植物黄酮类化合物的研究

张蓓蓓

【摘 要】植物黄酮类化合物具有较高的药用价值，是生物类和医药类研究的热门课题。根据现有资料，对黄酮类化合物的结构与分类、提取、分离纯化、药理作用及临床应用等方面进行了综述。展望了其在医药卫生领域的开发应用前景。

【关键词】黄酮类化合物；提取；分离纯化；药理作用

中图分类号： R284；R285 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）23-0155-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.23.069

【Abstract】Phytoflavonoids have high medicinal value，which is a hot topic in the research of biology and medicine. Based on the available information，the structure，classification，extraction，purification，pharmacological action and clinical application of flavonoids were reviewed.The prospect of its application in medical and health fields is forecasted.

【Key words】Flavonoids；Extraction；Isolation and purification；Pharmacological effects

植物黄酮类化合物，广泛存在于高等植物的根、茎、叶、花、果实等中， 它是植物在长期自然选择过程中产生的一类次生代谢产物，不仅数量种类繁多， 而且结构类型复杂多样。由于最早发现的黄酮类化合物呈黄色或淡黄色，故称黄酮[1]；它们都具有一个酮式羰基结构。植物中提取的黄酮类化合物，具有抗心脑血管疾病、抗氧化、抗衰老、镇痛、抗炎、抗肿瘤、抗病毒等多种功效，在医药领域具有广阔的应用前景。

1 结构与分类

黄酮类化合物是以黄酮（2-苯基色原酮）为母核而衍生的一类黄色色素，也即以C6-C3-C6为基本碳架的一系列化合物，其中包括黄酮的同分异构体及其氢化和还原产物。在植物体内大部分与糖结合成苷类或碳糖基的形式存在。其代表化合物有，黄芩素、黄芩苷、懈皮素、芦丁、陈皮素、甘草苷、水飞蓟素、异水飞蓟素、大豆素、葛根素、鱼藤酮、异甘草素、补骨脂乙素、金鱼草素、儿茶素、飞燕草素、矢车菊素、银杏素、异银杏素等。

2 提取

2.1 热水提取法

热水提取法仅限于提取苷类。此工艺成本低、安全，适合于工业化大生产。提取过程中要需考虑加水量、浸泡时间、煎煮时间及次数等因素，但热水浸提时易溶于水的杂质较多，提取效率低[2]。

2.2 有机溶剂萃取法

原理是利用黄酮类化合物与混入杂质的极性的不同来选用不同溶剂萃取[2]。常用的有机溶剂有甲醇、乙醇、丙酮等，其中乙醇因为其毒副作用小最为常用。张君等以乙醇为溶剂，对提取工艺进行研究，结果表明：乙醇含量为70%、固液比1∶19、65℃下浸提3小时为最佳提取条件，样品提取率为3.55%。结果证明采用乙醇提取金银花黄酮是比较有效的途径[3]。

2.3 微波辅助萃取法

微波是一种非电离的电磁辐射。微波提取法是利用不同结构的物质在微波场中吸收能力的差异，使基体物质中的某些区域或提取体系中的某些组分被选择性加热[4]，从而使被提取物质分离开来。此方法具有选择性高、溶剂耗量少、操作时间短、有效成分得率高的特点，可用于对热不稳定的物质的提取[5]。崔鹏等采用微波法提取无花果叶中的总黄酮，得到最佳提取条件：乙醇体积分数90%，液料比55∶1（mL/g），提取功率200W，提取时间3min，黄酮的含量为20.56mg/g[6]。

2.4 超声波提取法

利用超声波来破坏细胞膜，促进黄酮类化合物的释放。超声波所产生的机械效应也可以将能量传递给溶剂和植物细胞，加速裂解细胞的过程，快速地释放出并且溶解掉细胞内的物质[7]。超声波的强烈振动能给植物和溶剂传递巨大的能量，使它们做高速的运动，有助于溶质扩散，提高了提取效率。吴海清等用超声波辅助乙醇提取萝卜叶中的黄酮。通过单因素试验与四元三次正交试验，发现最优条件为乙醇浓度为60%，料液比为1：1（m∶V），超声波处理15min，在50℃下浸提30min，该条件下黄酮提取率为1.41%，是传统浸提法的200%[8]。崔润丽等对乙醇含量、固液比、提取时间、辅助提取功率进行单因素实验的基础上设计了正交实验。发现在银杏叶中总黄酮类化合物的提取时，超声波辅助提取法仅用10min，其提取效率比乙醇浸提5h的提取率高出9%[9]。

