白天雅,徐未芳,王桂林,范建鳳,趙二勞
(忻州師范學(xué)院 化學(xué)系,山西 忻州 034000)
八角,又名八角茴香、大料等,為木蘭科八角屬植物干燥成熟果實(shí),我國(guó)主產(chǎn)于廣西、廣東、云南和貴州等地,資源豐富[1]。八角藥食兩用,作為香辛調(diào)料,可增香去腥,用于烹調(diào)菜肴,燉肉鹵湯;作為傳統(tǒng)中藥,其味辛、性溫,有溫陽(yáng)散寒、理氣止痛之功效,可用于寒疝腹痛、腎虛腰痛等癥[2-3]?,F(xiàn)代科學(xué)研究表明,八角中含有黃酮,黃酮具有多種功能活性,在醫(yī)藥、衛(wèi)生、保健品等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。開(kāi)發(fā)應(yīng)用八角黃酮對(duì)發(fā)展八角產(chǎn)業(yè)有重要的實(shí)際意義。但目前,未見(jiàn)有關(guān)八角黃酮研究的總結(jié)報(bào)道。基于此,本文概述我國(guó)八角黃酮提取純化工藝及抗氧化抑菌活性研究進(jìn)展,為八角黃酮提取純化及其抗氧化抑菌活性的進(jìn)一步研究提供參考。
石月鋒等[4]研究了八角黃酮的乙醇回流提取,得出影響八角黃酮提取的因素大小順序?yàn)椋禾崛囟?提取時(shí)間>料液比>乙醇體積分?jǐn)?shù),優(yōu)化的最佳提取工藝:60%乙醇為提取劑,料液比 (g/mL)1∶40,提取溫度80℃,提取時(shí)間2.0 h。該工藝條件下,八角黃酮得率為13.34%。舒馨等[5]研究了八角和八角殘?jiān)悬S酮的乙醇熱回流提取,優(yōu)化的八角黃酮最佳工藝條件為:乙醇濃度80%,料液比 (g/mL) 1∶30,回流溫度100℃,提取時(shí)間120 min,提取次數(shù)3次。該工藝下,八角黃酮提取率為23.61%。優(yōu)化的八角殘?jiān)S酮最佳工藝條件為:乙醇濃度50%,料液比 (g/mL) 1∶10,回流溫度100℃,提取時(shí)間120 min,提取次數(shù)3次。該工藝下,八角殘?jiān)S酮提取率為16.81%。乙醇回流提取八角黃酮工藝簡(jiǎn)單、易于操作,適于工業(yè)化生產(chǎn),但因提取時(shí)間長(zhǎng),產(chǎn)品雜質(zhì)多,提取效率不高,經(jīng)濟(jì)效益較差等,影響其產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
酶輔助提取就是利用酶在一定溫度和pH條件下,具有專一性特點(diǎn),酶解破壞原料細(xì)胞壁,利于活性成分溶出。司建志[6]研究了八角藥渣中黃酮的纖維素酶輔助乙醇提取,通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)合響應(yīng)面分析法優(yōu)化的最佳工藝條件為:八角渣粉碎目數(shù)24~50目,乙醇濃度51.14%,加酶量70 mg/g,料液比 (g/mL) 1∶20.52, pH值5.303,溫度45℃,提取時(shí)間2.0 h。此工藝條件下,黃酮提取率為14.76%。酶輔助提取具有工藝簡(jiǎn)便、條件溫和,產(chǎn)品雜質(zhì)較少,提取率較高等優(yōu)點(diǎn),但提取時(shí)間較長(zhǎng),成本相對(duì)較高,工藝過(guò)程溫度、pH控制要求較高,經(jīng)濟(jì)效益不高,限制了工業(yè)應(yīng)用。
肖詞英等[7]選擇乙醇為提取劑,確定八角莖黃酮超聲輔助提取最佳工藝為:乙醇濃度40%,溫度75℃,超聲功率40 W,提取時(shí)間3.0 h。侯方麗等[8]研究了八角黃酮的超聲輔助乙醇提取,通過(guò)響應(yīng)面法優(yōu)化的最佳工藝條件為:以濃度73%乙醇為提取劑,料液比(g/mL) 1∶45,超聲功率480 W,超聲時(shí)間23 min。該工藝下,八角黃酮提取率為(9.43±0.13)%。劉慧娟等[9]研究了八角渣黃酮超聲輔助甲醇提取,在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,固定超聲溫度50℃,超聲功率360 W,通過(guò)響應(yīng)面法優(yōu)化的最佳工藝為:甲醇濃度80%,料液比 (g/mL) 1∶33,超聲時(shí)間22 min。此工藝條件下,八角渣黃酮提取得率為(10.02±0.13)%。超聲輔助提取操作相對(duì)簡(jiǎn)便,提取時(shí)間短,提取率高,但工業(yè)化應(yīng)用還需解決超聲對(duì)環(huán)境污染及超聲設(shè)備放大的問(wèn)題。
