李 偉

（1.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)分院，黑龍江 齊齊哈爾 161005；

2.黑龍江省草原與牧草育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，黑龍江 齊齊哈爾 161005）

0 引言

黃酮類(lèi)化合物具有多種生物活性，如抗炎、抗氧化、抗病毒、抗菌等[1]。由于天然的無(wú)抗屬性，其在食品、醫(yī)藥、保健品、化妝品、飼料添加劑等領(lǐng)域都引起了極大關(guān)注，但如何將其從植物中高效提取出來(lái)，仍是急需解決的問(wèn)題，回顧、分析和討論了多種回收（提?。?黃酮類(lèi)化合物的方法，描述了提取方法的進(jìn)展和未來(lái)將會(huì)面對(duì)的挑戰(zhàn)，為其進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用提供依據(jù)。

1 黃酮類(lèi)化合物的分類(lèi)

黃酮類(lèi)化合物通常由2 個(gè)苯環(huán)和中心三碳形成，根據(jù)雜環(huán)的連接部位、氧化程度和三碳的不飽和度等[2]，分為以下幾個(gè)亞類(lèi)：黃酮類(lèi)（Flavones）、黃酮醇類(lèi)（Flavonols）、黃烷酮類(lèi)（Flavanones）、黃烷醇類(lèi)（Flavanol）、異黃酮類(lèi)（Isoflavones）、花青素類(lèi)（Anthocyanins）、查爾酮類(lèi)（Chalcones）[3-4]。

2 黃酮類(lèi)化合物的提取方法

黃酮類(lèi)化合物中的極性苷元或類(lèi)黃酮糖苷常用純醇或水- 乙醇混合物提取，對(duì)于極性較小的類(lèi)黃酮，常用氯仿、二氯甲烷、乙醚或乙酸乙酯萃取[5]。傳統(tǒng)提取方法設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低，但溶劑用量大、提取時(shí)間較長(zhǎng)、能耗高，有時(shí)需要用到有毒、有害、危險(xiǎn)溶劑（如甲醇、乙酸乙酯和石油醚等）[6]。非傳統(tǒng)方法采用現(xiàn)代的、生態(tài)的方法，提取時(shí)間短，但設(shè)備昂貴、復(fù)雜，通常需要在高溫高壓下工作。

2.1 熱回流提取法

熱回流提取（Heating Reflux） 是一種固- 液萃取，通過(guò)讓熱溶劑從固體組織中浸出化合物來(lái)實(shí)現(xiàn)，該技術(shù)允許在高溫下提取固體，而不會(huì)在蒸發(fā)過(guò)程中損失溶劑，但不適用于受熱易遭受破壞的原料成分的提取[7]。

2.2 煎煮提取法

煎煮（Decoction） 是用水煮沸植物材料來(lái)制備湯劑，湯劑是一種從藥用植物材料中提取活性化合物的水基制劑，當(dāng)使用堅(jiān)硬的纖維植物、樹(shù)皮和根，以及含有水溶性化學(xué)物質(zhì)的植物時(shí)，煎煮是首選方法，材料需要被粉碎成小塊或粉末，便于活性成分釋放到湯劑中[8]。

2.3 浸漬提取法

浸漬（Maceration） 是通過(guò)將植物材料浸泡在水或乙醇中來(lái)制備溶液，是一種固液萃取方法。在此過(guò)程中，將粉末狀固體材料置于密閉容器中，并添加溶劑，靜置，偶爾搖晃，溶劑有足夠的時(shí)間通過(guò)細(xì)胞壁擴(kuò)散，以溶解植物中的成分。該過(guò)程僅通過(guò)分子擴(kuò)散進(jìn)行，在達(dá)到所需時(shí)間后，液體被過(guò)濾掉，壓榨固體殘留物以回收盡可能多的溶劑，當(dāng)溶劑為水且浸漬時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，可添加少量酒精以防止微生物生長(zhǎng)[9]。

2.4 滲透提取法

滲透（Percolation） 是將粉末狀的有組織藥用植物包裝在一個(gè)滲濾器中，隨著溶劑的添加，干燥材料膨脹，浸漬后，打開(kāi)出口，以受控速度過(guò)濾溶劑，并連續(xù)添加新鮮溶劑，直到滲濾液達(dá)到成品所需體積的75%左右，壓榨殘?jiān)?，并將壓出的液體添加到滲濾液中，得到80%~90%的最終體積，混合液通過(guò)過(guò)濾或靜置，然后傾析來(lái)澄清，重復(fù)該過(guò)程，直到滲濾器中沒(méi)有殘留的溶劑[8]。

