天然产物:黄酮类化合物
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黄酮类化合物
摘要:绝大多数植物体内都含有黄酮类化合物,它在植物的生长、发育、开花、结果以及
抗菌防病等方起着重要的作用,更为重要的是,它有很多药理活性,如心血管系统活性、抗菌及抗病毒活性、抗肿瘤活性、抗氧化自由基活性、抗炎、镇痛活性、保肝活性等。随着生活水平的提高和生活节奏的改变,不管是癌症还是心血管疾病都已成为人类死亡病因的重大杀手,也是人们健康的“无声凶煞”!而抗衰老则是更古至今不变的话题。因此近几年对该类物质的研究如火如荼,并取得重大突破。本文主要阐述几种提取和测定黄酮类化合物的方法及其功能,为工业中从植物中提取黄酮类化合物提供依据。
关键字:黄酮类化合物提取方法功能
正文:黄酮类化合物(flavonoids)泛指两个具有酚羟基的苯环(A-与B-环)通过中央三
碳原子相互连结而成的一系列化合物,以黄酮(2-苯基色原酮)为母核而衍生的一类黄色色素。其中包括黄酮的同分异构体及其氢化的还原产物,也即以C6-C3-C6为基本碳架的一系列化合物。黄酮类化合物在植物界分布很广,在植物体内大部分与糖结合成苷类或碳糖基的形式存在,也有以游离形式存在的。天然黄酮类化合物母核上常含有羟基、甲氧基、烃氧基、异戊烯氧基等取代基。由于这些助色团的存在,使该类化合物多显黄色。又由于分子中γ-吡酮环上的氧原子能与强酸成盐而表现为弱碱性,因此曾称为黄碱素类化合物。在了解黄酮类化合物化学结构的基础上,科研工作者创造了多种黄酮类化合物提取和测定方法。
1提取方法
1.1碱液提取法
黄酮类化合物大多具有酚羟基,易溶于碱水,酸化后又可沉淀析出其原因一是由于黄酮酚羟基的酸性,二是由于黄酮母核在碱性条件下开环形成 2 -羟基查耳酮,极性增大而溶解因此可用碱性水( 碳酸钠氢氧化钠氢氧化钙水溶液) 或碱性稀醇( 50%乙醇) 浸出,浸出液经酸化后析出黄酮类化合物氢氧化钠水溶液的浸出能力高,但杂质较多,不利于纯化当植物材料( 如花和果实) 含有较多的果胶黏液质及水溶性杂质时,宜采用石灰水,使它们与氢氧化钙生成钙盐沉淀滤除但浸出效果不如氢氧化钠水溶液好,同时有些黄酮类化合物能与钙结合成不溶性物质被滤除,一般可以根据不同的原料使用不同碱性溶液在用碱酸法提取纯化时,但应避免用强碱,用强碱尤其在加热时易破坏黄酮母核在加酸酸化时,酸性也不宜过强,以免生成盐使析出的黄酮类化合物重新溶解影响产率,pH 值为 10的氢氧化钠溶液从菊花中提取黄酮类物质时,效果较好
1.2水提法
水提法适于黄酮贰物质提取该法成本低对环境及人类无毒害设备简单,适合工业化大生产,但提取率低,提取物中杂质较多( 如无机盐蛋白质糖类等),后续分离麻烦,但如果直接用提取液作原料生产制剂或饮料等,因消耗溶剂的费用比其他方法低,仍为一种可取的提取方法胡敏等[4]研究水浸提银杏叶黄酮苷并用树脂精制的工艺,探讨了影响黄酮苷浸出的主要因素以及最适的精制方法结果表明: 以水为提取剂,在 90℃水溶回流浸提银杏叶 2 次, 4 h /次,经沉淀过滤浓缩后,用树脂精制,冷冻干燥后,制得总黄酮苷含量高的提取物,产品得率为银杏叶干重1. 2% ~ 1. 5%
1.3酶解法
