黄酮类化合物的提取及生物活性研究综述

张 颖，王 晴，钱玉梅，李红侠，曹稳根

(宿州学院，安徽 宿州 234000)

黄酮类化合物在自然界中的存在形式很多样，同时结构也很多样，是一种广泛存在于自然界植物中的次生代谢产物。迄今为止，约发现它有9000多种不同的结构。根据以下特点：B环的连接位置，三碳键结构的氧化程度，三碳链是否构成环状等，将天然黄酮类化合物分为：黄酮和黄酮醇；异黄酮；异黄烷酮；查耳酮；二氢查耳酮；黄烷和黄烷醇；黄烷二醇等十几个类别。大量的实验研究证实了黄酮类化合物具有抗自由基作用，抗氧化作用，抑菌作用，延缓正常组织细胞凋亡作用，对动物激素的调节作用，提高机体免疫机能等多种药理作用[1]。因此，从自然界的各种植物中提取出具有较高生物活性的黄酮类化合物并且通过不断改善工艺条件尽可能使黄酮类化合物较多的提取出来，再进一步开发出药品和功能性食品一定会推动我国医药领域以及食品行业的发展，同时也能促进人类的身体健康。正是由于黄酮类化合物本身具有的多种药理作用，药理作用背后潜在的巨大经济和社会价值，已成为国内外天然药物领域以及保健品行业开发利用研究的热点。

1 黄酮类化合物的提取方法

黄酮类化合物的提取首先要将植株的组织细胞破坏，破坏后的组织细胞便会流出含有蛋白质、多糖、黄酮类化合物等的细胞液，再通过醇提取法、微波辅助提取法、超声波提取法、酶辅助提取法、超临界二氧化碳萃取法等将细胞液中的黄酮类化合物提取出来，其中的原理是利用黄酮类化合物的溶解性。不同的提取技术，对于黄酮类化合物来说将会直接影响其品质以及提取出的含量，因此大力研究黄酮类化合物的提取技术有着深远的意义。

1.1 乙醇回流提取法

乙醇回流提取法是利用乙醇等本身具有挥发性有机溶剂的特质来提取的，将乙醇与物料按一定的料液比混合得到浸出液，浸出液经过加热后会产生挥发性溶剂，挥发性溶剂经过蒸馏之后又被冷却，冷却之后再流回到浸出的容器中来浸提原料，这样的步骤经多次之后，有效成分被回流提取接近完全；吴梅青[2]采用正交试验优化了柑橘皮中黄酮类化合物最佳提取工艺，用体积分数为70%的乙醇按料液比例1∶20(g/mL)回流提取2次，每次回流提取2 h，提取时将温度保持在85℃，最后得出黄酮类化合物提取率为7.68%，这些条件为最佳工艺条件；任顺成等采用正交实验优化了槐豆黄酮类化合物的提取工艺，用体积分数为70%的乙醇按料液比为1∶20(g/mL)与物料混合，在提取温度为80℃，时间为2.0 h的工艺条件下得出黄酮类化合物得率达到12.61%。乙醇回流提取法是提取黄酮类化合物成分最简单方便的方法。

1.2 微波提取法

微波是频率介于300 MHz～300 GHz的电磁波，波长介于1 mm～1 m。天然植物、矿物或动物组织中在适合的溶剂中以微波作为辅助来提取出其中含有的各种化学成分。植物组织细胞内的极性物质因为微波的辐射从而吸收微波，产生大量热量，使组织细胞内的温度迅速上升，由此产生压力，压力会将细胞的细胞膜和细胞壁冲破，那么细胞内物质便会溶解释放到提取液中。崔鹏[3]采用微波法正交实验来优化无花果叶中的黄酮类化合物提取工艺，用200 W的微波作为辅助，在料液比为1∶ 55(g/mL)时提取3 min，获得最优工艺条件，这时黄酮类化合物得率为2.06%。微波提取技术具有加热均匀、快速高效、节省溶剂、提取率高等优点，是当今一种较为新型的提取技术。

