乙醇、液料比14∶1、超聲20 min、提取3 次的條件下，得出總黃酮的提取率達(dá)11.83%。鄧佑林等[16]利用超聲波提取法，以無(wú)水乙醇作為提取溶劑，在液料比40∶1、超聲提取時(shí)間50 min、提取溫度65 ℃條件下，總黃酮提取率為2.644%。

超聲波提取法在一定程度上節(jié)省時(shí)間，減少溶劑用量，也可減輕溫度對(duì)提取物的影響，但提取時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)破壞提取物中的活性成分，導(dǎo)致得率降低。

1.4 微波提取法

微波可直接作用于分子，產(chǎn)生熱量，使細(xì)胞內(nèi)溫度升高；通過(guò)破壞細(xì)胞壁，達(dá)到分離植物中有效成分的目的。此方法可以使目標(biāo)成分直接與基質(zhì)分離，微波輻射能夠使植物細(xì)胞壁破裂，溶出細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)，使溶劑在短時(shí)間內(nèi)將有效成分提取完全，進(jìn)而提高得率[17]。楊海濤等[18]以杜仲雄花為材料，采用微波法提取，得出最優(yōu)提取條件為乙醇濃度60%，溫度60 ℃，微波功率250 W，提取時(shí)間20 min，液料比30∶1，黃酮得率為2.46%。劉桂萍等[19]比較了常規(guī)水提法和微波輔助水提法，發(fā)現(xiàn)在微波功率320 W、時(shí)間2.5 min、料液比1∶25 條件下，總黃酮的提取率達(dá)8.7%，比常規(guī)水提法高。

微波功率的大小對(duì)杜仲葉黃酮類物質(zhì)的提取影響較大，隨著功率的增強(qiáng)，杜仲黃酮類物質(zhì)的提取量增加，這可能與微波處理能破壞杜仲葉細(xì)胞導(dǎo)致黃酮溶出有關(guān)，但是微波功率過(guò)大，導(dǎo)致提取溫度升高，從而使提取率降低。因此，在合適的微波功率下，杜仲的提取效果和用時(shí)上要遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于常規(guī)水提法和超聲波法。但微波法設(shè)備投入費(fèi)用高、處理量小，不易工業(yè)化推廣，目前只適合實(shí)驗(yàn)室內(nèi)應(yīng)用。

1.5 超臨界流體提取法

超臨界流體萃取法是指通過(guò)改變壓力和溫度，使臨界流體的密度大幅度改變，導(dǎo)致細(xì)胞壁破碎，從而在一定條件下，可以有選擇性地將不同目標(biāo)成分提取出來(lái)[20]。付桂明等[21]采用正交試驗(yàn)優(yōu)化超臨界萃取技術(shù)萃取杜仲葉總黃酮，得出最佳工藝條件為提取溫度35 ℃，提取時(shí)間2.5 h，提取壓力28 MPa，夾帶劑用量4.5 mL/g，黃酮得率為12.2%。Wang 等[22]在溫度50.88 ℃、壓力40.80 MPa、助溶劑用量2.488mL/g、乙醇濃度20%的條件下提取120 min，得到黃酮類化合物最大提取率為4.24 mg/g。

超臨界流提取技術(shù)是近幾年才發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)提取技術(shù)，研究發(fā)現(xiàn)，在對(duì)黃酮進(jìn)行提取時(shí)，夾帶劑用量、提取溫度、作用壓力和提取時(shí)間對(duì)得率影響較大，其中，夾帶劑用量即乙醇濃度的影響效果最明顯，原因可能是隨著乙醇濃度的增加，黃酮類物質(zhì)的溶解度逐漸增大，從而使黃酮類物質(zhì)的得率逐漸增大[20]。超臨界流體提取技術(shù)提取的黃酮類物質(zhì)純度高，并在很大程度上保留了黃酮類物質(zhì)的活性，但設(shè)備費(fèi)用較高，不利于維護(hù)。該方法目前只能用于實(shí)驗(yàn)室小試。