2.5 索氏提取法

索氏提取法（Soxhlet Extraction） 最早由德國(guó)化學(xué)家Soxhlet 于1879 年提出。首先，將少量干燥樣品放置在濾紙?zhí)坠苤?，然后將套管放在蒸餾瓶中，蒸餾瓶中含有溶劑，達(dá)到溢流液位后，用虹吸管吸出濾紙?zhí)坠苤Ъ艿娜芤?，虹吸管將溶液卸回到蒸餾瓶中，該過(guò)程重復(fù)進(jìn)行，直到提取完成[10]。索氏提取最重要的優(yōu)點(diǎn)是反復(fù)使樣品與溶劑的新鮮部分接觸，可以防止溶劑被可萃取材料飽和的可能性，增強(qiáng)從基質(zhì)中提取分析物的能力[11]。

2.6 超聲輔助提取法

超聲波是指頻率（Ultrasound-Assisted Extraction）（>20 kHz） 高于人類(lèi)聽(tīng)覺(jué)可聽(tīng)頻率范圍（20 Hz~20 kHz） 的機(jī)械波。這些波由一系列壓縮和稀薄循環(huán)組成，可以通過(guò)固體、液體或氣體介質(zhì)傳播，導(dǎo)致分子從其原始位置移位，在高強(qiáng)度聲波中，稀疏過(guò)程中的負(fù)壓超過(guò)了將分子連接在一起的吸引力，從而將它們拉開(kāi)并產(chǎn)生空化氣泡，這些氣泡通過(guò)聚結(jié)生長(zhǎng)，然后在壓縮階段崩塌，形成熱點(diǎn)和極端局部條件，坍塌的空化氣泡產(chǎn)生沖擊波，加速粒子間碰撞導(dǎo)致細(xì)胞結(jié)構(gòu)的碎裂，使活性成分溢出[12]。

2.7 微波輔助提取法

微波輔助提取（Microwave assisted extraction）已成為從植物基質(zhì)中分離生物活性化合物的常用方法。微波是非電離電磁波，位于電磁頻譜中低頻率的射頻范圍和高頻率的紅外范圍之間，在300 MHz~300 GHz 的頻帶內(nèi)；915 MHz 被認(rèn)為最適用于更大穿透深度的工業(yè)應(yīng)用，而2 450 MHz 頻率通常用于家用微波爐和提取應(yīng)用，以及用于分析化學(xué)目的的各種裝置[13]。微波會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞結(jié)構(gòu)內(nèi)部的溫度突然升高，細(xì)胞壁破裂，活性成分被釋放到周?chē)慕橘|(zhì)中。

2.8 紅外輔助提取法

紅外輔助提?。↖nfrared assisted extraction） 中紅外能量從紅外發(fā)射器（燈） 分散，從而暴露產(chǎn)品表面，產(chǎn)品表面容易吸收并受熱，是一種直接的加熱形式，通過(guò)紅外輻射加熱溶劑和植物材料，加速分子振動(dòng)，加快了植物材料中化合物的溶出，這也是紅外系統(tǒng)固有的高能效激活反應(yīng)或有利于提取的主要原因[14]。

2.9 酶輔助提取法

酶法（Enzyme-Assisted Extraction） 是傳統(tǒng)溶劑法的潛在替代方法，酶是幫助提取、修飾或合成天然復(fù)合生物活性化合物的理想催化劑。酶提取是基于酶催化反應(yīng)的固有能力，具有精細(xì)的特異性、區(qū)域選擇性和在水溶液中溫和加工條件下發(fā)揮作用。酶具有降解或破壞細(xì)胞壁和膜的能力，從而能夠更好地釋放和更有效地提取生物活性物質(zhì)，與非酶法相比，酶輔助提取法具有提取速度快、回收率高、溶劑用量少和能耗低等優(yōu)點(diǎn)[15]。但市場(chǎng)上存在的酶無(wú)法全部水解植物細(xì)胞壁中的鍵，對(duì)這種方法的使用產(chǎn)生了一定的限制。

