杜仲黃酮類化合物提取方法研究進展

王婷婷，賈 娟，楊雯雯

（河南工業大學漯河工學院，河南漯河 462002）

杜仲是我國傳統的中藥材，早在《神農本草經》中就被稱為“藥中上品”，具有抗衰老、抗氧化、降血壓、降血脂、抗菌及抗病毒等藥理作用。杜仲中含有多種活性成分，如黃酮類、綠原酸、苯丙素類等，其中，黃酮類化合物具有抗氧化、抗腫瘤、保護心腦血管、抗炎等作用。近年來，杜仲黃酮一直備受關注。研究表明，杜仲不同部位的總黃酮含量差別很大，以老葉中總黃酮含量最高，是一種很好的天然黃酮類物質來源[1]。目前從植物中提取的黃酮類物質在食品及醫藥等行業具有廣泛的應用價值[2]。科學有效的提取工藝，可以最大限度地保留黃酮類化合物的活性，因此，提取方法對杜仲中的黃酮類物質的有效利用尤為重要。

近年來，諸多國內外學者對快速高效地提取杜仲中黃酮類化合物的熱度大增，但是，相關總結較少。有些提取方法目前還處于實驗室階段，不能大量應用于工業化生產，這延緩了杜仲的生產開發和利用。本文對近年來杜仲葉黃酮類成分的提取進行了綜述，進一步為杜仲中黃酮類化合物的綜合利用提供理論依據。

1 杜仲葉中黃酮類化合物的提取工藝

1.1 水提法

水提法是以水作溶劑，利用苯丙素類、環烯醚萜類和黃酮類等化合物易溶于水的特點，提取植物中有效成分的一種方法[3]。通常將植物葉片加水煮出汁，也有通過浸泡的方法將汁提取出來[4]。何德飛[5]研究杜仲葉黃酮類物質的水提工藝，發現水浸提的最佳條件為液料比16∶1，浸提時間24 h，此時杜仲葉中的有效成分溶出最多。張亦琳等[6]利用雙水相分離純化杜仲黃酮類化合物，在溫度81 ℃，液料比9∶1，提取時間120 min 條件下，杜仲總黃酮提取率顯著升高，達到1.79%。董興葉等[7]采用亞臨界水萃取黃酮類物質，得率為3.09%。

與其他提取方法相比，水提法具有成本低、無污染等特點，但黃酮的提取效率不高，且含有較多的雜質，保質期短，不利于后續的分離純化[8]，因此水提法在杜仲黃酮的提取中不被廣泛應用。

1.2 有機溶劑提取法

有機溶劑提取法通常選用有機溶劑（乙醇、乙醚、氯仿、丙酮、石油醚等）或其與水的混合溶液作為提取劑，通過浸提、離心后得到黃酮粗提物。在提取杜仲葉中總黃酮時，一般用不同濃度的乙醇作為提取劑。鄧翀等[9]通過試驗發現，85%乙醇提取條件下黃酮的平均含量為0.541 7%。吳春等[10]研究杜仲黃酮類物質的抗氧化活性時，使用70%的乙醇作為萃取劑，提取率為0.6%。趙文紅等[11]用50%乙醇作萃取劑，黃酮的得率為3.08%。通過對比發現，不同的乙醇體積在不同的實驗條件下，提取率不同，這可能與不同的乙醇濃度提取有關，如高濃度乙醇適合提取甙元類物質，而低濃度乙醇更適合提取甙類[12]。除了用乙醇作提取劑外，劉軍海等[13]以丙酮-水體系為溶劑提取杜仲葉中的總黃酮，得出在最佳條件下，總黃酮的提取率為1.86%。

有機溶劑提取法操作簡便，提取純度高，但這種提取方法研究時間較早，溶劑回收的操作繁瑣，且大部分的有機溶劑對人體有害，不利于后續的應用。

1.3 超聲波提取法

超聲波提取法是通過破壞植物細胞結構，加速溶劑進入細胞，加快細胞內物質的溶出，以提高得率，其主要是借用超聲波的機械振動作用及空化效應來實現的。王文君等[14]采用50%乙醇，液料比3∶1，超聲30 min 后用聚酰胺柱層析法對杜仲葉黃酮類物質進行富集，提取率可達2.44%。羅飛華等[15]在50%乙醇、液料比14∶1、超聲20 min、提取3 次的條件下，得出總黃酮的提取率達11.83%。鄧佑林等[16]利用超聲波提取法，以無水乙醇作為提取溶劑，在液料比40∶1、超聲提取時間50 min、提取溫度65 ℃條件下，總黃酮提取率為2.644%。

超聲波提取法在一定程度上節省時間，減少溶劑用量，也可減輕溫度對提取物的影響，但提取時間過長，會破壞提取物中的活性成分，導致得率降低。

1.4 微波提取法

微波可直接作用于分子，產生熱量，使細胞內溫度升高；通過破壞細胞壁，達到分離植物中有效成分的目的。此方法可以使目標成分直接與基質分離，微波輻射能夠使植物細胞壁破裂，溶出細胞內物質，使溶劑在短時間內將有效成分提取完全，進而提高得率[17]。楊海濤等[18]以杜仲雄花為材料，采用微波法提取，得出最優提取條件為乙醇濃度60%，溫度60 ℃，微波功率250 W，提取時間20 min，液料比30∶1，黃酮得率為2.46%。劉桂萍等[19]比較了常規水提法和微波輔助水提法，發現在微波功率320 W、時間2.5 min、料液比1∶25 條件下，總黃酮的提取率達8.7%，比常規水提法高。

