黄酮类化合物

黄酮类化合物的提取、分离、纯化研究进展

摘要：本文对黄酮类化合物的提取、分离、纯化研究进展进行综述。本文介绍了黄酮类化合物的提取、分离、纯化的最新方法。

关键词：黄酮类化合物提取分离纯化

黄酮类化合物又名生物类黄酮化合物，是色原酮或色原烷的衍生物，黄酮类化合物是自然界中以C6-C3-C6的方式构成的三环天然有机物，其化学结构中C3部分可以是脂链，或与C6部分形成六元或五元环，黄酮类化合物泛指这种两个苯环通过中央三碳链相互连接而成的一系列化合物。一般黄酮类化合物可根据母核基本结构的不同进行分类，主要有黄酮醇、黄酮、黄烷酮、黄烷醇、花色素、异黄酮、二氢黄酮醇以及查尔酮等八类。黄酮类化合物(flavonoids)是一类存在于自然界的、具有2-苯基色原酮(flavone)结构的化合物。它们分子中有一个酮式羰基，第一位上的氧原子具碱性，能与强酸成盐，其羟基衍生物多具黄色，故又称黄碱素或黄酮。黄酮类化合物在植物体中通常与糖结合成苷类，小部分以游离态(苷元)的形式存在。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面起着重要的作用。许多研究已表明黄酮类化合物具有显著的生理药理活性，除具有抗菌、消炎、抗突变、降压、清热解毒、镇静、利尿等作用外在抗氧化、抗癌、防癌、抑制等方面也有显著效果。黄酮类化合物在治疗心脑血管等疾病效果显著[1]。本文介绍黄酮类化合物的提取、分离、纯化的研究进展。

1、黄酮类化合物的提取方法

1.1有机溶剂萃取法这是目前国内外使用最广泛的方法，很容易实现工业化生成。其原理是利用黄酮类化合物与混入的杂质极性不同，选用不同极性的溶剂萃取。常用的有机溶剂有甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯等，一般采取乙醇为提取溶剂。高浓度的醇(90%～95%)适用于提取黄酮甙元类化合物，而低浓度的醇(60%～70%)更适合提取黄酮甙类化合物[2]。提取次数一般为2~4次，提取方法有热回流提取和冷浸提取两种方式。刘兰英等以70%乙醇对枸杞叶进行回流提取，并通过正交试验确定了提取工艺条件为70%乙醇、料液比1∶8、提取时间3h、提取3～8nm碎粒，黄酮得率为3．72%[3]。

用石油醚、乙酸乙酯等极性较小的有机溶剂，主要是提取黄酮苷元部分。虽然有机溶剂对黄酮的提取率较高，而且冷浸提取也避免了黄酮类物质的受热分解，然而还是存在一些缺点：石油醚、乙酸乙酯等有机溶剂易燃易爆；试剂有毒和具强烈刺激性,危害人体、污染环境；提取周期较长,试剂成本较高。

1.2热水提取仅限于提取苷类。虽然设备简单,但因提取杂质多、黄酮收率低,故不常使用。王广慧等以料液比为1:40(g/mL)、高压热水浸提温度为121℃、高压热水浸提时间为60min，在此条件下，金针菇总黄酮的提取率为1

2.7%[4]。

1.3碱性稀醇或碱性水提取黄酮类成分大多具有酚羟基，可用碱性水或碱性稀醇浸出，浸出液经酸化后析出类黄酮化合物。需要注意的是，采用此方法时，所用碱的浓度不宜过高，以免在强碱条件下加热破坏黄酮类化合物的母核。张永煜等根据葛根黄酮结构中酚羟基易溶于碱水的性质，应用饱和氢氧化钙水溶液，分别以8倍量提取1次及6倍量提取2次[5]。

1.4系统溶剂提取用极性由小到大的溶剂依次提取，可以提取出大多数游离的黄酮化合物，但此法目前仅用于实验室,很难工业化。

1.5超滤法提取超滤是以多孔性半透膜—超滤膜为分离介质，利用不对称微孔结构，常温下依靠施压，使提取液流经膜面而使高分子杂质被截流的分离技术。选用超滤法可以提高提取物的纯度，并且在提取生产过程中,可以减少废水排放,避免臭水、污水产生,环保且降低生产成本。

1.6双水相萃取双水相萃取技术(ATPE)分离原理是物质在双水相体系中的选择性分配。该法设备投资少,操作简单,无有机溶剂残留污染。由于天然植物中所含的化合物众多,而双水相萃取技术具有较高的选择性和专一性。李大海等通过比较超声提取和双水相萃取荷叶总黄酮的研究表明超声提取的得率为14.7%，双向水提取法的得率为23%，双水相萃取法在产品质量和荷叶总黄酮含量方面均优于超声提取[6]。

