馬齒莧黃酮提取及其生物活性研究進展

趙二勞，王桂林，楊 宇，楊 潔，范建鳳

（忻州師范學院化學系，山西忻州034000）

馬齒莧（PortulacaoleraceaL.）又名長命菜、五行草、馬齒菜等，為馬齒莧科馬齒莧屬一年生肉質(zhì)草本植物，常生于田間地頭，我國資源豐富［1］。馬齒莧不但營養(yǎng)豐富，且具很高的藥用價值，是我國常見民間用藥，始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》，在我國已有1500年以上的藥用歷史［2］，現(xiàn)為衛(wèi)生部劃定的藥食同源野生植物之一［3］?？茖W研究表明，馬齒莧含有黃酮、多糖、生物堿和色素等多種生物活性成分［4］，黃酮是其重要的生物活性成分之一，具有抗氧化、抗衰老、抗腫瘤、抗炎、抑菌、降血糖、保護心血管和保肝護肝等多種功能活性［5-6］，在醫(yī)藥、衛(wèi)生、保健品等領域有廣闊的應用前景，已成為諸多學者研究熱點，但鮮有相關總結(jié)報道。本文以近10年國內(nèi)發(fā)表相關文獻為依據(jù)，梳理綜述馬齒莧黃酮提取工藝及其生物活性研究進展，以期為馬齒莧黃酮的進一步研究和開發(fā)應用提供參考和依據(jù)。

1 馬齒莧黃酮提取方法

近10年，馬齒莧黃酮提取方法研究主要有溶劑提取法、加壓提取法、微生物提取法、雙水相提取法、超聲輔助提取法、微波輔助提取法、超臨界CO2萃取法和協(xié)同輔助提取法等。

1.1 溶劑提取法

溶劑提取是最基本的黃酮提取方法，它是依據(jù)相似相溶原理將馬齒莧中黃酮溶解提出。從提取效益和食用安全性考慮，提取馬齒莧黃酮的溶劑主要有水、不同濃度乙醇和乙酸乙酯，目前相關研究相對較多。王杰等［5］以水為提取劑，研究了馬齒莧黃酮水浴提取，優(yōu)化的最佳工藝參數(shù)：料液比（g∶mL）1∶19.28，水浴溫度59.27℃，提取時間55.5 min。馬齒莧黃酮提取量為16.98 mg/g。陶貴斌等［7］研究了馬齒莧黃酮水煎煮提取工藝，確定的最佳工藝參數(shù)為料液比（g∶mL）1∶20，煎煮1.5 h，煎煮次數(shù)2次。李偉等［8］研究了馬齒莧總黃酮乙醇回流提取工藝，通過Box-Behnken響應面法優(yōu)化確定最佳工藝條件為乙醇濃度80%，料液比（g∶mL）1∶20，回流溫度80℃，回流時間1.0 h，馬齒莧總黃酮提取率1.217%。王尚［9］也研究了馬齒莧總黃酮乙醇回流提取，優(yōu)化確定的最佳工藝參數(shù)：乙醇濃度70%，料液比（g∶g）1∶12，回流時間2.0 h，提取次數(shù)2次，馬齒莧總黃酮提取率1.896%。而張?zhí)亓⒌龋?0］優(yōu)化確定的馬齒莧總黃酮乙醇回流提取最佳工藝參數(shù)：乙醇濃度95%，料液比（g∶mL）1∶40，回流時間1.0 h，馬齒莧總黃酮提取率為0.76%。艾洪超等［11］研究了馬齒莧黃酮乙醇浸提，優(yōu)化確定的工藝參數(shù)：乙醇濃度75%，料液比（g∶mL）1∶35，溫度65℃，提取時間75 min。馬齒莧總黃酮得率達7.51%。王桂華［12］優(yōu)化確定的馬齒莧總黃酮乙醇浸提最佳工藝參數(shù)：乙醇濃度70%，料液比（g∶mL）1∶40，提取時間40 min，提取次數(shù)2次。李亞等［13］研究了馬齒莧總黃酮乙酸乙酯回流提取，優(yōu)化的最佳工藝參數(shù)：乙酸乙酯濃度30%，料液比（g∶mL）1∶50，溫度90℃，提取時間50 min。此工藝下馬齒莧總黃酮提取率達7.15 mg∶g。溶劑提取馬齒莧黃酮，設備簡單，操作方便，提取率較高，成本較低，適于工業(yè)應用。但因存在提取時間長，提取溫度高，易破壞黃酮結(jié)構，能耗較大，產(chǎn)品純度較差，經(jīng)濟效益不高等問題，限制了其在工業(yè)生產(chǎn)中應用。

