植物中黃酮類化合物的提取方法及其應用*

吳海瑩，倪春林，王 磊

(華南農業大學材料與能源學院制藥工程系，廣東 廣州 510642)

黃酮是一種天然活性產物，廣泛存在于自然界的多種植物中，具有消炎抗菌、抗氧化和降低膽固醇等多種功效。依據其多種的生物活性，黃酮類化合物在生物醫藥、食品等領域均有應用，本文主要綜述了基于綠色溶劑提取法、微波萃取法、超高壓提取法等在內的植物中黃酮類化合物的提取方法，為往后黃酮類化合物提取工藝的改良及創新起到參考作用。

1 提取工藝及其應用

1.1 基于綠色溶劑提取法

綠色溶劑，主要是指水、離子液體、超臨界流體等，因其擁有綠色環保等優點被廣泛應用于植物中黃酮類物質的提取。

1.1.1 超臨界流體萃取法

超臨界流體萃取法是利用超臨界流體來萃取某種高沸點和熱敏性成分，從而分離和提純，超臨界流體是指溫度和壓力略超過或幾乎接近臨界并且狀態介于氣體和液體之間的流體[1]。該法對環境友好、高效節能、毒性低且提取率高，但相關設備成本高昂，且不適于提取極性較大的黃酮類化合物。超臨界流體中最常用的是CO2，主要影響參數為料液比、夾帶劑流量等。鮑玲玲等人采用超臨界CO2萃取法提取果皮中的黃酮類化合物，在最佳提取條件下，黃酮的提取率達14.96%[2]。

1.1.2 離子液體提取法

離子液體提取法是一種基于離子液體對纖維素的較強的溶解能力，破壞植物細胞的細胞壁，釋放細胞中有效成分的方法。這種方法條件十分溫和，提取時間短且提取效率高，主要影響參數為離子液體的選擇及濃度。賈曉麗等[3]利用超聲輔助季膦離子液體來提取野生艾草總黃酮，在最優工藝條件下，艾草總黃酮提取率為18.45%。

1.1.3 水熱法

水熱法的原理是利用一定的水熱溫度和壓力破裂植物細胞的細胞壁，促進溶劑的滲透，釋放細胞內有效活性成分。該法成本低，操作簡單，后續處理簡便，不會影響物質的生物活性。李杰等[4]利用水熱法提取黃芩中的3種黃酮類物質，通過響應面法進行優化。大量實驗結果證明，該法能夠極大減小操作的隨機性、盲目性。

1.1.4 醇提法

乙醇成本低，對環境污染小，處理方便，乙醇溶液常被選用來提取植物中的黃酮類物質。石同同等[5]用超聲波輔助乙醇提取中華苦荬菜總黃酮，得到總黃酮得率為1.34%；楊樹青等[6]用超聲波輔助乙醇正交提取山苦荬總黃酮，提取率為4.76%。

1.1.5 亞臨界水提取法

亞臨界水提取法的原理是以溫度為沸點與臨界點之間的亞臨界水為提取溶劑，通過調節溫度和壓力，使得亞臨界水的極性發生變化，提取有效成分。該法提取效率高、成本低、效果好。Cheigh等[7]研究對比亞臨界水提取、熱水提取和有機溶劑提取這三種方法，實驗結果表明亞臨界水提取法得到的黃酮提取效率和黃酮得率比熱水提取法及有機溶劑提取法高。

1.1.6 天然深層共晶溶劑提取法

天然深層共晶溶劑是一種混合物，由兩種或兩種以上含有氫鍵的供體及其受體構成，它的成本比較低，沒有毒性，十分環保而且操作方便。Meng等[8]分別用有機溶劑提取法和天然深層共晶溶劑提取法提取蒲黃中的黃酮類物質，結果表明天然深層共晶溶劑提取法的提取效率更高。

1.2 微波萃取法

微波萃取法的原理是利用微波射線輻射植物細胞，升高植物細胞的內部溫度、增大內部壓力，使得細胞壁破裂，有效成分被釋放。這種方法環保節能、提取效率高、選擇性比較強、應用廣。谷政偉[9]采用微波輔助堿液提取花生殼黃酮，在最佳提取條件下，黃酮提取得率為1.113%。

