藥食同源黃酮類化合物活性成分提取技術(shù)研究

楊瀟

摘 要：黃酮類化合物廣泛存在于自然界的植物中，屬植物次生代謝產(chǎn)物。天然黃酮類化合物的提取方法很多，有水煎煮法、加熱回流取法等。分析固相萃取、分子印跡技術(shù)、高速逆流色譜等新技術(shù)手段提取藥食同源降血糖黃酮類化合物。

關(guān)鍵詞：黃酮類化合物;提取技術(shù)

黃酮類化合物是以黃酮（2-苯基色原酮）為母核而衍生的一類黃色色素，其中包括黃酮的同分異構(gòu)體及其氫化和還原產(chǎn)物，也即以C6—C3—C6為基本碳架的一系列化合物。黃酮類化合物在植物界分布很廣，在植物體內(nèi)大部分與糖結(jié)合成苷類或碳糖基的形式存在，也有的以游離形式存在。研究表明，黃酮類化合物有提高動物機體抗氧化及清除自由基的能力。黃酮類化合物因酚羥基上的氫原子可與過氧自由基結(jié)合生成黃酮自由基，進而與其他自由基反應(yīng)，從而終止自由基鏈式反應(yīng)。

葛根在 2000 年葛根正式被國家衛(wèi)生部批準列入“既是食品又是藥品”名錄[1]，是我國最常見的中藥之一，有“亞洲人參”的美譽，主要分布于河南、湖北、江蘇和江西等地，具有提高免疫、解熱 、護肝、抗氧化、降血糖等功效，是傳統(tǒng)醫(yī)學上的常用藥物。葛根的活性成分復雜，既包括多糖、蛋白質(zhì)、多肽等大分子物質(zhì)，又包括黃酮、多酚、甾體、生物堿、萜類等小分子物質(zhì)[2]，既有多種有效成分因此得到純度較高的黃酮類化合物成為中藥研究領(lǐng)域中的一項重要工作。目前，黃酮類化合物是生物及醫(yī)藥的重要原料，由于黃酮類化合物在植物中量較低，體系復雜，大分子和小分子、生命和非生命物質(zhì)共存，特別是存在結(jié)構(gòu)相近的異構(gòu)體，傳統(tǒng)方法一般是進行合成得到， 而合成比從植物中直接提取成本更高，同時還可能受到外界環(huán)境的污染，其結(jié)構(gòu)的相似性使其難于分離。

黃酮類化合物的提取是根據(jù)相似相溶原理，目前，天然黃酮類化合物的提取方法很多，有水煎煮法、加熱回流取法等。水煎煮法提取中黃酮類物質(zhì)的含量不高，雜質(zhì)含量較多。加熱回流取法存在著溶劑用量大，提取時間長等缺點。因此，如何高效、高選擇性地快速提取和分離黃酮類化合物是目前亟待解決的問題，而開發(fā)新型分離功能材料、提高其分離的專屬選擇性，是行之有效的解決方法。

1黃酮類化合物活性成分提取技術(shù)

1.1固相萃取（Solid Phase Extraction，SPE）

固相萃取就是利用固體吸附劑將液體樣品中的目標化合物吸附，與樣品的基體和干擾化合物分離，然后再用洗脫液洗脫或加熱解吸附，達到分離和富集目標化合物的目的。由液固萃取和柱液相色譜技術(shù)相結(jié)合發(fā)展而來，主要用于樣品的分離、純化和濃縮，與傳統(tǒng)的液液萃取法相比較可以提高分析物的回收率，更有效的將分析物與干擾組分分離。固相萃取作為樣品前處理技術(shù)，在實驗室中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。固相萃取是一個包括液相和固相的物理萃取過程。在固相萃取中，固相對分離物的吸附力比溶解分離物的溶劑更大。目前已出現(xiàn)了全自動固相萃取，是為有機分析前處理開發(fā)出的能夠在無人值守情況下自動化運行固相萃取方法的儀器，自動完成固相萃取全過程，柱活化、上樣、柱淋洗、柱干燥、柱洗脫等。