1.2 加壓溶劑提取法

趙文英等［14］基于高壓可增加溶劑溶解性和滲透性、提高黃酮提取率，研究了馬齒莧黃酮加壓溶劑提取，正交試驗法優(yōu)化的最佳工藝條件：固定馬齒莧原料粒徑0.77 mm和提取溶劑為體積分數(shù)70%乙醇，在料液比（g∶mL）1：45、溫度80℃和壓力0.20 MPa條件下，提取30 min。此工藝下，馬齒莧黃酮提取率為1.33%，高于溶劑回流提取。馬齒莧黃酮加壓溶劑提取雖對設備要求較高，但可提高黃酮提取率，值得進一步研究。

1.3 微生物提取法

王冬冬等［15］基于黃酒酵母在生產(chǎn)過程中會分泌多種酶，可有效分解馬齒莧組織細胞壁，利于馬齒莧黃酮溶出，采用微生物法提取馬齒莧黃酮。以水為溶劑，在料液比（g∶mL）1∶50、溫度28℃和黃酒酵母加入量5%條件下，提取48 h。該工藝條件下，馬齒莧黃酮提取率2.07%。該法雖可提高黃酮提取率，但提取時間長，成本較高，工業(yè)應用受一定限制。

1.4 雙水相提取法

郝紅英等［16］研究了馬齒莧黃酮乙醇-硫酸銨雙水相提取，在單因素試驗基礎上，由正交試驗優(yōu)化的最佳工藝參數(shù)：以干燥脫脂馬齒莧粉末為試材，料液比（g∶mL）1∶50，乙醇和硫酸銨用量（W）分別為27.50%和16.00%，提取溫度60℃，提取時間40 min。該工藝下，馬齒莧黃酮提取率為7.23%。該法黃酮提取率較高，但存在工藝操作復雜，生產(chǎn)成本較高，產(chǎn)生廢水較多，易對環(huán)境造成污染等問題。

1.5 超聲輔助提取法

超聲輔助提取是利用超聲波機械作用、加熱和空化效應，促使原料組織細胞壁和細胞膜破裂，利于黃酮類成分溶出，提高黃酮提取率。目前，國內(nèi)對超聲輔助提取馬齒莧黃酮研究相對較多。謝曉鳳等［17］研究了馬齒莧黃酮超聲輔助提取，通過響應面法優(yōu)化的最佳工藝參數(shù)：乙醇濃度55%，超聲功率200 W，料液比（g∶mL）1∶25，提取時間25 min，馬齒莧總黃酮提取率為3.19 mg/g。谷春梅等［18］由正交試驗法優(yōu)化的馬齒莧黃酮超聲輔助提取工藝參數(shù)：乙醇濃度70%，料液比（g∶mL）1∶25，提取溫度50℃，超聲功率200 W，超聲時間40 min，馬齒莧黃酮得率為3.61%。劉婧［19］確定的超聲輔助提取馬齒莧黃酮提取工藝參數(shù)：乙醇濃度90%，料液比（g∶mL）1∶50，溶劑pH 8.5，超聲功率700 W，提取溫度60℃，提取時間40 min。該工藝下，馬齒莧黃酮提取量為3.85 mg∶g。翟碩莉［20］確定的馬齒莧黃酮超聲輔助提取工藝參數(shù)：超聲功率250 W，乙醇濃度80%，料液比（g∶mL）1：30，提取溫度70℃，提取時間30 min。該工藝下，馬齒莧黃酮提取率為6.58%。王波等［21］優(yōu)化的工藝參數(shù)：乙醇體積分數(shù)80%，料液比（g∶mL）1∶30，超聲功率150 W，提取溫度64.19℃，提取時間55.40 min。此時馬齒莧黃酮提取率為1.38%。陳國妮等［22］優(yōu)化的工藝參數(shù)：乙醇濃度75%，料液比（g∶mL）1∶30，提取溫度35℃，超聲功率50 W，超聲時間35 min。而李鳳林［23］優(yōu)化的工藝參數(shù)：乙醇濃度70%，料液比（g∶mL）1∶28，提取溫度43℃，超聲功率100 W，超聲時間35 min。黃酮提取率9.61%。另外，梁艷妮等［24］研究了馬齒莧黃酮超聲輔助甲醇提取，由正交試驗法優(yōu)化的最佳工藝參數(shù)：甲醇濃度90%，料液比（g∶mL）1∶50，超聲功率200 W，提取溫度80℃，提取30 min，提取2次。此時馬齒莧總黃酮提取率6.37%。超聲輔助提取馬齒莧黃酮，提取溫度低，不需專門加熱，溶劑用量少，提取時間短，提取效率高，確實為一種較理想的馬齒莧黃酮提取新技術，但工業(yè)化應用還需解決超聲波對環(huán)境污染以及超聲設備工業(yè)放大等問題。

