沙棘黄酮提取进展

天然产物研究与开发NatProdResDev2012，24:562-567，468文章编号:1001-6880(2012)04-0562-07收稿日期:2010-07-01接受日期:2010-09-06基金项目:国家自然科学基金(81160412);江西省自然科学基金(2010GZN0106);江西省教育厅科技项目(GJJ11626)*通讯作者E-mail:[e-mail]沙棘黄酮提取进展彭游1，2*，汤明1，胡小铭1，邓泽元21九江学院应用化学研究所，九江332005;2南昌大学食品科学与技术国家重点实验室，南昌330047摘要:沙棘黄酮是食药两用植物沙棘主要的保健与药用成分，具有重要的生理活性，能够清除体内的自由基，防治心血管疾病和抗衰老的作用。本文概述了国内外对沙棘资源的开发利用研究状况，综述了沙棘黄酮类化合物提取方法的最新研究进展，为充分利用沙棘资源和开发沙棘黄酮提供科学研究基础。关键词:沙棘;黄酮类化合物;提取中图分类号:Q946．91;R284．2文献标识码:AAdvancesinExtractionofFlavonoidsinSeabuckthornPENGYou1，2*，TANGMing1，HUXiao-ming1，DENGZe-yuan21InstituteofAppliedChemistry，JiujiangUniversity，JiuJiang332005，China;2KeyLaboratoryofFoodScienceofMinistryofEducation，NanchangUniversity，Nanchang330047Abstract:Seabuckthornflavonoidsareamajorhealthcareandpharmaceuticalingredientsofseabuckthorn．Theyhaveim-portantphysiologicalactivitiesthatcanremovefreeradicals，treatcardiovasculardisease，andbeanti-aging．Toprovidescientificbasisforutilizingofsea-buckthornresourcesandexplorationofseabuckthornflavonoids，anoverviewofseabuckthornflavonoidsextractionofthelatestresearchadvanceswascompletedinthispaper．Keywords:seabuckthorn;ketonecategorycompound;extraction沙棘(HippophaerhamnoidesLinn)是胡颓子科(Elaeagnaceae)多年生落叶乔木或灌木，能防风固沙、保持水分和改良土壤，具有优良的生态效益。沙棘的果实被誉为第三代水果，营养价值高，药用价值也被广泛认同。20世纪90年代以来，国内外对沙棘进行了大规模的开发利用和较深层次的研究［1-3］。从20世纪50年代到80年代，前苏联有9项沙棘研究成果获得国家专利，其中药用油已广泛投入医用。1995年日本从沙棘油中精制提取出了最新的抗癌针剂药物。近年来，我国对沙棘的药用研究比较活跃，相继研究报道了沙棘提取物在抗癌治癌方面的功效以及对心脑血管疾病、烧伤等的治疗作用［4］。如今，沙棘已被视为宝贵的药用植物，随着对沙棘资源开发和研究的深入，人们发现在沙棘果肉中所含的沙棘黄酮在治疗和缓解人类的某些疾病，如抗心肌缺血，抑制动脉粥样硬化，降低血中胆固醇，抗心律失常等方面具有明显的疗效［4-7］。本文主要对沙棘中黄酮类化合物的提取方法进行综述。1溶剂提取法对于沙棘黄酮类化合物利用水、醇等传统溶剂的提取方法，国内外做了充分研究，但每年仍有不少相关报道［8-26］，主要分为沙棘总黄酮与花青素的提取。现仅对沙棘黄酮类化合物的传统溶剂提取法进行简要综述。