李路亞 馮雪 李圣豪 鄭穎
摘要 近年來,藥食同源中黃酮類化合物提取工藝的研究非常廣泛,不同的提取工藝會直接影響到黃酮類物質的品質、提取量及后續的開發。因此,選擇適宜的提取工藝具有重要意義。本文對藥食同源中黃酮類化合物提取工藝的研究進展進行了綜述,為藥食同源中黃酮類化合物提取工藝的進一步研究奠定基礎。
關鍵詞 藥食同源;黃酮類化合物;提取工藝;研究概述
中圖分類號 R282.4? ?文獻標識碼 A
文章編號 1007-7731(2023)07-0033-04
Research Progress on Extraction Technology of Flavonoids from Medicine and Food Homology
LI Luya FENG Xue LI Shenghao ZHENG Ying
(1Department of Pharmacy, The Fourth Hospital of Hebei Medical University, Shijiazhuang Hebei 050011;
2Institute of Chinese Materia Medica, China Academy of Chinese Medical Sciences, Beijing 100700;
3Hospital of Chengdu University of Traditional Chinese Medicine, Chengdu Sichuan 610072)
Abstract In recent years, the research on the extraction process of flavonoids in the homology of medicine and food is very extensive, and different extraction processes will directly affect the quality, extraction quantity and subsequent development of flavonoids. Therefore, it is of great significance to choose a suitable extraction process. In this paper, the research progress of the extraction process of flavonoids in the homologous medicine and food was reviewed, so as to lay a foundation for the further research on the extraction process of the flavonoids in the homology of medicine and food.
Keywords medicine and food homology; flavonoids; extraction process; research overview
中國飲食文化和中醫藥文化歷史悠久、博大精深。“安身之本,必資于食”“醫食同源,藥食同根”“食借藥之力,藥助食之功”的藥食同源理念獨具特色。藥食同源兼具了中藥的藥用價值和食物豐富的營養價值,充分展現了食物的藥用功能[1-3]。黃酮作為重要的天然活性成分,資源豐富易于提取,且具有廣泛的藥理活性,如抗氧化、抗腫瘤、抗炎、抗心血管疾病、抗衰老、抗菌、保肝、降糖、降脂等[4-10],因而具有廣闊的應用價值和開發前景。
近年來,藥食同源中黃酮類化合物的提取工藝引起了國內外學者的廣泛關注。本文對藥食同源中黃酮類化合物提取工藝的研究進展進行了綜述,旨在為藥食同源中黃酮類物質提取工藝的進一步研究提供理論基礎。
1 藥食同源黃酮類化合物的提取工藝
1.1 溶劑提取法
溶劑提取法是根據樣品各組分在特定溶劑中溶解度的不同,使組分分離的一種傳統的提取方法。目前,有機溶劑提取法是提取黃酮類化合物較為成熟的工藝提取方法,其中最常用的提取溶劑為乙醇。張君等[11]對金銀花中黃酮的提取工藝進行了研究,結果表明,最佳提取條件為乙醇濃度70%、固液比1∶19,于65 ℃下浸提3 h。在此條件下,樣品中黃酮的提取率最高,為3.55%。祿璐等[12]采用響應面試驗設計對黃果枸杞總黃酮的提取工藝進行了研究,結果表明,影響黃酮提取的主要因素是水浴溫度,提取的最佳條件為乙醇濃度70%、乙醇體積倍數40、水浴溫度70 ℃、時間90 min,此時黃酮含量為(175.21±1.69) μg/g。隨著人們對環境和資源問題的重視,綠色溶劑提取技術逐漸成為天然產物提取的研究熱點[13]。Liu等[14]開發了一種以共晶溶劑為提取溶劑的綠色高效提取方法,從枳殼中提取了蕓香柚皮苷、柚皮苷、橙皮苷和新橙皮苷4種主要活性成分,結果表明,在最佳提取條件下,蕓香柚皮苷、柚皮苷、橙皮苷和新橙皮苷的提取率分別為(8.39±0.61)、(83.98±1.92)、(3.03±0.35)和(35.94±0.63) mg/g,遠高于甲醇的提取率。黃文睿等[15]利用氯化膽堿低共熔溶劑(DES)提取野菊花中總黃酮、總槲皮素和槲皮苷的研究中,合成了4種性能優異的DES,以提取效果最好的氯化膽堿/尿素DES為溶劑,通過改變單一變量優化提取效果,在含水量30%、提取時間為45 min、固液比為1∶50(g∶mL)、提取溫度為60 ℃的條件下,總黃酮、總槲皮素、槲皮苷的提取得率分別為72.32、12.97、10.06 mg/g,提取效果優于傳統有機溶劑。綠色溶劑提取技術有待廣泛應用于黃酮類化合物提取中。