1.3 超声波提取法

超声波可以利用声波增大介质分子的运动速度和介质的穿透力，产生机械振动会引起媒质之间的相互作用，而超声波在液体内的热作用、机械作用和空化作用都有利于增加植物组织中黄酮的溶出。王波[4]采用 Box- Behnken试验设计优化了马齿苋黄酮超声波法提取工艺，在提取温度为64℃，用体积分数为80%的乙醇在液料比为30∶1(mL/g)的情况下提取55.40 min后得出马齿苋黄酮提取率为1.38%；吕萍等[5]提取玉米须黄酮类化合物时便采用了超声波辅助法，在提取温度50℃下，用体积分数为50%的乙醇，在液料比30∶1(mL/g)时提取6 min得到的黄酮提取率最高，为2.22%。超声波提取技术是一种提取时间短、提取效率高、提取温度低、适应性广、操作简单的新的提取手段。

1.4 酶辅助提取法

酶辅助提取是一种较新的技术，发展时间也比较短暂。纤维素酶可以将纤维素中的β- D-葡萄糖苷键裂解，裂解后的键再进行催化，因为植物细胞壁的主要成分是纤维素，故纤维素酶能够使植物中的有效成分浸出。李萌萌[6]采用纤维素酶法研究红树莓籽黄酮的提取工艺，在pH值为5.5，提取温度为55℃，添加纤维素酶量为0.01 mg/mL下，将体积分数为60%的乙醇按液料比40∶1 mL/g提取40 min得出最佳提取工艺，这时黄酮提取率为3.04%。由于酶水解对设备没有特殊的要求，因此酶解辅助提取天然植物黄酮更适合大规模化的生产，但缺点是酶价格较高，导致提取成本比较高。

1.5 多种辅助提取技术联合应用

近年来，研究者们还将不同辅助提取技术组合应用对天然产物黄酮类化合物的提取工艺，获得了较好的实验结果。李侠等[7]采用响应面优化法，研究超声波-双酶( 果胶酶和纤维素酶) 法协同提取玉米须黄酮，得出最佳工艺条件为：料液比1∶31(g/mL)、超声功率173 W、酶解时间42 min、加酶比(果胶酶∶纤维素酶)1.9∶1.0，在此条件下黄酮提取率与相同条件下单一超声波的提取相比有明显提高；张艳等[8]是采用单因素试验和正交试验的方法来研究超声辅助纤维素酶提取玉米须黄酮工艺，加入量为0.030 g的纤维素酶，在pH值为3，温度为30℃下超声65 min，这时的提取工艺最佳，得出玉米须黄酮提取率为1.26%。

2 黄酮类化合物的生物活性

2.1 抗氧化活性

袁燕等[9]研究表明，乌榄叶黄酮类化合物具有抗脂质过氧化能力，较强的还原力，氧化自由基吸收能力，且对DPPH·、ABTS+·、羟自由基具有显著的清除作用。并且将乌榄叶黄酮类化合物做动物体内实验，结果表明能够有效降低动物血清中的MDA含量、提高抗氧化酶活性以及总抗氧化能力；陈彩云等研究表明黑豆、红豆、黄豆、绿豆黄酮类化合物均具有抗氧化活性，强弱顺序为黑豆>红豆>黄豆>绿豆；胡煌研究得出紫苏叶黄酮有较强的抗氧化作用，并且能显著降低处于高温下大豆油的过氧化值、全氧化值和p-茴香胺值；王晓波等首先提取出火龙果皮中的黄酮类化合物，然后用两种方法来测试火龙果皮中黄酮类化合物的抗氧化能力，结果表明火龙果皮黄酮类化合物对两种方法的一种方法即对于菜籽油来说有较好的抗氧化作用；刘璐等用猪油验证玉米须黄酮类化合物粗提物的抗氧化性，研究得到玉米须黄酮类化合物粗提物对于羟基自由基的清除率高于BHT，这也就证明了玉米须粗提取物对猪油有较好的抗氧化作用；Ebrahimzadeh M A[10]对玉米须的提取物进一步研究分析得到，用乙醇提取时，得出提取液中含有的物质大部分为酚类和黄酮类化合物，这一现象说明酚类和黄酮类化合物是玉米须抗氧化活性的主要物质；陈欲云等通过对芹菜体外及体内抗氧化实验研究芹菜黄酮的抗氧化作用。体外实验得出芹菜黄酮对羟自由基(·OH)与超氧阴离子自由基(O2-·)有较好的清除能力，体内实验是先通过分组，分为正常对照组和芹菜黄酮低、中、高剂量组，再分别给小鼠灌胃上述不同剂量组的芹菜黄酮，经过 4 周之后测定各组小鼠血清中的抗 O2-·活力单位以及抗氧化能力，得出芹菜黄酮低中高剂量组能够增强正常小鼠血清总抗氧化能力(P<0.05)和抗 O2-·的能力(P<0.05)。通过对于芹菜黄酮的体内外实验也都证明了其具有良好的抗氧化能力。