该法对于一些黄酮类物质被细胞壁包围不易提取的原料比较实用原理是能够充分破坏以纤维素为主的细胞壁结构及其细胞间相连的果胶,使植物中的果胶完全分解成小分子物质,减小提取的传质阻力,使植物中的黄酮类物质能够充地释放出来如纤维素酶果胶酶等,可使细胞壁及细胞间质中的纤维素果胶质等降解,破坏细胞壁的致密结构,减小细胞壁细胞间质等传质屏障对有效成分从胞内向提取介质扩散的传质阻力此外,通过选择适当的酶类可在溶出中药材中的目标物时控制非目标物的溶出,在提高溶出率的同时,为后续的提取液精制创造条件。
1.4 有机溶剂提取法
这是国内外使用最广泛的方法,根据黄酮类化合物与杂质极性不同来选择适合的有机溶剂,常用乙酸乙酯丙酮乙醇甲醇水或某些极性较大的混和溶剂如甲醇∶水( 1∶1) 进行提取一般游离甙元,难溶或不溶于水,易溶于甲醇乙醇乙酸乙酯乙醚丙酮石油醚等有机溶剂及稀碱液中,黄酮甙类易溶于水甲醇乙醇等强极性的溶剂中,故浓度 90% ~95%的乙醇适宜提取黄酮甙元, 60%左右的乙醇适宜提取黄酮甙类许钢等用 70%丙酮提取竹叶黄酮,提取率达95. 5% 王兰珍等用 70%乙醇冷浸,从元宝枫叶粉中提取黄酮类物质,提取率和黄酮含量都很高,提取物易于浓缩和干燥。
1.5大孔树脂吸附法
吸附树脂是近10 a 来发展起来的一类有机高分子聚合物吸附剂,它具有物理化学稳定性高吸附选择性独特不受无机物存在的影响再生简便解吸条件温和,使用周期长宜于构成闭路循环,节省费用等诸多优点,避免了用有机溶剂提取分离而造成的有机溶剂回收难损耗大成本高易燃易爆对环境污染严重等缺点,现以广泛用于黄酮类物质的提取不同型号的树脂对黄酮苷的精制效果有较大的差异,这是因为吸附树脂理化性质不同吸附作用的本质是吸附剂与吸附树质分子间的范德华力例如: 在银杏叶黄酮提取过程中,由于银杏叶成分结构复杂,而且苷类化合物具有一定的极性和水溶性根据这一结构特点,大孔树脂吸附法成了银杏叶黄酮提取工艺的有效手段不同型号的大孔树脂应用于不同的原料。
2含量测定方法
2.1分光光度法
利用黄酮类化合物结构上的酚羟基及其还原性羰基能够与金属盐试剂形成有色配合物原理进行测定该法设备价廉,操作简便,但样品未经分离纯化,受花色素酚酸及其他酚性成分的干扰,误差较大,结果高于实际含量冯涛等验证了利用分光光度法测定竹叶中总黄酮含量的可靠性张正康利用分光光度法测定刺五加片中总黄酮含量,可为控制刺五加片质量提供检测依据。
2.2高效液相色谱法( HPLC).
自20 世纪 70 年代以来应用 HPLC 已成功地分离了大量的黄酮类化合物,在分析中,以C18 柱与C8 柱最为常用,柱内填充粒径以10 5 m 用的最多由于黄酮类化合物常带有酚羟基,在水中会部分解离,而未解离的羟基与固定相作用较强,从而导致拖尾,所以黄酮类的反相高效液相色谱( RP - HPLC) 中需要加入酸调节 pH 值以抑制解离克服拖尾现象,这与离子抑制色谱技术的原理是一致的[19]自 HPLC应用于黄酮类的分析以来, RP -HPLC 一直扮演着中心角色,流动相以甲醇-水乙睛-水体系应用最为广泛张廷之等[20]用 RP - HPLC 法测定了毛竹叶中总黄酮的含量,并与分光光度法作了比较,结果表明:两者测定结果较接近,但 HPLC 法相对干扰少,重现性好,测定结果更为精确可靠,比色法稳定性稍差。
2.3毛细管电泳法