刘锡建［8，9］等人采用正交实验法确定了沙棘果渣总黄酮提取的最佳条件:石油醚脱脂，65%的乙醇溶液作提取剂，温度80℃，提取3次(1h/次)，料液比为1∶8(W/V)，沙棘果渣提取总黄酮得率高达5.344mg/g。实验结果还表明X-5树脂可以很好的精制沙棘总黄酮。通过5倍体积总黄酮溶液时，吸附率为96．2%，再用3倍体积75%的乙醇基本能把吸附在X-5树脂上的沙棘总黄酮洗脱下来，洗脱率为96．5%，产品真空干燥后纯度达到23．0%(市场要求不低于20%)。提取和精制工艺流程为:沙棘果渣→石油醚脱脂→干燥→乙醇提取→提取液→回收乙醇→醇沉→离心→回收乙醇→黄酮水溶液→X-5树脂吸附→75%乙醇洗脱→洗脱液→回收乙醇→DOI:10.16333/j.1001-6880.2012.04.030干燥→黄酮产品。阮栋梁［10］等人利用硅胶柱和葡聚糖凝胶柱层析，结合1HNMR与13CNMR等结构鉴定手段，从沙棘叶中分离得到芹菜素(Ⅰ)与山柰酚(Ⅱ)。分离纯化路线为:沙棘叶→石油醚脱脂→甲醇提取→回收甲醇→浓缩液→正己烷萃取→母液→浓缩→干燥→黄酮粗品→硅胶柱层析→葡聚糖凝胶柱层析→乙醇重结晶→结构鉴定→化合物Ⅰ和Ⅱ。芹菜素在沙棘黄酮中含量较高。由于沙棘黄酮为一类多羟基化合物，大多容易吸附在硅胶柱上，难以洗脱，所以最终仅有芹菜素与山柰酚被分离纯化。王振宇［11］等人采用溶剂法提取大果沙棘总黄酮，并在单因素试验基础上，利用响应面分析法考察乙醇的体积分数、提取的温度、液固比和提取时间对总黄酮得率的影响，并对提取工艺进行优化。最佳提取条件:提取温度61．85℃，乙醇体积分数71.36%，提取时间为2．59h，液固比(V/m)为18.33mL:1g，此条件下黄酮得率为0．741%。经响应面设计法优化后，可以找到各因素的最佳值并获得较理想的得率;同时，各个因素间的相互作用对生产过程中工艺参数的设置提供了参考。陈雏［12］等人采用乙醇渗漉从沙棘果实中提取总浸膏，经不同溶剂萃取，硅胶、聚酰胺低压柱层析等方法分离并进行结构鉴定。分离鉴定出的化合物为:异鼠李素、槲皮素、异鼠李素-3-O-β-D-葡萄糖苷和芦丁等成分。其中异鼠李素-3-O-β-D-葡萄糖苷为首次从中国沙棘果实中分离得到的黄酮化合物。徐晓云［13］等人以脱脂沙棘籽为原料，乙醇为提取液，通过提取温度、提取时间、脱脂时间、料液比、酒精浓度和pH值6个单因素实验，在中心组合实验基础上，采用响应面分析法，确定沙棘籽中原花色素的最优提取条件。在提取温度21℃、pH5．1以及酒精浓度65%时，沙棘籽中原花色素的提取率达5．84%(以脱脂沙棘干重计)，粗品纯度达39．18%。邸多隆［20］等人以浸膏得率和总黄酮含量为评价指标，利用L9(34)正交试验优选出沙棘叶总黄酮水提工艺最佳条件为8倍量水(w/v)回流提取2次，每次2．0h;醇沉工艺最佳条件为:提取药液浓缩至相当于原生药1．0g/mL，缓慢加入6倍量(w/v)80%乙醇溶液。此提取工艺可为新药研究和工业化制剂生产提供参考。李辰［21］等人利用类似水提醇沉法提取沙棘叶黄酮，还考察了5种大孔吸附树脂(HPD600、YWD01G3、YWD01F、07C和AB-8)对沙棘叶黄酮苷元的静态吸附/解吸附性能。实验结果表明:非极性树脂YWD01G3在吸附/解吸附方面显示出最佳的综合性能，对槲皮素、山奈酚、异鼠李素的平均吸附率和解吸附率分别为90．81%和59．51%。该实验为初步确定沙棘叶黄酮纯化用大孔树脂和进一步研究其动态吸附/解吸附提供了依据。从以上文献可知，传统溶剂提取法中前处理主要采用石油醚脱脂，提取溶剂有水、甲醇水溶液等，但大多采用乙醇水溶液提取黄酮类物质。乙醇的浓度在50%～80%之间，在提取中考虑pH是必要的，碱性条件更利于低分子量黄酮的溶解，纯化一般采用大孔吸附树脂等。传统溶剂提取法同其它比如微波萃取，超声辅助提取等方法相比，一般具有操作及设备简单，成本低，见效快，易于工业化等优点，但存在资源消耗大等不足。