1.3 超聲提取法

超聲提取法的原理是通過超聲波的空化作用，一定程度上破壞植物細胞的細胞膜，釋放內部的有效成分，提取液的不斷振蕩會加快擴散提取液中的溶質，超聲波產生的熱效應穩定了水溫，對原料有水溶作用[10]。這種方法能夠有效地縮短提取時間而且提取效率高，操作簡單，該方法主要影響參數為超聲波功率、乙醇體積分數。李詠梅等[11]分別用乙醇浸提和超聲輔助提取法提取梅州金柚柚籽中的總黃酮，結果表明超聲輔助提取金柚籽中黃酮得率比乙醇浸提法高。

1.4 酶解提取法

酶解提取法的原理是纖維素酶催化裂解植物細胞細胞壁上的β-D-葡萄糖苷鍵，破壞細胞壁，釋放出內部的有效成分。該法一般會與超聲振動技術結合，加快細胞內物質的流動。具有高效節能，有效成分提取率高等優點。李俠等[12]利用超聲波輔助酶解法來提取綠豆皮中的黃酮類化合物，在最佳提取條件下，黃酮得率可達到(0.831±0.020)%，比單獨超聲波提取時得率高。

1.5 回流提取法

回流提取法的原理是在加熱過程中，易揮發的有機溶劑回流提取提取瓶內的有效成分。但該法消耗較多有機溶劑，需要多次添加、反復回流提取造成浪費，操作繁瑣。連續回流提取法利用溶劑的回流作用以及虹吸原理，使用較少的有機溶劑，同時有效成分提取率高。荊常亮[13]對比回流法和超聲波輔助法對紫花苜蓿總黃酮的提取效果，回流提取法在最佳提取條件下，黃酮提取量為4.72 mg/g。

1.6 閃式提取法

閃式提取法的原理是在室溫及合適的溶劑中，利用高速機械剪切力破碎中藥材至細微的顆粒，通過劇烈攪拌和強力震動來溶解有效成分，該法具有提取效率高、時間短、溶劑用量少、不破壞熱敏性成分等優點[14]。陳俊波等[15]研究閃式提取荷葉總黃酮的工藝條件，實驗結果表明在最佳提取條件下，閃式提取法得到的黃酮提取率最高，同時穩定性好，可以廣泛應用于工業領域中。

1.7 超高壓提取法

超高壓提取法的原理是利用高壓改變植物細胞中化合物的非共價鍵，破壞細胞壁，釋放細胞內的有效成分。該法提取效率高，提取時間短。張翔等[16]應用超高壓提取法提取淫羊藿中的黃酮，結果表明超高壓提取工藝的提取率比加熱回流法高。

1.8 內部沸騰法

內部沸騰法的原理是使植物細胞的內部組織沸騰從而帶來對流速度，加速細胞內的有效成分的釋放，該法一般會與超聲波輔助作用，具有高效快速、操作簡便等優點。汪建紅[17]采用超聲波輔助內部沸騰法提取臍橙皮黃酮，在最佳提取條件下，黃酮平均得率為0.9449%，高于相同條件下單純超聲波法及單純內部沸騰法。

1.9 表面活性劑輔助提取法

表面活性劑輔助提取法是一種利用表面活性劑吸附、潤濕、增溶和分散等的一系列的物理化學作用提取植物細胞中有效成分的方法[18]。表面活性劑能增加植物細胞細胞壁的滲透性，促進有效成分的提取。該法提取時間短，提取效率高，成本低，主要影響參數為表面活性劑的濃度、結構等。陳瓊等[19]利用表面活性劑輔助提取青錢柳中的黃酮，總黃酮含量為(76.27±0.27)mg/g。