1.2 超聲輔助提取法
超聲輔助提取法是利用超聲波特殊的作用,將物質中的有效成分快速地提取到溶劑中的方法[16]。此方法可節約時間和原材料,具有提取效率高、提取溶劑用量少、操作簡便等優點。Oroian等[17]對蜂膠中生物活性化合物的超聲輔助提取工藝進行了優化,結果表明,在超聲振幅100%、乙醇濃度70%、溫度58 ℃、時間30 min的最佳提取條件下,黃酮類成分的含量為山奈酚228.8 mg/g、楊梅素115.5 mg/g、木犀草素27.2 mg/g、槲皮素25.2 mg/g。王和濤等[18]在單因素試驗基礎上利用響應面法優化了超聲波輔助提取花椒黃酮的工藝,得出超聲波輔助提取花椒黃酮的最優工藝參數為乙醇濃度85%、料液比1∶20(g∶mL)、提取溫度70 ℃、提取時間35 min。李美京等[19]對白果仁中黃酮的超聲波提取工藝進行了研究,最終得出在乙醇濃度60%、料液比1∶50(g∶mL)、提取時間30 min的條件下白果仁中黃酮的提取率可達到2.8%。劉源等[20]探究并得到了大高良姜不同部位總黃酮的最佳提取工藝,即在乙醇體積分數60%、料液比1∶23.8、超聲時間33.5 min、水浴溫度80 ℃條件下,大高良姜根、葉和莖中總黃酮提取率分別為53.5、52.5和52.7 mg/g。吳紅艷等[21]總結了超聲輔助提取法因其操作方便、設備簡單、并可在室溫下進行等優點,是杜仲葉總黃酮的常用提取方法,也是黃酮類提取的首選方法。
1.3 微波輔助提取法
微波提取法是利用不同結構的物質處在微波場中的吸收能力不同,使得基體中的某些區域或者提取體系中的某些成分被選擇性的加熱,從而使被提取的物質分離開來。薛長暉[22]對紅景天中黃酮類化合物的微波提取工藝進行了優化,結果表明,在乙醇體積分數70%、固液比1∶40、微波功率600 W、微波提取時間4 min、加熱溫度80 ℃的條件下黃酮的含量最高,為2.68%。Niu等[23]探究并優化了益智中黃酮類化合物的微波提取工藝,即在乙醇體積分數50%、固液比1∶20、溫度70 ℃和循環指數3的條件下,益智中總黃酮提取率為28.24%。微波提取具有無熱慣性、易于控制、選擇性高、溶劑用量少、萃取時間短、污染較低、有效成分得率高等優點,是極具發展潛力的高效節能新型提取技術[24-26]。
1.4 超臨界流體萃取技術法
超臨界流體萃取是利用流體在臨界點處的特殊溶解性所進行物質提取分離的技術。被認為是提取工藝簡便、提取效率高、能耗少、操作條件溫和的先進工藝[27]。超臨界流體萃取技術的萃取能力由流體的密度決定,而流體的密度則可通過調節溫度和壓力來控制,操作易于控制,保證了產品質量的穩定。華燕青等[28]研究并優化了薄荷中總黃酮的超臨界CO2萃取技術,確定優化的工藝條件為夾帶劑用量6 mL/g、萃取溫度55 ℃、萃取時間90 min、萃取壓力25 MPa。該方法提取率高、得到的產品純度高、工藝簡便,適合總黃酮的提取。呂小健等[29]采用超臨界CO2流體技術對陳皮中的多甲氧基黃酮進行萃取,得出陳皮中的3種主要多甲氧基黃酮的總得率為1.89 mg/g。該提取方法不僅總黃酮得率高,而且其后續產品無溶劑污染,分離簡單。
1.5 酶解輔助提取法
酶解法提取黃酮是利用酶對細胞結構的破壞,從而使細胞中的黃酮類化合物得以釋放出來。該方法可以避免提取中溫度對黃酮的破壞,因此極大地提高了黃酮的品質。由于酶解法破壞細胞后,釋放出來含有蛋白質、多糖等雜質的物質,因此,酶解法通常作為輔助的前處理手段結合其他提取方法應用于藥食同源中黃酮類化合物的提取。李鳳艷等[30]研究了復合酶法(纖維素酶、半纖維素酶、果膠酶)提取銀杏葉中黃酮類化合物,結果表明,與不加酶相比,總黃酮的提取率提高了36.6%。唐功等[31]進行了不同酶輔助提取毛竹葉中黃酮的工藝研究,通過單因素試驗分別考察了酶種類、料液比、酶解時間、酶解溫度和回流時間對毛竹葉中黃酮提取率的影響,得出2%纖維素酶、料液比1∶25、酶解時間2.5 h、酶解溫度50 ℃、回流時間3 h時黃酮提取率最高。陳雪婷等[32]得出復合酶法輔助提取布渣葉總黃酮較同等條件下不加酶處理提取率提高了4.85%,證明該方法具有顯著的優勢,為總黃酮類化合物規模化生產提供了一種新的工藝。
1.6 其他提取工藝
高壓脈沖電場輔助提取是一種具有強穿透力的非熱特性的新型技術。代名君等[33]對葛花黃酮的高壓脈沖電場輔助提取進行了研究,結果表明,在乙醇濃度60%、料液比1∶32(g∶mL)、電場強度16 kV/cm、脈沖數8個的提取條件下,黃酮得率為10.37%。超濾膜技術利用膜孔的篩分及吸附等作用,以實現對黃酮類物質的提取和分離。徐秋燕等[34]采用超濾法對銀杏葉和絞股藍中黃酮進行了提取研究,并得到了很好的結果。蒸汽爆破技術是一種新興的非常有前景的生物質預處理技術。該技術通過將滲透到植物細胞中的蒸汽瞬時泄壓,使內能轉化為機械能并作用于生物質組織細胞層間,實現按目的將原料分解[35]。張棋等[36]的研究證明采用蒸汽爆破預處理后,粉葛中總黃酮的提取量顯著提高。