1.6 微波輔助提取法

微波輔助提取就是在微波作用下，馬齒莧組織細胞內(nèi)瞬間產(chǎn)生高溫高壓，導致細胞壁破裂，傳質(zhì)阻力減少，促使黃酮類成分快速溶出。目前，相關研究相對較少。翟碩莉［20］研究了馬齒莧總黃酮的微波輔助提取，由正交試驗法優(yōu)化的最佳工藝參數(shù)：提取劑為70%乙醇，料液比（g∶mL）1∶30，微波功率600 W，提取時間20 min，總黃酮萃取率為7.65%。紀麗麗［25］由正交試驗法優(yōu)化的馬齒莧黃酮微波輔助提取最佳工藝條件：70%乙醇為提取劑，料液比（g∶mL）1∶20，提取溫度70℃，微波時間20 min，馬齒莧總黃酮得率為6.36 mg/g。陳國妮等［26］也研究了馬齒莧黃酮微波輔助提取，由響應面法優(yōu)化的最佳提取工藝參數(shù)：以75%乙醇為提取劑，料液比（g∶mL）1∶30，微波功率400 W，微波時間10 min，馬齒莧黃酮提取率為21.26 mg/g。微波輔助提取馬齒莧黃酮工藝操作簡便，顯著縮短時間，能耗低，黃酮提取率高，提取效益高，是具有發(fā)展?jié)摿Φ狞S酮提取新技術，值得深入研究。

1.7 超臨界CO2萃取法

超臨界CO2萃取就是在超臨界CO2中加入夾帶劑以增加黃酮的溶解性，提高黃酮的提取率，目前相關研究很少。翟碩莉［27］研究了馬齒莧黃酮的超臨界CO2萃取，通過正交試驗法得到影響黃酮萃取率的因素大小順序：壓力＞夾帶劑用量＞萃取溫度＞萃取時間；優(yōu)化的最佳工藝參數(shù)：無水乙醇為夾帶劑，用量為4.0 mL/g，萃取壓力30 MPa，萃取溫度45℃，萃取時間2 h。該工藝條件下，馬齒莧黃酮萃取率可達8.55%。該法作為一種新型綠色提取技術，提取溫度低，可顯著提高馬齒莧黃酮提取率，適于工業(yè)化生產(chǎn)應用，值得深入研究。

1.8 協(xié)同輔助提取法

協(xié)同輔助提取就是采用兩種或多種提取技術同時輔助提取，實現(xiàn)提取技術優(yōu)勢互補，提高馬齒莧黃酮提取率。目前相關研究很少。陳國妮等［28］研究了馬齒莧黃酮超聲-微波協(xié)同輔助提取，通過響應面法優(yōu)化的最佳工藝條件：固定超聲功率50 W和微波功率50 W，以體積分數(shù)85%乙醇為提取劑，料液比（g∶mL）1∶25，提取時間40 min。該工藝下，馬齒莧總黃酮提取量為10.363 8 mg/g。協(xié)同輔助提取雖是一種省時、高效的馬齒莧黃酮提取技術，但提取成本較高，提取工藝相對復雜，目前也僅限于實驗室研究。

綜上馬齒莧黃酮提取研究，不同提取方法、或同種提取方法黃酮提取率差別也較大，這可能與馬齒莧產(chǎn)地、收集時間、預處理方式以及使用原料（干濕程度）不同有關，故不能僅從提取率硬性定量比較各種提取方法的優(yōu)劣，但也能從提取時間、提取溫度高低等方面進行比較，說明提取方法的差異，具體問題需具體分析，方能做出準確判斷。

