瑪咖中黃酮類化合物的研究進展

高玉梅，和堂香，魏金超，陳 芮*

（1.云南師范大學化學化工學院，云南 昆明 650500；2.中國科學院化學研究所，北京 100190）

瑪咖（Lepidium meyenii Walp，Maca）是一年生或兩年生的十字花科（Cruciferae）獨行闊葉菜屬（Lepidium）的草本植物，原產于南美安第斯海拔3400～4500 m高的山區，已被種植和食用了兩千多年。它有很多美稱，如 “秘魯人參”和“南美人參”［1］。瑪咖既可以作為食物食用藥材，又可以當作藥材治病。瑪咖中含有豐富的蛋白質、氨基酸、礦物質、多糖、維生素等營養物質和以瑪咖烯和瑪咖酰胺為代表的生物堿、芥子油苷、甾醇和黃酮等生物活性成分，這使得瑪咖不僅具有改善性功能、提高生育力、調節內分泌等藥理作用，而且在抗疲勞、抗氧化、提高記憶力和學習能力等方面也有較好的效果［2-3］。因此，瑪咖越來越受到人們的關注和喜愛，對其進行深入研究也顯得很有必要。

黃酮類化合物又稱生物黃酮或植物黃酮，是植物經光合作用產生的一大類低分子量物質。研究表明，其具有降血脂、抑制血小板凝聚、抑制毛細管通透性增加和變脆的生物學功能；在生物體內有預防心血管疾病、防癌抗癌、調節免疫、抗衰老、抗菌殺菌、吸收紫外線輻射、止咳、祛痰、瀉下、解痙、提高記憶力、抗過敏、活血化瘀、利膽及肝臟保護等［4-7］諸多藥理作用及功效。黃酮類化合物作為瑪咖中重要的生物活性成分之一，對其進行高效的分離提取，可以為瑪咖類保健產品的開發提供有效的借鑒。

1 研究內容

黃酮類化合物是一類廣泛分布于植物界的多酚類化合物，是植物經過光合作用產生的一類小分子量物質。黃酮類化合物基本都是以母核為2-苯基色原酮類化合物為基本母核，現主要泛指兩個酚羥基芳環（A、B環）由中間三碳原子相互連接起來具有C6-C3-C6結構的一類化合物［8］（結構如圖1所示）。黃酮類化合物種類繁多，根據C環部分氧化、成環和取代方式的不同，黃酮類化合物被分為黃酮類、異黃酮類、黃烷酮類、查耳酮類、花色素類，這些黃酮類化合物大多數呈淡黃色［9］。它主要以與糖結合成苷的形式存在，小部分以游離態 （苷元）存在［10］。黃酮類化合物不穩定，在光照、高溫等條件下容易氧化分解，而且提取條件下對黃酮類化合物的得率也會產生較大的影響［3］。研究表明：瑪咖中黃酮類化合物結構很復雜、種類和數量非常多。

圖1 黃酮類化合物的化學結構

1.1 瑪咖中黃酮類化合物的提取方法

從植物中提取黃酮的方法有很多，目前報道的從瑪咖中提取黃酮的方法主要有回流提取法［11］、有機溶劑提取法［12-14］、微波輔助提取法［15］、超聲波輔助提取法［3］。還有把幾種方法相結合來提取黃酮，比如有機溶劑提取法與微波輔助提取法結合提取黃酮，有機溶劑提取法與超聲波輔助提取法結合提取黃酮等。

1.1.1 回流提取法

回流提取法是用乙醇等揮發性有機溶劑提取，提取液被加熱，揮發性溶劑餾出后又被冷凝，重復流回浸出器中浸提藥材，周而復始直至有效成分回流提取完全的方法。回流提取法方法簡單，操作簡便，但是原料利用率和提取率均較低。李玉娟等人［11］通過實驗優化了乙醇回流提取法提取瑪咖總黃酮的工藝條件。他們認為這種方法提取瑪咖總黃酮的最佳工藝條件：在乙醇體積分數為71%、液料比為26∶1（mL/g）、溫度為80℃、提取2次，單次回流提取時間為2.2 h。采用這種提取條件，瑪咖總黃酮的提取率為0.843%。

1.1.2 有機溶劑提取法

有機溶劑提取法是利用黃酮類物質與雜質在各種有機溶劑中溶解度的不同進行提取的方法，適于提取熱敏性低的物料。由于這種方法一般用醇類溶劑進行提取，故有機溶劑提取法又叫醇提取法［16］。這種提取方法簡便、成本較低、提取物純度高且應用廣，但是操作步驟多、溶劑消耗大、大部分的有機溶劑對人類有害，污染環境。李會端［13］通過實驗確定了瑪咖根總黃酮乙醇浸提法的最佳參數：在V（乙醇）∶V（水）＝70∶30、溫度 78℃、液料比為25∶1（mL/g）的條件下提取 2 h。此時，瑪咖根總黃酮的提取率可達1.97%；瑪咖葉總黃酮的最佳提取參數：在V（乙醇）∶V（水）＝65∶35、溫度為64℃、液料比29∶1（mL/g）的條件下提取 2次、90 min/次，采用這種提取條件，瑪咖葉總黃酮的提取率為2.47%～2.51%。