2.5 超临界流体萃取法

超临界流体萃取技术作为一种十分理想的提取天然药物的分离手段，具备了能保留天然药物所有有效成分的优点。以超临界流体为萃取剂，从液体或固体中萃取有效成分。代德财等选用CO2是为超临界流体发现相比与乙醇提取技术，利用超临界流体萃取技术对银杏叶中的黄酮进行提纯的效果会更好[10]。

2.6 酶解法

酶解法宜用于一些被细胞壁包围而不易提取的黄酮类化合物。用相应的酶破坏以纤维素为主的细胞壁结构，减少提取的传质阻力，充分释放出黄酮类物质[2]。楊云龙等研究了酶解各因素对黄酮类化合物提取率的影响，得出酶解法的最佳提取条件为：酶解温度为45℃，酶解pH值为6～7，酶解时间为60min，酶用量为2.5‰[11]。

3 分离纯化

3.1 柱层析法

一些中等分子量的物质宜选用柱层析法来分离，其原理是根据样品混合物中各组分在固定相和流动相中分配系数不同，经多次反复分配将组分分离开来[12]。包括硅胶柱层析法、聚酰胺柱层析法和葡聚糖凝胶柱层析法。康少华等利用硅胶柱层析分离大豆异黄酮苷元。通过丙酮萃取大豆异黄酮后，经硅胶柱层析可以分离得到染料木素、大豆素、黄豆黄素3种大豆异黄酮苷元异构体，经检测3种物质的纯度均超过90%[13]。

3.2 大孔树脂吸附法

网状孔穴结构的大孔树脂，具有较大的吸附能力，颗粒的总表面积大，有一定极性基团。大孔树脂吸附法根据有机化合物吸附力及分子量的不同，经一定的溶剂洗脱可达到分离纯化的目的[14]。冯爱娟等采用大孔树脂吸附分离的方法对粉单竹竹叶黄酮提取物进行纯化，发现大孔树脂较适宜于竹叶黄酮提取物的纯化；在优化工艺条件下，可以收集得到纯度分别为50.9%、38.0%、35.8%等3个竹叶黄酮产品，黄酮总回收率可达63%左右[15]。

3.3 膜分离纯化法

膜分离是利用膜的选择性分离，实现料液的不同组分的分离、纯化、浓缩的过程[12]。膜可以在分子范围内进行分离，这过程是一种物理过程，不需发生相的变化和添加辅助剂。陈玲等对紫花杜鹃干燥嫩叶片中黄酮类化合物的工艺条件，利用膜分离技术对其进行纯化研究，其纯度可达到46.07%[16]。

3.4 高速逆流色谱分离纯化法

此方法是利用两相溶剂体系在高速旋转的螺旋管内建立起一种特殊的单向性流体动力学平衡，物质依据其在两相中分配系数的不同而分离[17]。其分离过程中不采用任何固态的支撑体，因此完全排除了因不可逆吸附而引起的样品污染、变性、失活等。多项研究表明，运用此法可从花椒、罗布麻、冻青等植物中分离纯化出黄酮[17-19]。

4 药理作用

4.1 抗心脑血管疾病

黄酮类化合物可通过降低毛细血管的通透性、降血脂、降血压，对心血管系统的调节作用。研究发现槲皮素、芦丁、葛根素、银杏叶总黄酮对缺血性脑损伤有保护作用；水飞蓟素、沙棘总黄酮对心肌缺血性损伤有保护作用；银杏叶总黄酮、大豆苷元等对心肌缺氧性损伤有明显保护作用[20-26]。张振等研究山楂叶总黄酮对高脂高盐所致高血压大鼠降压及心脏的保护作用，并探讨其作用机制。发现其能够降低高脂高盐所致高血压大鼠血压并具有保护心脏的作用，其机制可能与山楂叶总黄酮能够有效降低高脂高盐所致高血压大鼠血管紧张素Ⅱ水平、调节血脂、改善抗氧化酶活性、抑制氧化应激损伤有关[27]。