2 前景與展望
藥食同源中黃酮類化合物的提取工藝在近年來引起了人們的廣泛關注,并應用于各個領域,在社會發展中發揮著極其重要的作用。如今,人們越來越注重養生與保健,為藥食同源中黃酮類化合物的提取帶來了機遇與挑戰。藥食同源中黃酮類化合物的提取工藝還有待進一步研究,這些研究將為人類的健康提供極其重要的幫助,為社會發展創造更高的經濟效益。
3 參考文獻
[1] LU Q,LI R,YANG Y,et al. Ingredients with anti-inflammatory effect from medicine food homology plants[J]. Food Chem.,2022,368:130610.
[2] GONG X,JI M,XU J,et al. Hypoglycemic effects of bioactive ingredients from medicine food homology and medicinal health food species used in China[J].Crit Rev Food Sci Nutr.,2020,60(14):2303-2326.
[3] JIANG C,WANG L,SHAO J,et al. Screening and identifying of alpha-amylase inhibitors from medicine food homology plants: Insights from computational analysis and experimental studies[J].J Food Biochem.,2020,44(12):e13536.
[4] LI L,FENG R,FENG X,et al. The development and validation of an HPLC-MS/MS method for the determination of eriocitrin in rat plasma and its application to a pharmacokinetic study[J].RSC Advances.,2020,10(18):10552-10558.
[5] FENG X,CHEN Y,LI L,et al. Preparation,evaluation and metabolites study in rats of novel amentoflavone-loaded TPGS/soluplus mixed nanomicelles[J]. Drug Deliv.,2020,27(1):137-150.
[6] CHEN Y,FENG X,LI L,et al. UHPLC-Q-TOF-MS/MS method based on four-step strategy for metabolites of hinokiflavone in vivo and in vitro[J].J Pharm Biomed Anal.,2019,169:19-29.
[7] LI L,FENG X,CHEN Y,et al. A comprehensive study of eriocitrin metabolism in vivo and in vitro based on an efficient UHPLC-Q-TOF-MS/MS strategy[J].RSC Advances.,2019,9(43):24963-24980.
[8] KOPUSTINSKIENE DM,JAKSTAS V,SAVICKAS A,et al. Flavonoids as anticancer agents[J].Nutrients,2020,12(2):457.
[9] LIU J,HUANG H,HUANG Z,et al. Eriocitrin in combination with resveratrol ameliorates LPS-induced inflammation in RAW264.7 cells and relieves TPA-induced mouse ear edema[J].Journal of Functional Foods,2019,56:321-332.
[10] LI L,CHEN Y,FENG X,et al. Identification of metabolites of eupatorin in vivo and in vitro based on UHPLC-Q-TOF-MS/MS[J].Molecules,2019,24(14):2658.
[11] 張君,朱金艷,祝軍.乙醇法提取金銀花總黃酮工藝研究[J]. 新農業,2018(7):10-13.
