生物黄酮

超临界流体萃取
超临界流体萃取（SFE）技术是利用溶剂在超临界点附近某区 域内，与待分离混合物中的溶质具有异常相平衡行为和传递性能， 且对溶质的溶解能力随压力和温度的改变而在某范围内变动，而 从多种液态或固态混合物中萃取出待分离组分的提取分离技术。 应用CO2-SFE技术提取分离天然产物具有萃取速度快、效率高等特 点，并且产品中没有有机溶剂残留，是一种环保、安全的新型技 术。袁其朋等采用SFE-CO2法纯化ISO，结果产物纯度达到90%以上， 总回收率高于 74%，远远优于传统的溶剂萃取法，且具有操作简 单、不污染环境等优点，展现了较好的工业应用前景。Mauricio 等用SFE对ISO进行了提取，在 50℃、压力为360 bar和甲醇作改 性剂的条件下，提取率最佳；与索氏提取和超声提取进行了比较， 实验结果表明用SFE法将会得到更高纯度的目标产物，且操作更为 简便。但SFE设备投资大，运行成本高，给应用带来了一定的难度。
黄酮分类
生物黄酮实际上是一个庞大的家族。现已确认 其化学结构的生物黄酮类物质至少有4000-5000种， 其中包括广为人知的老产品芦丁、茶多酚(以“儿茶 素”为代表)、大豆异黄酮(以黄豆苷、染料木素为 代表)、橙皮苷和槲皮素等。 • 生物黄酮是一涵盖面极广的总名称。实际上生 物黄酮物质的化学分类极为复杂，其中包括：黄酮、 黄酮醇、黄烷酮、黄烷醇、异黄酮、花青素、原花 青素等。最近，西方有学者提出：按其化学结构的 相似程度可将植物来源的生物黄酮大致分为4大类 即：原花青素类；槲皮素类；柑桔生物黄酮类、绿 茶多酚类。这样一来不仅容易归类，还便于产品的 开发利用。 •
--以大豆异黄酮为例
大豆异黄酮
大豆异黄酮（soybean isoflavones，简称ISO）是黄酮类混合物， 其母核结构为3-苯并吡喃酮，是存在于大豆等豆科植物中的一类重要 的生物活性物质。目前已经从大豆中分离出的单体化合物主要有：大 豆苷（daidzin）、染料木苷（genistin）、黄豆苷（glycitin）： 大豆素（daidzein）、染料木素（genistein）等等。现代药理研究 表明ISO及其单体化合物具有较强的抗氧化和抗真菌活性，具有防治 心血管疾病、预防癌症、治疗骨质疏松症和减缓妇女更年期综合症等 多种功效。但自然界中大豆异黄酮的资源十分有限，在大豆中的含量 也仅有0.1%～0.5%，是一种具有广阔开发前景的药用植物活性成分。 如何高效率地取大豆异黄酮、确定最佳的提取纯化方法显得尤为重要。
生物黄酮
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发展历程
• 生物黄酮的发现历史十分悠久。早在廿世 纪30年代初，欧洲一位药物化学家在研究柠檬 皮的乙醇提取物时无意中得到一种白色结晶， 将其命名为“维生素P”。动物试验证实：维生 素P的抗坏血作用胜过维生素C10倍。2年后， 这位科学家进一步发现：维生素P实际上是一种 由生物黄酮组成的混合物而非单一物质，故后 来有人形象化地将维生素P更名为柠檬素。据后 人研究，柠檬素含多种生物黄酮，其主要组分 为橙皮苷。
微波萃取
微波萃取（ME）技术是根据物质在微波场中吸收能力 差异，使基体物质的某些区域被选择性加热，从而使被萃 取物从基体体系中分离，进入微波吸收能力相对差的萃取 剂中。张永忠等采用微波处理脱脂豆粕，微波处理4 min时， 大豆异黄酮的溶出率显著增加，提取物的纯度也有所提高。 Guo等使用微波辅助萃取葛根中大豆苷与大豆素等异黄酮成 分，并考察了影响微波萃取的各种因素。 结果表明，微波辅助萃取葛根中 异黄酮成分仅需要1 min，方法 简便易行，提取效率高。