1.7酶解法酶解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。其原理是用相应的酶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，减少提取的传质阻力，使植物中的黄酮类物质能充分释放出来。杨云龙等采用酶解法处理洋葱皮，然后采用乙醇浸提法提取洋葱中黄酮类化合物，酶解法的最佳提取条件为：酶解温度为45℃，酶解pH值为6~7，酶解时间为60min，酶用量为

2.5‰[7]。

1.8超声提取法超声波的作用机理是在被提取样品和溶剂之间产生声波空化效应，此法是一种较新的方法，具有能耗低、效率高、不破坏有效成分的特点。在较低温度下，超声可以强化水浸提效率，达到省时、高效、节能的目的。梁惠花等运用超声技术从油菜蜂花粉中提取黄酮类化合物,可提高黄酮得率,大大缩短提取时间[8]。

1.9微波辅助萃取法微波辅助萃取(microwave-assistedextraction,MAE)是利用不同结构的物质在微波场中吸收微波能力的差异，使基体物质中的某些区域或提取体系中的某些组分

被选择性加热，从而使被提取物质从基体或体系中分离,进入介电常数较小、微波吸收能力相对较差的提取剂中。刘忠英等利用微波辅助提取法提取刺五加中的黄酮类化合物,与索氏提取法相比，提取率可提高40%[9]。李嵘等人曾用微波法提取过银杏叶中的黄酮甙，他们发现，溶剂萃取前对原料和水的混合液进行短时间微波处理，能大大提高黄酮提取率和缩短溶剂萃取所需的时间，同时因为水成本低廉、安全性高，提出了用水代替有机溶剂浸取的新工艺设想[10]。

1.10超临界流体萃取法超临界流体萃取技术(Super-ciftical Fluid Extraction,SFE)系指以超临界流体为萃取剂,从液体或固体中萃取有效成分并进行分离的方法。可作为SF的物质很多,其中,二氧化碳是首选的超临界流体。随着国际上超临界流体提取技术迅速发展,用该技术提取植物中的活性成分愈加广泛。陶清等以芦丁为定量依据，采用正交设计法考察CO2超临界流体萃取竹叶中黄酮的工艺条件，确定了最佳提取条件为：萃取压力40Mpa、萃取温度60℃、萃取时间60min、夹带剂的用量1mL/g，竹叶总黄酮的提取量为 4.978mg/g[11]。

1.11半仿生提取技术半仿生提取法是整体药物研究法与分子药物研究法的整合，该方法模仿口服药在胃肠道中的转运过程，提取含待分离成分高的“活性混合物”，采用选定pH 的酸性水和碱性水依次连续提取，因此该方法可以提取和保留更多的有效成分，并能降低成本、缩短生产周期，更适用于一些经消化道给药的中草药制剂[12]。

由上述的几种提取方法比较可以看出，用水作溶剂浸提黄酮类化合物虽然存在无残留溶剂的优点，,但收率很低，并且由于其极性大，易把蛋白质、糖类、无机盐等易溶于水的成分提取出来,因此存在易霉变、提取液过滤、浓缩操作因难、费时、固体黄酮含量低等缺点。而采用外加不同物理场（如超声波、微波）或超临界流体的方法，可以改变上述情况的不足。如超声波具有特殊的生物效应，选择适当的超声参数可以使植物细胞壁问形成较多的小孔，从而可以增强细胞膜的透性和选择性；微波虽然不能破坏生物体内的共价键，但对氢键、范德化力、疏水相互作用等生物大分子高级结构的次级键具有一定的破环作用，可改变细胞的结构和细胞膜电位，这些都有利于细胞中有效组分的浸出。

2、黄酮类化合物的分离纯化

2.1传统柱色谱法硅胶、聚酰胺及葡聚糖凝胶柱色谱在分离纯化中药有效成分中广泛应用，它们同样也可用于从天然产物中分离纯化黄酮类化合物。

2.1.1硅胶柱层析法：硅胶柱层析主要用于分离极性较低的黄酮类化合物如异黄酮、黄烷类、二氢黄酮(醇)和高度甲基化或乙酰化的黄酮和黄酮醇。硅胶在降活后也可用于极性较大的黄酮类化合物如甙类、多羟基黄酮类化合物的分离纯化。康少华等利用硅胶柱层析分离