2 馬齒莧黃酮生物活性

諸多科學研究表明，天然產(chǎn)物中黃酮具有多種生物活性，受到人們廣泛關注。近10年來，有關馬齒莧黃酮生物活性研究主要有抗氧化、抗衰老、抗腫瘤、抗炎、抑菌、降血糖、保護心血管和保肝護肝等。

2.1 清除自由基抗氧化活性

過量自由基會導致機體細胞過氧化，與心血管、動脈粥樣硬化及糖尿病等許多慢性疾病發(fā)生、發(fā)展有關，馬齒莧黃酮可有效清除自由基發(fā)揮抗氧化作用。王杰等［5］以還原力、清除DPPH·和·OH法研究了馬齒莧黃酮的抗氧化活性，并研究了馬齒莧黃酮對AAPH誘導斑馬魚氧化應激的緩解作用。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，馬齒莧黃酮具有一定的還原力和較強的DPPH·、·OH清除能力，顯著降低斑馬魚仔魚ROS產(chǎn)生率、脂質(zhì)過氧化生產(chǎn)率和細胞死亡率，與緩解氧化應激作用呈劑量相關性，表明馬齒莧黃酮具有較強的體外、體內(nèi)抗氧化活性。李亞等［13］研究顯示，馬齒莧黃酮濃度為0.18 mg/mL時，對·O2－的清除率達40.02%，對·OH的清除率達73.12%，表明馬齒莧黃酮具有一定的抗氧化活性。另外，王冬冬等［15］和謝曉鳳等［17］研究均表明，馬齒莧黃酮在體外可清除自由基，也具有一定的抗氧化活性。艾洪超等［11］研究表明，馬齒莧黃酮能顯著減緩油脂的過氧化作用，其在豆油中的抗氧化活性明顯強于VE。黃小流等［29］研究表明，不同地域馬齒莧黃酮都具有抗氧化活性，但有差別。蔡帆等［30］研究表明，馬齒莧黃酮對H2O2所致PC12細胞氧化應激損傷具有保護作用，其機制與提高細胞抗氧化能力有關。相關研究都表明，馬齒莧黃酮具有清除自由基抗氧化活性。

2.2 抗衰老活性

尹愛武等［31］以D-半乳糖致小鼠衰老模型，研究了馬齒莧黃酮抗衰老作用，發(fā)現(xiàn)給藥馬齒莧黃酮能顯著增強模型小鼠血清、肝和腦組織GSH-Px和SOD活力及顯著降低其中MDA含量，顯著增加模型小鼠胸腺和脾臟指數(shù)，表明馬齒莧黃酮具有顯著的抗衰老活性。

2.3 抗腫瘤活性

梁燕妮等［24］以人肺癌細胞A549為對象，通過MTT法測定馬齒莧黃酮體外對其增殖影響，研究馬齒莧黃酮抗腫瘤活性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，馬齒莧黃酮質(zhì)量濃度為420μg/mL時，對A549細胞增殖的抑制率達74.62%，表明馬齒莧黃酮具有較強的抗腫瘤活性。

2.4 抗炎活性

王坦［32］以去勢+雌激素誘導建立小鼠前列腺炎模型和注射消痔靈建立大鼠前列腺炎模型，研究了馬齒莧黃酮對前列腺炎癥治療效果即抗炎活性。結(jié)果顯示，灌服馬齒莧黃酮可治療模型小鼠或大鼠前列腺炎，認為主要通過提高免疫功能起抗炎作用，表明馬齒莧黃酮具有抗炎活性。

2.5 抑菌活性

陳國妮等［23］以金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和酵母菌為供試菌，采用濾紙片法研究了馬齒莧黃酮抑菌活性。結(jié)果顯示，馬齒莧黃酮對金黃色葡萄球菌最低抑菌濃度為0.156 mg/mL，對大腸桿菌和酵母菌最低抑菌濃度均為0.313 mg/mL。這表明馬齒莧黃酮具有抑菌活性，分析認為其主要是通過破壞細菌細胞膜，使其內(nèi)容物外滲，實現(xiàn)抑菌［33］。谷春梅等［18］研究發(fā)現(xiàn)馬齒莧黃酮對供試4種菌均有抑制作用，抑菌順序為：酵母菌＞黑曲霉＞醋酸菌＞大腸桿菌。劉婧［19］研究發(fā)現(xiàn)馬齒莧黃酮對黃曲霉抑菌率可達73%以上，最低抑菌濃度為250μg/mL，也表明馬齒莧黃酮具有抑菌活性。