黄酮的来源
• 黄酮广泛存在自然界的某些植物和浆果中,总数 大约有4千多种,其分子结构不尽相同,如芸香苷、橘 皮苷、栎素、绿茶多酚、花色糖苷、花色苷酸等都属 黄酮。不同分子结构的黄酮可作用于身体不同的器官， 如山楂--心血管系统，兰梅--眼睛，酸果--尿路系统， 葡萄--淋巴、肝脏，接骨木果--免疫系统，平时我们 可以通过多食葡萄、洋葱、花椰莱、喝红酒、多饮绿 茶等方式来获得黄酮，作为身体的一种补充。
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黄酮的功效是多方面的，它是一种很强的抗氧剂，可有效清 除体内的氧自由基，如花青素、花色素可以抑制油脂性过氧化物 的全阶段溢出，这种阻止氧化的能力是维生素E的十倍以上，这 种抗氧化作用可以阻止细胞的退化、衰老，也可阻止癌症的发生。
• 被称为花色苷酸的黄酮化合物在动物实验中被证明可以降低26% 的血糖和39%的三元脂肪酸丙酯，这种降低血糖的功效是很神奇 的，但更重要的是它对稳定胶原质的作用，因此它对糖尿病引起 的视网膜病及毛细血管脆化有很好的作用。 • 一项由荷兰专家主持的研究发现：由4807位参与者的实验 表明,每天饮375毫升绿茶的人，其心脏病的发病概率是那些不喝 茶的人的一半；致命性心脏病发病率只有三分之一。其中重要的 原因就是绿茶中所含的黄酮。
水解法提取
采用水解法是将结合型ISO水解为游离型ISO，这样既有利 于分离纯化，也有利于 ISO的检测。汪海波等以脱脂大豆粕为 原料，采用酸水解后用无水乙醚萃取的方法提取游离型ISO 成 分。实验结果表明，酸水解ISO的提取率和产品纯度均高于常规 有机溶剂浸提法；张炳文等通过正交实验确立了糖苷型ISO转化 为游离型ISO的最佳酸水解工艺条件：盐酸甲醇溶液的浓度为2 mol/L,水解温度为80℃，水解时间为60 min，水解前后大豆素 的含量由0.22%增加至14.01%，染料木素的含量由0.02%增加至 23.45%。Liggins 等利用曲霉中产生的水解酶将大豆粉中的结 合型ISO水解为游离型ISO，再用乙酸乙酯萃取后，经衍生化反 应后，气相色谱质谱联用进行定量，该法不仅效率高，也有利 于ISO的定量。
黄酮的结构
• 黄酮类化合物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 物黄酮类化合物结构中常连接有酚羟基、甲氧基、 甲基、异戊烯基等官能团。此外，它还常与糖结合 成苷。 多数科学 家认为 黄酮的基 本骨架 是由三个 丙二酰 辅酶A和一 个桂皮 酰辅酶A生 物合成 而产生的。 经同位 素标记实 验证明 了A环来自 于三个 丙二酰辅 酶A，而B环则来自于桂皮酰辅酶A[1]。
葡 萄 籽 黄 酮 胶 囊
1.3 抗氧化剂
黄酮类物质的优秀的抗氧化能力可使其代替合成抗氧化剂，用于油脂的 抗氧化中。如研究表明橙皮甙在猪油中具有明显的抗氧化作用，而且与抗坏 血酸、柠檬酸或某些氨基酸有明显的协同抗氧化作用。 绿茶中提取的儿茶素也是一种很好的天然抗氧化剂，它可以改善谷类、蛋糕 和饼干以及传统的健康食品和膳食添加剂的市场潜能。
1.2 黄酮类保健食品
从大豆原料中提取的活性成分大豆异黄酮也具有诸多保健作用，以大豆异 黄酮为主要成分的保健食品在一些欧美发达国家早已成为畅销食品，而且有片 剂、粉剂和口服液等多种剂型。由于显著的功能效果和明确的消费人群，大豆 异黄酮在国际上作为健康食品的热门课题被世界列入十大最佳投资项目之一。 美国食品与药品管理局（FDA）早在1996年就已批准大豆异黄酮作为健康食品 上市。而我国大豆异黄酮等保健食品在近几年才为消费者所熟知，而且大豆异 黄酮大部分作为原料出口，终端产品并不多，所以有更广泛的市场发展空间。 我国是大豆生产大国，开发大豆异黄酮及其保健品、 食品得天独厚，原料充裕，质量好，价格低，市场 潜力大，不但能提高大豆产品的附加值，还可为企 业带来客观的经济效益。因此开发大豆异黄酮等食 品保健品具有十分重要的经济意义和社会意义。