[12] 祿璐,米佳,羅青,等.枸杞總黃酮提取工藝優化及其體外抗氧化活性分析[J]. 食品工業科技,2019,40(24):165-171.
[13] 付佳樂,耿直. 綠色低共熔溶劑提取黃酮類化合物的研究進展[J].化學與生物工程,2022,39(7):8-12.
[14] LIU Y,ZHANG H,YU H,et al. Deep eutectic solvent as a green solvent for enhanced extraction of narirutin,naringin,hesperidin and neohesperidin from Aurantii Fructus[J].Phytochem Anal.,2019,30(2):156-163.
[15] 黃文睿,唐超凡,陶雨峰,等.綠色低共熔溶劑提取野菊花中黃酮類化合物[J].精細化工,2022,39(3):569-576.
[16] 趙二勞,王桂林,楊宇,等.馬齒莧黃酮提取及其生物活性研究進展[J].中國野生植物資源,2022,41(1):52-56.
[17] OROIAN M,URSACHI F,DRANCA F. Influence of ultrasonic amplitude,temperature,time and solvent concentration on bioactive compounds extraction from propolis[J]. Ultrason Sonochem,2020,64:105021.
[18] 王和濤,劉羅羅. 花椒黃酮提取工藝優化及其抗氧化活性的研究[J].山東農業科學,2022,54(6):118-124..
[19] 李美京,郝曉亮,王勇,等.中藥白果仁黃酮提取工藝條件的優化[J].廣州化工,2019,47(22):91-93.
[20] 劉源,唐斌,張孝琴,等.大高良姜不同部位總黃酮的提取工藝優化及體外抗氧化活性研究[J].中國藥房,2016,27(31):4429-4432.
[21] 吳紅艷,彭呈軍,鄧后勤. 杜仲葉化學成分研究進展[J].食品工業科技,2019,40(17):360-364.
[22] 薛長暉. 紅景天中黃酮類化合物的微波提取工藝優化[J].遼寧農業科學,2017(3):81-83.
[23] NIU Q,GAO Y,LIU P. Optimization of microwave-assisted extraction,antioxidant capacity,and characterization of total flavonoids from the leaves of Alpinia oxyphylla Miq[J].Prep Biochem Biotechnol,2020,50(1):82-90.
[24] 楊麗華,董曉倩,董啟露,等.微波輔助提取辣木葉總黃酮工藝優化及其抑菌和抗氧化活性研究[J].食品與機械,2022,38(6):161-167.
[25] 李少華,高愿軍,李翠翠,等.微波輔助酶法提取葛根黃酮的工藝優化及抗氧化活性研究[J].食品安全質量檢測學報,2022,13(1):217-222.
[26] 劉志聰,鄭丹萍. 微波輔助法提取潮州柑橘皮中總黃酮的工藝研究[J].安徽農業科學,2021,49(23):188-191.
[27] 李豐,毓志超,閔曼,等.超臨界流體技術研究進展及在中藥檢測中的應用[J].廣東化工,2021,48(12):106-107.
[28] 華燕青,王云云,李娟麗. 超臨界CO2萃取薄荷總黃酮的工藝研究[J].江蘇中醫藥,2018,50(3):76-78.
[29] 呂小健,許引,董攀飛,等.響應面優化超臨界CO2萃取陳皮多甲氧基黃酮研究[J]. 食品研究與開發,2019,40(11):16-20.
[30] 李鳳艷,王凱,朱鵬,等.復合酶法優化提取銀杏葉總黃酮的工藝研究[J].中國現代中藥,2018,20(9):1142-1145.
[31] 唐功,王柯然,朱欣,等.不同酶輔助提取毛竹葉中黃酮的工藝研究[J].甘肅科技,2021,37(20):65-66,39.
[32] 陳雪婷,徐文杰,李智勇.酶解法輔助提取布渣葉總黃酮的工藝優選[J].湖南中醫雜志,2018,34(10):176-179.
[33] 代名君. 葛花黃酮不同提取方法工藝優化及其在乳飲料中的應用研究[D]. 長春:吉林農業大學,2016.
[34] 徐秋燕. 超濾法提取銀杏葉和絞股藍雙中藥抗心血管疾病的有效成分[D]. 衡陽:南華大學,2015.
[35] 萬新煥,陳新梅,馬山,等.黃酮類化合物提取新方法的應用[J].中草藥,2019,50(15):3691-3699.
[36] 張棋,易軍鵬,李欣,等.蒸汽爆破預處理對粉葛總黃酮及抗氧化性的影響[J].食品科學,2016,37(9):40-44.
(責編:何 艷)