2.1 0 高壓放電提取法

高壓放電（High-Voltage Electrical Discharges）產(chǎn)生的沖擊波和強(qiáng)烈的液體湍流可導(dǎo)致產(chǎn)品破碎和細(xì)胞組織的機(jī)械破壞，高密度的自由基可通過(guò)細(xì)胞氧化破壞細(xì)胞，增強(qiáng)從細(xì)胞到溶液的質(zhì)量傳遞，從而大大提高生物活性化合物的產(chǎn)量，作為一種非熱技術(shù)，高壓放電提取可以在溫和的條件下提取生物活性化合物，提取后的溫度升高較低，因此可以防止目標(biāo)生物活性化合物的熱降解[16]。

2.1 1 脈沖電場(chǎng)提取法

脈沖電場(chǎng)技術(shù)（Pulsed Electric Field） 使用中高強(qiáng)度電場(chǎng)，分批模式下為100~300 V/cm，連續(xù)模式提取為20~80 kV/cm。脈沖電場(chǎng)機(jī)制分為2 種，在生物細(xì)胞膜中，一種是加速各種化合物的化學(xué)反應(yīng)，以提高溶劑的溶解度，另一種是電穿孔過(guò)程，電滲透或電穿孔涉及一種外力，可增強(qiáng)細(xì)胞膜的滲透性。植物或任何其他目標(biāo)材料放置在電極和高壓電場(chǎng)之間，細(xì)胞膜通過(guò)形成親水孔被刺穿，從而打開(kāi)蛋白質(zhì)通道，當(dāng)通過(guò)電極施加高壓電脈沖時(shí)，膜失去其結(jié)構(gòu)功能，植物材料的活性成分被提取出來(lái)[17]。

2.1 2 超臨界流體提取法

超臨界流體（Supercritical Fluid （Sc-CO2）） 通過(guò)降低溶劑壓力可以將溶質(zhì)從溶劑中分離出來(lái)，是一種綠色提取技術(shù)，因其使用綠色可再生溶劑CO2，其相較于丙烷、一氧化二氮具有無(wú)毒性和熱力學(xué)參數(shù)等諸多優(yōu)勢(shì)，有助于在超臨界狀態(tài)（31.1 ℃和7.4 MPa 以上） 下使用，因其不使用或較少使用有害的有機(jī)溶劑，可以減少對(duì)人類(lèi)健康的傷害[18]，但CO2排放到環(huán)境中可能會(huì)造成溫室效應(yīng)。

2.1 3 亞臨界水提取法

亞臨界水（Subcritical Water Extraction） 是指溫度和壓力低于其臨界點(diǎn)（T=374.15 ℃、P=22.1 MPa） 的液態(tài)水，亞臨界水的壓力必須高于給定溫度下的蒸汽壓力，以使水保持液態(tài)。隨著溫度的升高，亞臨界水的物理化學(xué)性質(zhì)急劇變化。其介電常數(shù)、黏度和表面張力均穩(wěn)步下降，其擴(kuò)散系數(shù)隨著水溫的升高而提高，水的極性從強(qiáng)極性變?yōu)槿鯓O性，有利于弱極性化合物的提取。理論上，亞臨界水的極性可調(diào)，因此可以通過(guò)調(diào)節(jié)提取溫度和壓力條件來(lái)提取多種物質(zhì)[19]。

2.1 4 高靜水壓力提取法

高靜水壓（High Hydrostatic Pressure） 是一種將材料置于靜水壓下的方法，通常為100~1 000 MPa，改善生物活性化合物的提取，從而提高其生物可利用性。高靜水壓提取被認(rèn)為是一種從植物中提取生物活性化合物的綜合方法，比傳統(tǒng)萃取更快、更有效，并且它也被公認(rèn)為一種環(huán)境友好的技術(shù)[20]。其可導(dǎo)致結(jié)構(gòu)脆弱材料的某些結(jié)構(gòu)變化，如細(xì)胞變形、細(xì)胞膜損傷，理論上，壓力越大滲透到細(xì)胞膜外的化合物越多，滲透速率越快[21]。

2.1 5 加速溶劑提取法

加速溶劑提取法（Accelerated Solvent Extraction）是在高溫和高壓下使用環(huán)境友好的液體溶劑，溶劑保持在液態(tài)，使植物基質(zhì)中存在的基本化合物更好地傳質(zhì)到溶劑中，并保持工藝的穩(wěn)定性，溫度升高會(huì)導(dǎo)致水的物理化學(xué)性質(zhì)發(fā)生劇烈變化，提高分析物的溶解度，破壞基質(zhì)- 分析物之間的相互作用，實(shí)現(xiàn)更高的擴(kuò)散速率[22]。