2.2 降糖活性

肖更生等[11]研究发现，建立高糖小鼠模型，将不同剂量的柑橘皮黄酮给予高糖小鼠模型 10 d 后，发现柑橘皮黄酮的中、高剂量实验组小鼠肝脏以及血清中的SOD活性都有所增强而小鼠血浆中 LDL-C、TG、TC含量却有所降低，这一体内实验说明柑橘皮黄酮具有较好的降血糖作用；张俊芳等研究发现，用香椿黄酮类化合物来灌胃15 d糖尿病小鼠模型，结果发现低、高剂量组小鼠血糖明显降低，从而得到香椿具有降血糖的功效；高荫榆等研究表明，用薯蔓黄酮灌胃小鼠模型，各剂量薯蔓黄酮均能明显降低四氧嘧啶，降低了有糖尿病的小鼠的血糖但是正常小鼠的血糖并没有明显改变。所以薯蔓黄酮对患有糖尿病的动物具有较好的治疗功效；张颖博等研究表明块根糙苏中的黄酮类化合物具有降糖活性，并提出具有潜在的抗糖尿病功效；许效群等[12]用高脂饲料和链脲佐菌素构建小鼠糖尿病模型，用苦荞叶黄酮对其进行灌胃，发现苦荞叶黄酮可通过促进胰岛β细胞修复、降低高血脂对β细胞的脂毒性、减少氧化胁迫造成的组织损伤这三方面的作用，恢复血清胰岛素水平，β细胞的葡萄糖感应机制，促进了组织对葡萄糖的利用，从而降低小鼠血糖；蓝晓雪等[13]对最新研究黄酮类化合物的降糖功能进行了综述，表明了黄酮类化合物具有降脂、降糖、抗糖尿病、抗氧化、改善胰岛素抵抗等作用。

2.3 抗肿瘤活性

赵铁华等[14]研究表明，发现有多种植物，其中的黄酮可以抑制肿瘤在体内的繁殖，降低了肿瘤的扩散速度，起到了抑制肿瘤发展的作用，而且在大鼠实验中通过用提取的黄酮对肿瘤进行刺激，也可以抑制肿瘤的突变和发展。这项研究为肿瘤治疗奠定了重要的方法基础，也为后来的研究者提供了具体有效的研究方向。许多黄酮类化合物都具有抗肿瘤的功效。根据国外文献报道，其主要通过以下三种方式：①通过直接杀灭肿瘤细胞，从而阻止其分裂繁殖，达到抗肿瘤抗癌的作用；②抑制肿瘤细胞的活性是通过抑制肿瘤物质来间接实现的；③减小甚至消除一些化学致癌物的致癌毒性[15]来达到功效。

2.4 抗菌活性

魏登等[16]通过对红萝卜樱黄酮类化合物生物活性即抗炎性、抑菌性研究，结果显示：红萝卜樱黄酮确有较好的抗炎性、抑菌性，随着红萝卜樱黄酮剂量的增加，其抗炎性和抑菌性也有所增加。红萝卜樱黄酮类化合物可作为一种安全的抗氧化剂应用于食品等领域，亦可开发为功能性食品；张修华[17]对王枣子中草药进行了常见细菌的敏感试验，并利用其针剂及汤剂对临床常见炎症疾病进行了疗效观察。通过观察，疗效显著，亦无毒性。单味草药，药材来源广泛，制剂制作简便，成本低廉，取材方便，易于推广使用。

3 总结

目前针对植物黄酮的提取方法有很多，包括乙醇回流提取法、微波辅助提取法、超声辅助提取法、酶辅助提取法等。黄酮类化合物含有多种功能，比如：抗氧化、抗自由基、抗肿瘤、抗心血管疾病、抑菌、降糖、免疫调节等，因此，对黄酮类化合物的提取以及相关功能产品的开发具有重要的意义。