到 充 分 开 发 利 用 得 未 尚 能 功 健
保 天 然 色 素 ， 其
为 分 物 质 仍 是 作
部 产 ， 但 其
生 、 焙 烤 食 中 大 的 品
点 料 、 酒 类 、 糕
饮 剂 已 经 应 用 于
加 此 作 为 食 品 添
因 原 来 的 风 味 ，
响 用 基 本 不 会 影
使 昧 ， 在 食 品 中
苦 为 无 味 或
常 。 黄 酮 类 略 带 质 物
熟 取 技 术 已 趋 成
提 物 质 的 鉴 定 和
类 近 年 来 黄 酮
在 食 品 领 域 的 市 场 前 景
1.1 黄酮类饮料
黄酮类物质可应用于饮料生产。天然果汁中含有一定的类黄酮，但比例很小。类黄 酮的添加，不但可以提高饮料的功能性成分的比例，发挥食疗功效，还可圆润饮料的颜 色和口味。有研究表明，在机体内黄酮类物质和维生素C协同作用，功能效应令人满 意。 另外，还可以使多种类黄酮结合应用于复合饮料的制备。两种或多种植物类黄酮的 结合使用，如山楂黄酮与银杏叶黄酮以一定的比例添加可产生单一组分所没有的口感。 类黄酮复合果汁不仅具备了流行中的药草饮料的保健功能，又保留了水果的清新口感， 相信其将会成为天然保健饮料市场上的新宠。
黄酮的作用
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生物类黄酮，可调节血脂，降低血液粘稠度，改善 血清脂质，延长红血球寿命并增强造血功能，预防心脑 血管疾病；抑制HL-60白血病细胞生长和溶解癌细胞的 作用；能够有效清除体内的自由基(Free Reaical)及毒素， 预防、减少疾病的发生；消炎、抗过敏、广谱抗菌、抗 病毒作用。松针提取物功能: 1. 具有清除自由基、抗氧化作用。 2. 抗血栓、保护心脑血管作用抗肿瘤、消炎抑菌作 用。 3. 解除醇中毒、保肝护肝等多种功效。 4.具有清热解毒、祛风湿、强筋骨等功效。
超声提取
超声提取（SE）技术的原理是根据超声具有空化、粉碎、搅拌等特 殊作用，对植物药材的细胞有破坏现象，使其有效成分快速溶于溶媒之 中，以利于提取。谢明杰等利用超声提取 ISO，并与加热回流的提取方 法进行了比较。结果表明：超声提取30 min所得ISO的提取率比加热回流 提取120 min的提取率高约46%，这说明超声提取具有省时、节能、提取 率高的优点。潘廖明等比较了醇提法与超声及超声加搅拌辅助提取ISO的 效果。正交试验结果显示：当超声频率为25 kHz、超声功率为160 W、 60℃超声处理60 min时，大豆异黄酮的得率和含量分别可达4.23 mg/g和 2.74%，与醇提法相比分别提高了3.93%和7.87%；采用相同条件下的超声 加搅拌（300 r/min）处理，大豆异黄酮得率可达4. 36 mg/g，与单纯超 声辅助提取法相比提高了3.07%。AIIaoua等采用溶剂提取法、连续提取 和超声提取测定两种大豆产品中ISO的含量，结果显示：连续提取可以使 ISO的含量提高，采用超声提取巧min比溶剂连续提取5次可得到更多的 ISO。Mauricio等比较了混合搅拌与超声提取大豆异黄酮的效能。在提取 溶剂、温度、时间相同的条件下，超声提取糖苷型大豆异黄酮时均比混 合搅拌提取具有更高的提取率。以上都说明了超声提取ISO具有快速、高 效、操作方便的优点。