2024年4月17日发(作者:福鸿飞)
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
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12.7%
[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
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2024年4月17日发(作者:福鸿飞)
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。
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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12.7%
[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
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