1.2分子印跡技術(shù)（molecular imprinting technique，MIT）

分子印跡技術(shù)是指制備對某一特定目標分子（模板分子或印跡分子）具有高選擇識別性能的聚合物的過程。直到 1993 年，Mosbach[3]在《Nature》雜志發(fā)表的分子印跡聚合物的制備茶堿論文后，分子印跡技術(shù)得到飛速的發(fā)展。發(fā)展至今，已經(jīng)滲透到各個領(lǐng)域，涉及分子模擬、高分子化學、材料化學、物理化學、生物醫(yī)學和其他方面，也涌現(xiàn)大量的學術(shù)研究論文。其主要原理是在模板分子和功能單體的混合物中加入交聯(lián)劑，引發(fā)聚合反應(yīng)，生成分子印跡聚合物，當模板分子洗脫后，聚合物上留下的結(jié)合位點保證了MIP能在一系列結(jié)構(gòu)類似的分子中，選擇性識別模板分子。研究人員可以根據(jù)不同的實驗目的，合成不同分子印跡聚合物，以滿足預期的需求。科研工作者根據(jù)研究分子結(jié)構(gòu)的一個預定的模板合成，從而制備聚合物對模板分子的印跡腔結(jié)構(gòu)和識別位點，滿足其特殊的識別。使聚合物在色譜分析[4]，固相萃取[5-6]等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。印跡聚合物在色譜中最重要的用途是作為色譜固定相。印跡聚合物作為色譜固定相的最大優(yōu)點是具有較高的選擇性，因此被廣泛用于手性分離領(lǐng)域。以分子印跡聚合物為基體的固相萃取為樣品分離的提供新方法和新思路。MIPs 與 SPE 聯(lián)用，分子印跡聚合物作為色譜固定相，分析目標分子或與目標分子結(jié)構(gòu)類似的物質(zhì)。

1.3高速逆流色譜（high speed countercurrentchromatography）

高速逆流色譜是一種液-液色譜分離技術(shù)，它的固定相和流動相都是液體，沒有不可逆吸附，具有樣品無損失、無污染、高效、快速和大制備量分離等優(yōu)點。由于HSCCC與傳統(tǒng)的分離純化方法相比具有明顯的優(yōu)點，因此此項技術(shù)己被廣泛應(yīng)用于中藥成分分離、保健食品、生物化學、生物工程、天然產(chǎn)物化學、有機合成、環(huán)境分析等領(lǐng)域。由于不需要固體支撐體，物質(zhì)的分離依據(jù)其在兩相中分配系數(shù)的不同而實現(xiàn)，因而避免了因不可逆吸附而引起的樣品損失、失活、變性等，不僅使樣品能夠全部回收，回收的樣品更能反映其本來的特性，特別適合于天然生物活性成分的分離。而且由于被分離物質(zhì)與液態(tài)固定相之間能夠充分接觸，使得樣品的制備量大大提高，是一種理想的制備分離手段。

參考文獻：

[1]孫艷雪，王玉華，楊易，張燁.葛根中葛根素提取工藝研究[J].中國民族民間醫(yī)藥，2019，28（23）：33-37.

[2]張夢璇. 葛根提取工藝優(yōu)化及血清藥物化學初步研究[D].陜西科技大學，2019.

[3]Vlatakis G.， Anderson L. I.， Mosbach K. Drug assay using antibody mimics made by molecular imprinting [J]. Nature， 1993， 361： 645～647.

[4]Dar KK， Shao S， Tan T， Lv Y. Molecularly imprinted polymers for the selective recognition of microorganisms. Biotechnol Adv. 2020， 45：107640.

[5]Zhang N， Zhang N， Xu Y， et al. Molecularly Imprinted Materials for Selective Biological Recognition. Macromol Rapid Commun. 2019;40（17）：e1900096.

[6]Ahmad OS， Bedwell TS， Esen C， Garcia-Cruz A， Piletsky SA. Molecularly Imprinted Polymers in Electrochemical and Optical Sensors. Trends Biotechnol. 2019;37（3）：294-309.

基金課題：湖南省教育廳科學研究項目，防治糖尿病藥食同源功能食品關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用研究（20C0117）