2分子烙印技术辅助提取法共价分子烙印技术基本原理是:在含有大量交联剂的溶液体系中，模板分子(TMP)和功能单体以非共价作用(如氢键作用、离子对相互作用等)形成主客体配合物，通过引发功能单体和交联剂的聚合反应，形成高度交联高分子刚性骨架，得到分子烙印聚合物(MIP);当以一定方式消除功能单体和模板分子间的作用，在模板分子从MIP中流出的同时，留下了和模板分子构型类似的孔穴和相应的可作用位点。因此，MIP将对TMP及和TMP具有类似结构和官能团的物质呈现出预期的选择性和高度的识别功能［27-29］。周力［27］等人制备了以槲皮素为模板的MIP，从沙棘粗提物中分离槲皮素和异鼠李素，取得良好效果。表明以槲皮素为模板的MIP可有效地从沙棘粗提物中分离槲皮素和异鼠李素，同时也预示着分子烙印技术在中药有效成分提取中所具有的良好前景。提取分离流程为:MIP的合成→干燥→反复洗涤→干燥→槲皮素MIP→装柱(用于分离沙棘黄酮);沙棘粗提物酸水解→旋干→甲醇定容→沙棘水解物溶液→加载于分离柱→甲醇洗脱→甲醇-醋酸洗脱→HPLC检测。中药成分的多样性导致其有效成分的提取过程十分繁琐，应用分子烙印聚合物的这种特异亲合性，针对某一类成分进行直接提取，简化步骤，但该技术可行的前提条件是中药功效成分能和合适的功能单体形成如氢键、离子对等分子间作用，这也体现了分365Vol.24彭游等:沙棘黄酮提取进展子烙印技术应用中存在的局限性。3超临界流体萃取法廖周坤［30］等人应用超临界CO2萃取技术对从去脂后的沙棘果渣中提取总黄酮(以异鼠李素计)的工艺进行研究，用均匀设计法优化出最佳工艺。实验表明，利用超临界CO2萃取技术(CO2-SFE)所得的总黄酮的提取率为传统溶剂提取工艺提取率的1．245倍。夹带剂中乙醇浓度增加时，其提取率也随之增加，但当用95%乙醇作夹带剂时，其提取率反而下降，可以看到，异鼠李素的提取率与夹带剂浓度呈抛物线状关系。加入一定极性夹带剂后，CO2-SFE有较高提取率，在于混入该夹带剂的超临界CO2流体在药材中的扩散速度、扩散深度及其与被提取物质分子间的作用力与传统溶剂萃取法相比有明显改善。并且在加夹带剂的CO2-SFE中，夹带剂的极性可灵活选择，以适应于各种极性溶质的提取。CO2-SFE是一种可以在较低温度条件下进行有效成分的提取方法，有利于保护有效成分免于破坏，但用这种方法一步完成植物药的单体分离，一般是不可能的，事实上也没有哪种方法能做到。目前对粗提物用制备色谱或HSCCC，结合重结晶反复纯化才可能得到纯品。然而CO2-SFE却有可能创造出一般溶剂萃取达不到的条件，大幅度改善有效成分的提取率和最终收率，特别是对贵重药材的有效成分的提取上，很有工业开发价值。4超声波辅助提取法祖元刚［31］等人以沙棘叶为原料，通过正交实验优化了沙棘总黄酮的超声波提取工艺，考察了超声波作用时间、超声温度、液料比和提取次数4个因素对沙棘叶总黄酮提取率的影响。确立的工艺条件为:提取溶剂85%乙醇，液料比25/1(mL/g)，超声波温度46℃，作用时间25min，提取1次。结果表明，超声波提取沙棘总黄酮的提取率为1．72%，与索氏提取的提取率相当，但超声波提取具有时间短，提取溶剂用量少的明显的优势。通过逐步回归对沙棘总黄酮超声波提取的过程进行了数学模拟，其回归方程能较好地模拟实际提取过程，可以对未知提取过程进行预测［32］。马养民［33］等人利用超声技术从棘果渣中分离出异鼠李素和槲皮素两个黄酮类化合物，实现了沙棘废料的有效利用。提取最佳工艺参数:提取液乙酸乙酯与95%乙醇之比为3∶7(V/V)，料液比为1∶10(W/V)，在温度50℃条件下超声30min。提取的总黄酮经二次硅胶柱梯度洗脱，一次葡聚糖凝胶柱层析以及多次重结晶得到纯品，经UV、1HNMR以及IR进行分析鉴定为异鼠李素和槲皮素，异鼠李素得率为0．55%。由于该法在纯化过程中采用了硅胶柱层析，具有5个羟基的槲皮素更容易被吸附