1.10 蒸汽爆破輔助提取法

蒸汽爆破輔助提取法的原理是利用高溫高壓，當高溫飽和蒸汽的滲透與瞬間壓力的釋放同時作用于植物細胞使其破裂，釋放內部有效成分。該法提取時間不宜過長，否則將會影響黃酮類化合物的生物活性。張兵兵等[20]利用蒸汽爆破法提取銀杏葉中黃酮類化合物，結合響應面法優化提取工藝，在最佳提取條件下，銀杏黃酮得率為7.67 mg/g，與傳統有機溶劑提取法相比，提取率提高了2.1倍。

1.11 脈沖電場輔助提取法

高壓脈沖電場的作用過程是：與容器絕緣的兩個電極在短時且重復的高壓脈沖電場下處理容器內的樣品。作用于植物細胞時，在電脈沖的作用下，細胞質膜滲透性增加，促使細胞內的有效成分流出。該法操作簡便安全、溫度變化不大、時間短、耗能低、但設備成本較高。代名君等[21]利用高壓脈沖電場技術提取葛花總黃酮，在最佳提取條件下，提取得到的黃酮得率達10.373%。

1.12 加壓液體提取法

加壓液體提取法是一種提高溶劑溫度和壓力，改變提取體系的動力學特征和分配系數，從而達到萃取樣品目的的方法，該法具有提取時間短、原料消耗少、操作方便簡單等優點，但是相關設備成本高[22]。Xi等[23]利用加壓液體提取法來提取槐花中的黃酮類化合物，在最佳提取條件下，提取得到的黃酮量為(200.00±8.63)mg/g。

1.13 動態高壓微流化輔助提取法

動態高壓微流化輔助提取法是一種結合高速的沖擊、高頻的振動、瞬時壓力的下降、強烈的剪切、空化及超高壓的綜合力量的動態高壓技術[24]。這種方法的提取效率高且對環境環保，但是相關設備成本較高。Jing等[25]利用動態高壓微流化輔助提取香附葉中總黃酮，黃酮提取率比對照組高。

1.14 半仿生提取法

傳統的半仿生提取法主要是以水為溶劑，在高溫下進行煎煮，但過程中藥物有效成分的結構容易發生改變。目前，在超聲波、微波等其他技術的輔助下，該法能夠有效地避免有效成分的損失，更加廣泛地應用在有效成分的提取中。該法具有提取時間短、成本低、能夠保持有效成分的生物活性等的優點。牛廣俊等[26]利用超聲輔助半仿生提取金花茶花中的黃酮類成分，在最佳提取條件下，總黃酮得率為135.05 mg/g。

1.15 超濾法

超濾法是利用超濾膜膜孔的大小不同，根據有效成分的分子形狀及其相對分子質量，對分子進行篩分和吸附等，實現分子之間的分離。該技術操作方便簡單，安全環保，主要影響因素為超濾的壓力和溫度。徐秋燕等人利用超濾法研究提取銀杏葉和絞股藍中的黃酮，實驗結果表明絞股藍提取物和銀杏葉提取物的黃酮含量分別為3.58%和4.83%[27]。

2 結 語

黃酮類化合物具有的抗菌抗腫瘤、消炎、抗氧化等生物活性，使得黃酮類化合物的提取工藝及其應用成為熱點。黃酮類化合物廣泛存在于自然界的植物中，本文綜述了近年來植物中黃酮類化合物的提取方法及其應用，影響黃酮類化合物提取的原因主要是提取時間、提取溫度、對設備要求高等，提取方法從傳統的水熱法發展到現在的微波萃取法、超聲波提取法等，過程中進行了很多的優化和改進，與當下新興科技結合，目前關于黃酮類化合物提取的方法更多只是適用于實驗室提取，小劑量的實驗提取很難應用于工業生產中，其中生產成本高、生產效率低是主要原因。同時各種提取方法的交叉應用較少，新興的提取技術相互輔助，傳統的提取方法也可以與新興科技結合，有機會突破局限性和科研應用的瓶頸，得到更優的提取方法。希望本文能夠給往后黃酮類化合物提取工藝帶來借鑒和參考的作用，并從中不斷完善，優化提取工藝，突破局限性獲得具有提取率更高、成本更低等優點的提取工藝。