1.1.3 微波輔助提取法

微波輔助提取法是利用黃酮類化合物與雜質對微波吸收能力的差異，對試樣進行微波處理，使黃酮類化合物被選擇性加熱后進入輔助溶劑中從而實現對黃酮類化合物提取的方法［17］。微波輔助提取法是一種比有機溶劑提取法更好的方法，具有提取率高、選擇性好、提取速度快、溶劑使用量少、耗能少等優點［16］。劉娜［15］通過實驗對瑪咖莖總黃酮的提取工藝進行優化，得到瑪咖莖總黃酮微波輔助萃取的最佳工藝條件為：V（乙醇）∶V（水）＝70∶30、液料比為25∶1（mL/g）、溫度為70℃的條件下提取16 min，采用這種提取條件，瑪咖莖總黃酮的提取率介于3.169～3.211 mg/g。

1.1.4 超聲波輔助提取法

超聲波輔助提取法是利用超聲波在液體中的空化作用加速黃酮類化合物的轉移，提高提取效率的方法［3］。超聲波輔助提取法操作便捷、提取物純度高、溶劑消耗小，提取時間短、安全環保、經濟實用［18］。周曉明等人［3］通過實驗對新疆產瑪咖根莖中黃酮類化合物的提取工藝進行了優化后認為：在V（乙醇）∶V（水）＝70.3∶29.7、液料比 27∶1（mL/g）的條件下進行超聲處理28.4 min，此時，瑪咖總黃酮的提取率可達2.113%。

1.2 瑪咖中黃酮類化合物的檢測方法

常用的黃酮類化合物的測定方法包括分光光度法、比色法、紙色譜法、薄層色譜法、極譜法、氣相色譜法、熒光光度法、高效液相色譜法等［19-20］。但目前報道的瑪咖中黃酮類化合物的測定一般采用硝酸鋁比色法。硝酸鋁比色法的基本步驟是以蘆丁為標準品，用Al（NO3）3絡合體系顯色，進行全波段掃描，在510 nm處有最大吸收峰。通過測定其在510 nm處的吸光度，來計算黃酮類化合物的含量［20］。張黎明等人［12］用硝酸鋁比色法對瑪咖葉總黃酮進行測定。結果表明：瑪咖葉中總黃酮的提取率為2.47%～2.51%。

1.3 瑪咖中黃酮類化合物的功效

黃酮類化合物具有降壓、降血脂、鎮痛、抗骨質疏松、抗過敏及抗氧化等作用［20］。黃酮作為瑪咖中的重要生物活性成分之一，具有抑菌抗炎、抗糖尿病、抗氧化、抗衰老、抗癌、抗腫瘤以及增強機體免疫等作用。馬懷義等［21］通過采用1，1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）和鐵離子還原/氧化能力（FRAP）法來測定黑瑪卡提取液的總抗氧化能力后得出瑪咖提取液具有抗氧化能力。

2 結語

作為一種藥食同源且近年來受到極大關注的高原植物——瑪咖，其中含有豐富的營養物質和多種生物活性成分，具有改善性功能和提高生育力、調節內分泌、抗疲勞、抗氧化、提高記憶力和學習能力等藥理作用。黃酮類化合物作為瑪咖中的重要生物活性成分之一，具有抗氧化、抗衰老，抗癌、抗腫瘤，增強機體免疫，抑菌抗炎，抗糖尿病等藥理作用，對人體健康有著積極的影響。因此，瑪咖中黃酮類化合物的提取引起了專家學者極大的研究興趣。已報道的瑪咖中黃酮類化合物的提取方法主要有回流提取法、有機溶劑提取法、微波輔助提取法、超聲波輔助提取法等。回流提取法操作簡便，但提取率和原料利用率低；有機溶劑提取法方法簡便，成本低，提取物純度高且應用廣，但是操作步驟繁多，溶劑消耗大，大部分的有機溶劑對人類有害，污染環境；微波輔助提取法提取率較高，選擇性好，提取速度快，溶劑使用量少，耗能少；超聲波輔助提取法操作便捷、提取物純度高、溶劑消耗小，提取效率、安全環保、經濟實用。瑪咖中黃酮類化合物的測定方法主要是比色法。比色法用于測定總黃酮因分離效率高，在該類化合物中的應用日趨增多，且在黃酮類化合物的分析中得到了很大的發展。

3 展望

黃酮類化合物作為瑪咖中的重要生物活性成分之一，生理活性多種多樣，如具有抗氧化、抗衰老，抗癌、抗腫瘤，增強機體免疫，抑菌抗炎，抗糖尿病等。盡管黃酮類化合物對人體有諸多藥理功效，但是人體不能直接合成，因此只能從食品中獲取。提取出純度高、活性強的黃酮類化合物成為了現在科學界研究關注的熱點。因此，研究黃酮類化合物最佳的提取工藝、制定行之有效地測定黃酮類化合物的方法仍具有廣泛的研究前景。