微波輔助提取是利用微波場(chǎng)中原料各種成分吸收微波能的能力不同,原料細(xì)胞內(nèi)容物被選擇性加熱,瞬間產(chǎn)生高溫高壓,導(dǎo)致細(xì)胞壁破裂,減少傳質(zhì)阻力,活性成分被快速溶出[10]。劉韜等[11]研究了八角葉中黃酮微波輔助提取,通過(guò)響應(yīng)面法優(yōu)化的最佳提取工藝條件為:以體積分?jǐn)?shù)67%乙醇為提取劑,料液比 (g/mL)1∶26,微波功率500 W,微波溫度75℃,提取時(shí)間8 min。此工藝條件下,黃酮得率為6.97%。與乙醇回流提取相比,微波輔助提取具有選擇性好,大大縮短提取時(shí)間,提取效率高等優(yōu)勢(shì)。但該工藝前期設(shè)備成本相對(duì)較高,特別是適于工業(yè)化生產(chǎn)的微波設(shè)備尚未開(kāi)發(fā)問(wèn)世,現(xiàn)也僅囿于實(shí)驗(yàn)室研究。
經(jīng)上述工藝提取的八角黃酮為粗提物,雜質(zhì)較多,純度不高,需進(jìn)一步分離純化,才能滿足實(shí)際研究與應(yīng)用需要[12]。司建志等[13]研究了八角黃酮的聚酰胺樹(shù)脂純化,選出聚酰胺樹(shù)脂目數(shù)30~60目,優(yōu)化的最佳工藝參數(shù):上柱液濃度0.05 g/mL(生藥量),pH值5.0,層析柱內(nèi)徑與高度比1∶12,流速1~2 BV/h,此條件下,黃酮飽和吸附量150.06 mg/g。以90%乙醇洗脫,用量4 BV體積,則黃酮解析率為70.77%,純化后干物質(zhì)中黃酮純度達(dá)87.5%。劉韜等[11]研究了4種不同極性大孔樹(shù)脂和制備色譜對(duì)所獲八角葉黃酮的純化,發(fā)現(xiàn)D-101大孔樹(shù)脂是較好純化樹(shù)脂,計(jì)算得D-101樹(shù)脂對(duì)八角葉黃酮的最大吸附量為16.67 mg/g。從純化效果上看,制備色譜好于D-101大孔樹(shù)脂。顯見(jiàn),國(guó)內(nèi)有關(guān)八角黃酮純化研究尚不充分,純化工藝所涉及的純化技術(shù)范圍很小,純化效率不理想。
王碩等[14]以維生素C為陽(yáng)性對(duì)照,研究了八角黃酮對(duì)羥基自由基、超氧陰離子自由基的清除作用;采用FRAP法測(cè)定了八角黃酮的總抗氧化能力;并研究了八角黃酮對(duì)注射D-半乳糖亞急性衰老小鼠模型的影響,發(fā)現(xiàn)八角黃酮對(duì)羥基自由基、超氧陰離子自由基清除率和總抗氧化能力均隨其濃度增加而增加;而給藥八角黃酮組小鼠體重、肝臟、腦指數(shù)及血清中SOD和CSH-Px活性均明顯高于模型組,表明八角黃酮具有強(qiáng)的抗氧化活性。李蜀眉等[15]研究表明,八角黃酮對(duì)DPPH自由基具有明顯清除作用,且在溫度低于60℃,pH值3~6,自然光照5 d,其抗氧化活性穩(wěn)定。肖詞英等[7]研究表明八角莖黃酮對(duì)Fenton 體系產(chǎn)生的·OH有很好的清除作用,且與八角莖黃酮濃度正相關(guān),表明八角莖中黃酮具有一定的自由基清除能力及抗氧化活性。
朱燕[16]以鴨疫李默氏菌、綠膿桿菌、金黃色葡萄球菌等10種菌為供試菌,用微量稀釋法,研究了從貢山八角枝葉黃酮提取物中分離得到的15種單體化合物的抑菌活性,結(jié)果表明,黃酮單體化合物ZY-1對(duì)綠膿桿菌、鴨疫李默氏菌、無(wú)乳鏈球菌和枯草芽孢桿菌分別表現(xiàn)出了選擇性較溫和的抑制活性,表明八角黃酮具有一定的抑菌活性。
目前,我國(guó)對(duì)八角黃酮提取純化及抗氧化抑菌活性研究相對(duì)不足,離工業(yè)化生產(chǎn)的需求相距甚遠(yuǎn)。今后,一方面應(yīng)借鑒其它天然產(chǎn)物中活性成分提取的現(xiàn)代技術(shù),創(chuàng)新八角黃酮提取方法,達(dá)到八角黃酮高效提取。另一方面應(yīng)系統(tǒng)研究八角黃酮的功能活性,搞清其功能活性的作用機(jī)制,為八角黃酮工業(yè)化生產(chǎn)奠定理論基礎(chǔ)。由此實(shí)現(xiàn)八角黃酮的開(kāi)發(fā)應(yīng)用。