2.1 6 負(fù)壓空化提取法

負(fù)壓空化提取法（Negative Pressure Cavitation Ex- traction） 是一種廉價(jià)而有效的方法，可以在室溫下進(jìn)行，從而減少或防止熱敏化合物的降解，同時(shí)，還可以控制萃取溫度。在整個(gè)萃取過(guò)程中，負(fù)壓會(huì)產(chǎn)生空化現(xiàn)象，氮?dú)鈺?huì)不斷引入液固系統(tǒng)，以增加萃取溶劑與基質(zhì)之間的湍流、碰撞和傳質(zhì)。該過(guò)程可以改善樣品與提取液的混合，并將目標(biāo)化合物從樣品中移出，容易氧化的化合物可以在氮?dú)庵械玫奖Ｗo(hù)，從而減少氧化的機(jī)會(huì)[23]。

2.1 7 蒸汽爆破法

蒸汽爆破法（Steam-Explosion） 是將原料在高溫高壓下放入圓筒中，產(chǎn)生的蒸汽滲入材料內(nèi)部，用蒸汽填充組織孔，然后立即釋放飽和蒸汽產(chǎn)生的高壓（0.008 75 s 內(nèi)），導(dǎo)致生物質(zhì)基質(zhì)中的蒸汽膨脹并進(jìn)一步爆炸，從而導(dǎo)致細(xì)胞壁上形成微孔，有助于細(xì)胞釋放小分子物質(zhì)[24]。

2.1 8 高速逆流色譜提取法

高速逆流色譜（High-speed counter-current chromatography） 是一種基于液- 液分配色譜的現(xiàn)代色譜分離和制備技術(shù)，是20 世紀(jì)80 年代初由美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院的Yiochiro Ito 博士開(kāi)發(fā)的，其持續(xù)高效、高回收率和制備大量化合物的能力，可直接應(yīng)用于粗提物，分離僅依賴于其不同化合物的溶解性，并避免因不可逆吸附和表面化學(xué)引起的分析物退化而導(dǎo)致的樣品損失等不足，近年來(lái)被廣泛應(yīng)用于植物黃酮類(lèi)化合物的分離純化[25]。

2.1 9 機(jī)械化學(xué)提取法

機(jī)械化學(xué)處理（Mechanochemical Extraction） 會(huì)破壞細(xì)胞壁，并由光滑表面變?yōu)殚_(kāi)放的多孔結(jié)構(gòu)而增加總接觸表面積，細(xì)胞破壞是一個(gè)關(guān)鍵步驟，決定了生產(chǎn)的總成本，以及可提取細(xì)胞內(nèi)代謝物的數(shù)量和質(zhì)量，機(jī)械化學(xué)提取的機(jī)理是獲得更小的顆粒尺寸，破壞細(xì)胞壁，分解纖維素，消除了植物基質(zhì)和溶劑之間的擴(kuò)散阻力，加速溶解，提高提取效率，縮短提取時(shí)間[26]。

2.2 0 半仿生提取法

半仿生提取法（Semi-bionic Extraction Method）不同于常規(guī)植物化學(xué)方法，是一種遵循中藥使用指南和人體胃腸環(huán)境特點(diǎn)的特殊提取技術(shù)，結(jié)合了整體藥物研究和分子醫(yī)學(xué)研究，克服中藥藥效物質(zhì)復(fù)雜且難以預(yù)測(cè)的問(wèn)題，半仿生提取中不使用有機(jī)溶劑，提取過(guò)程中沒(méi)有殘留有機(jī)溶劑，萃取溫度相對(duì)較低，對(duì)熱敏感的成分可以避免損壞。已應(yīng)用在葛根黃酮、蜂膠黃酮等的提取中[27]。

3 結(jié)語(yǔ)

未來(lái)，隨著科技的發(fā)展及物理、化學(xué)、生物等各學(xué)科的交叉融合，還會(huì)涌現(xiàn)出更多的節(jié)能環(huán)保方法，如以深共晶溶劑為媒介的天然黃酮類(lèi)化合物萃取等，將推動(dòng)活性成分提取方法的進(jìn)一步改進(jìn)優(yōu)化。通過(guò)提取方法的合理選擇，不僅有利于黃酮類(lèi)化合物產(chǎn)量的提高，而且可以有效提高黃酮類(lèi)化合物的純度，使其應(yīng)用更加多樣化。