1.6 酶提取法

酶提取法是指利用酶的專一性和高效性，在提取過(guò)程中，通過(guò)加入合適的酶，使植物細(xì)胞壁破裂，進(jìn)而分離出植物中目標(biāo)化合物的一種方法。羅季陽(yáng)等[23]采用纖維素酶提取杜仲葉總黃酮，發(fā)現(xiàn)當(dāng)pH 4.5、溫度55 ℃、提取時(shí)間2.5 h、加酶量0.01%時(shí)，提取率最高，為1.003%。陳曉娟等[24]用果膠酶提取杜仲葉總黃酮，當(dāng)酶用量1.5mL、酶解溫度80 ℃、酶解時(shí)間2 h 時(shí)，黃酮得率為0.044%。纖維素酶的提取率要優(yōu)于果膠酶，而酶用量、酶解時(shí)間和酶解溫度對(duì)杜仲葉總黃酮提取率的影響比較大。

與傳統(tǒng)提取方法相比，酶提取法降低了提取物中的雜質(zhì)，也為下一步黃酮類物質(zhì)的分離純化縮短了時(shí)間，此方法為后續(xù)工業(yè)化生產(chǎn)提供了方向。

1.7 其他方法

除以上提取方法外，其他如半仿生提取法、輔助提取法也較為常用。陳曉娟等[24]提取杜仲葉中總黃酮時(shí)，采用了半仿生法，總黃酮得率達(dá)0.044%。輔助提取法多為兩種提取法共同使用，相比單一的提取方法，其提取效率更高。酶解法能夠破壞植物細(xì)胞的細(xì)胞壁，釋放出更多的生物活性物質(zhì)（如黃酮）[25]；超聲法可加速使有效成分更快地溶解到溶劑中；張麗霞等[26]采用超聲波輔助酶法提取桑葉中的總黃酮，在加酶量0.8%，超聲功率200 W，超聲時(shí)間10 min 條件下，總黃酮含量達(dá)5.55%。楊萌等[27]采用纖維素酶-超聲法提取香菇柄中的總黃酮，在乙醇體積分?jǐn)?shù)75%、超聲時(shí)間20 min、超聲功率280 W、酶用量0.012 mg 條件下，黃酮得率為1.673 mg/g。但是在杜仲葉的提取中還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)超聲波輔助酶法和纖維素酶-超聲法的應(yīng)用，這為杜仲葉總黃酮的后續(xù)提取提供了參考。

2 總結(jié)與展望

杜仲是我國(guó)傳統(tǒng)中藥材。中醫(yī)多以杜仲皮入藥，但其不僅生長(zhǎng)周期長(zhǎng)，而且傳統(tǒng)剝皮法對(duì)杜仲樹(shù)造成極大的損傷。同時(shí)，杜仲資源極其匱乏。大量研究表明，杜仲葉和杜仲皮的活性成分相似，杜仲葉可以代替杜仲皮使用。2018 年杜仲被納入藥食同源名單后，杜仲及杜仲葉黃酮在醫(yī)藥、食品及化妝品等行業(yè)開(kāi)始有了廣泛的發(fā)展空間，國(guó)內(nèi)外的學(xué)者對(duì)杜仲的研究和開(kāi)發(fā)利用涌現(xiàn)出新的高潮。

近幾年，生產(chǎn)、生活對(duì)黃酮類化合物需求量的增加，加快了黃酮類化合物提取工藝研究，以通過(guò)不斷的改進(jìn)提取方法和工藝，達(dá)到降低提取成本，增加提高效率，提高提取物純度的目的。但無(wú)論是傳統(tǒng)的有機(jī)溶劑提取，還是新式提取方法如生物技術(shù)、微膠囊包埋技術(shù)、超微粉碎技術(shù)、膜分離技術(shù)等，大都處于實(shí)驗(yàn)室或者小試規(guī)模，這與工業(yè)化的大批量生產(chǎn)還有一定的區(qū)別，因此今后要加大對(duì)工業(yè)化提取工藝參數(shù)的優(yōu)化及相關(guān)工業(yè)提取設(shè)備的升級(jí)。

杜仲作為黃酮類化合物的優(yōu)質(zhì)資源，還需要科研工作者繼續(xù)利用新技術(shù)對(duì)杜仲黃酮類化合物的提取方法進(jìn)行不斷的探索、優(yōu)化和整合，來(lái)滿足醫(yī)藥、化妝品和食品等生產(chǎn)領(lǐng)域?qū)Χ胖冱S酮的需求，從而推動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，帶動(dòng)整體經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。