微波功率的大小對杜仲葉黃酮類物質的提取影響較大，隨著功率的增強，杜仲黃酮類物質的提取量增加，這可能與微波處理能破壞杜仲葉細胞導致黃酮溶出有關，但是微波功率過大，導致提取溫度升高，從而使提取率降低。因此，在合適的微波功率下，杜仲的提取效果和用時上要遠遠優于常規水提法和超聲波法。但微波法設備投入費用高、處理量小，不易工業化推廣，目前只適合實驗室內應用。

1.5 超臨界流體提取法

超臨界流體萃取法是指通過改變壓力和溫度，使臨界流體的密度大幅度改變，導致細胞壁破碎，從而在一定條件下，可以有選擇性地將不同目標成分提取出來[20]。付桂明等[21]采用正交試驗優化超臨界萃取技術萃取杜仲葉總黃酮，得出最佳工藝條件為提取溫度35 ℃，提取時間2.5 h，提取壓力28 MPa，夾帶劑用量4.5 mL/g，黃酮得率為12.2%。Wang 等[22]在溫度50.88 ℃、壓力40.80 MPa、助溶劑用量2.488mL/g、乙醇濃度20%的條件下提取120 min，得到黃酮類化合物最大提取率為4.24 mg/g。

超臨界流提取技術是近幾年才發展起來的一項提取技術，研究發現，在對黃酮進行提取時，夾帶劑用量、提取溫度、作用壓力和提取時間對得率影響較大，其中，夾帶劑用量即乙醇濃度的影響效果最明顯，原因可能是隨著乙醇濃度的增加，黃酮類物質的溶解度逐漸增大，從而使黃酮類物質的得率逐漸增大[20]。超臨界流體提取技術提取的黃酮類物質純度高，并在很大程度上保留了黃酮類物質的活性，但設備費用較高，不利于維護。該方法目前只能用于實驗室小試。

1.6 酶提取法

酶提取法是指利用酶的專一性和高效性，在提取過程中，通過加入合適的酶，使植物細胞壁破裂，進而分離出植物中目標化合物的一種方法。羅季陽等[23]采用纖維素酶提取杜仲葉總黃酮，發現當pH 4.5、溫度55 ℃、提取時間2.5 h、加酶量0.01%時，提取率最高，為1.003%。陳曉娟等[24]用果膠酶提取杜仲葉總黃酮，當酶用量1.5mL、酶解溫度80 ℃、酶解時間2 h 時，黃酮得率為0.044%。纖維素酶的提取率要優于果膠酶，而酶用量、酶解時間和酶解溫度對杜仲葉總黃酮提取率的影響比較大。

與傳統提取方法相比，酶提取法降低了提取物中的雜質，也為下一步黃酮類物質的分離純化縮短了時間，此方法為后續工業化生產提供了方向。

1.7 其他方法

除以上提取方法外，其他如半仿生提取法、輔助提取法也較為常用。陳曉娟等[24]提取杜仲葉中總黃酮時，采用了半仿生法，總黃酮得率達0.044%。輔助提取法多為兩種提取法共同使用，相比單一的提取方法，其提取效率更高。酶解法能夠破壞植物細胞的細胞壁，釋放出更多的生物活性物質（如黃酮）[25]；超聲法可加速使有效成分更快地溶解到溶劑中；張麗霞等[26]采用超聲波輔助酶法提取桑葉中的總黃酮，在加酶量0.8%，超聲功率200 W，超聲時間10 min 條件下，總黃酮含量達5.55%。楊萌等[27]采用纖維素酶-超聲法提取香菇柄中的總黃酮，在乙醇體積分數75%、超聲時間20 min、超聲功率280 W、酶用量0.012 mg 條件下，黃酮得率為1.673 mg/g。但是在杜仲葉的提取中還沒有發現超聲波輔助酶法和纖維素酶-超聲法的應用，這為杜仲葉總黃酮的后續提取提供了參考。

2 總結與展望

杜仲是我國傳統中藥材。中醫多以杜仲皮入藥，但其不僅生長周期長，而且傳統剝皮法對杜仲樹造成極大的損傷。同時，杜仲資源極其匱乏。大量研究表明，杜仲葉和杜仲皮的活性成分相似，杜仲葉可以代替杜仲皮使用。2018 年杜仲被納入藥食同源名單后，杜仲及杜仲葉黃酮在醫藥、食品及化妝品等行業開始有了廣泛的發展空間，國內外的學者對杜仲的研究和開發利用涌現出新的高潮。

近幾年，生產、生活對黃酮類化合物需求量的增加，加快了黃酮類化合物提取工藝研究，以通過不斷的改進提取方法和工藝，達到降低提取成本，增加提高效率，提高提取物純度的目的。但無論是傳統的有機溶劑提取，還是新式提取方法如生物技術、微膠囊包埋技術、超微粉碎技術、膜分離技術等，大都處于實驗室或者小試規模，這與工業化的大批量生產還有一定的區別，因此今后要加大對工業化提取工藝參數的優化及相關工業提取設備的升級。

杜仲作為黃酮類化合物的優質資源，還需要科研工作者繼續利用新技術對杜仲黃酮類化合物的提取方法進行不斷的探索、優化和整合，來滿足醫藥、化妝品和食品等生產領域對杜仲黃酮的需求，從而推動相關產業的發展，帶動整體經濟增長。