2.6 降血糖抗糖尿病活性

王晨曦［34］以注射STZ誘導Ⅱ型糖尿病建立大鼠模型，研究了馬齒莧黃酮降糖抗糖尿病活性及其機制，發(fā)現(xiàn)馬齒莧黃酮可明顯降低糖尿病模型大鼠和高糖高脂飼料大鼠血糖和血脂水平，分析認為其作用機制與其調(diào)節(jié)大鼠胰臟IR、IRS-1、PKB/Akt的基因表達和抗氧化活性有關，表明馬齒莧黃酮具有降血糖抗糖尿病活性。

2.7 保護心血管活性

盧新華等［35-36］以體外培養(yǎng)的大鼠H9c2心肌細胞建立缺氧/復氧模型，研究了馬齒莧黃酮對心肌細胞損傷和凋亡影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，馬齒莧黃酮可有效減少心肌細胞內(nèi)Caspase-3 m R NA表達，明顯保護細胞損傷和降低細胞凋亡率，表明馬齒莧黃酮具有保護心肌活性。其作用機制是下調(diào)Caspase-3表達、抑制鈣離子濃度、減輕NO細胞毒性。劉思妤等［37］研究發(fā)現(xiàn)，馬齒莧黃酮能對垂體后葉素誘發(fā)小鼠急性心肌缺血損傷具有保護作用，表明馬齒莧黃酮具有保護心肌活性。盧新華等［38］研究還發(fā)現(xiàn)馬齒莧黃酮可抑制家兔血管平滑肌細胞增殖，反映了馬齒莧黃酮具有保護心血管活性。

2.8 保肝護肝活性

喬靖怡等［39］以四氯化碳致大鼠急性肝損傷建立模型，研究了馬齒莧黃酮保肝護肝活性及作用機制。結(jié)果顯示，馬齒莧總黃酮能降低肝損傷大鼠肝臟指數(shù)，減輕肝損傷病變程度，降低肝組織中MDA、NO、TNF-α和IL-6含量，以及血清中ALT、AST、ALP和TBIL水平，同時增強SOD、GSH-PX活性。這表明馬齒莧黃酮對肝損傷具有保護作用，認為其機制可能與抑制氧化應激有關。潘曉麗等［40］研究發(fā)現(xiàn)馬齒莧總黃酮可顯著下調(diào)試驗大鼠肝臟細胞中TGF-β1基因及TGF-β1蛋白表達，有效治療肝細胞纖維化病變，也表明馬齒莧黃酮具有保肝護肝活性。

3 結(jié)語與展望

馬齒莧黃酮具有多種生物活性，且天然安全，在食品、醫(yī)藥、衛(wèi)生、保健品等領域有廣闊的應用前景，受到人們廣泛關注。近10年，雖然我國對馬齒莧黃酮提取及其生物活性研究不少，也取得一定成績。但總體而言，對馬齒莧黃酮提取研究缺乏應有深度和系統(tǒng)，生物活性研究還不夠全面，特別是有關馬齒莧黃酮與其生物活性間構效關系、量效關系及作用機制研究還很有限，尚不明晰。馬齒莧黃酮提取及其生物活性研究基本處于實驗室研究初級階段，難以對馬齒莧黃酮開發(fā)應用提供技術支持。因此，今后馬齒莧黃酮提取研究，應借鑒其它天然產(chǎn)物中黃酮提取成熟經(jīng)驗和技術，系統(tǒng)、深入開展馬齒莧黃酮提取工藝研究，簡化提取工藝，創(chuàng)新馬齒莧黃酮提取工藝，實現(xiàn)馬齒莧黃酮高效提取。要多角度開展馬齒莧黃酮生物活性研究，明晰其生物活性。應進一步開展馬齒莧黃酮與其生物活性間構效、量效關系及作用機制研究。由此為我國資源豐富的馬齒莧中黃酮開發(fā)應用奠定理論基礎，實現(xiàn)馬齒莧黃酮產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，使馬齒莧黃酮盡早進入人們?nèi)粘Ｉ?，在促進人類健康生活中發(fā)揮更大作用。