4.2 抗氧化抗衰老

黄酮类化合物还有抗衰老的作用，作用机制主要与抗氧化作用有关。随年龄增长，体内自由基增多。延玺等发现自由基在体内可直接或间接地发挥强氧化剂作用而与机体内核酸、核蛋白和脂肪酸相结合，转变成氧化物或过氧化物，使之丧失活性或变性，细胞功能发生障碍，引起机体逐渐衰老或病变[28]。多数黄酮类化合物结构中的羟基和羰基可通过阻止了自由基产生和清除其抗氧化活性来避免氧化损伤，具有很强的抗氧化作用。已有实验证明茶多酚、槲皮素、芹黄素、木犀草素、儿茶素、芦丁等.黄酮类化合物具有抗衰老的作用。

4.3 镇痛

研究表，多种植物中提取的天然总黄酮有镇痛作用。采用醋酸扭体法、热板致痛法、温浴甩尾法建立小鼠疼痛模型，以生理盐水为空白对照品，阿司匹林为阳性对照品，通过对小鼠灌胃不同剂量新疆野山杏总黄酮，考察其镇痛作用。发现新疆野山杏总黄酮可显著延长小鼠疼痛反应痛域，减轻局部疼痛反应，具有明显的镇痛作用[29]。车环宇通过研究证实，纯化后的血三七总黄酮具有一定的抗炎镇痛作用[30]。

4.4 抗炎抗免疫

黄酮类化合物通过影响有丝分裂、细胞间的相互作用和细胞的分泌过程可起抗炎抗免疫作用。豹皮樟总黄酮对角叉菜胶诱导的大鼠足肿胀有明显的抑制作用，其作用机制可能通过影响炎症因子分泌及抑制内质网应激诱导的炎症损伤[31]。何可等通过冰醋酸致小白鼠腹腔毛细血管通透性增加，棉球致小白鼠肉芽肿以及蛋清致大白鼠足跖肿胀的炎症模型，观察两种仙人掌总黄酮对不同炎症的作用效果；试验结果证明，仙人掌总黄酮对于急、慢性炎症均具有良好的抑制作用[32]。律广富等研究玉米须总黄酮对家兔急性痛风关节炎的改善作用。发现与模型组比较，玉米须总黄酮组滑膜组织炎症明显减轻，充血、水肿、滑膜增生不明显，少量炎细胞浸润；得出结论，玉米须总黄酮发挥抗炎镇痛作用，且对家兔急性痛风性关节炎具有改善作用[33]。

4.5 抗肿瘤、防癌、抗癌

黄酮类化合物主要是通过诱导肿瘤细胞凋亡，促进抑癌基因表达和抗肿瘤细胞增殖以及干预肿瘤细胞信号转导，产生抗肿瘤效力[28]。王哲元等研究发现，黄酮类化合物具有广泛的抗肿瘤活性，可影響与肿瘤发生发展相关的细胞和免疫进程，可通过多种途径抑制多种肿瘤细胞的增殖与转移[34]。赵欣等通过研究发现槲皮素是一个竞争性的基质金属蛋白酶9抑制剂，能够诱导基质金属蛋白酶9的活性降低，最终对肺癌肿瘤细胞株A549的凋亡起重要作用[35]。石元英等研究表明，黄酮类化合物抗肿瘤的机制主要有：诱导肿瘤细胞凋亡、抗氧化、干扰细胞信号转导、对肿瘤细胞侵袭迁移的影响、抑制肿瘤血管形成等[36]。

4.6 抗病毒、抑菌

谢杨等通过鸦葱总黄酮抗乙型肝炎病毒的体外实验研究，发现其具有显著的抗乙型肝炎病毒作用[37]。杨艳等探讨荔枝核提取物成分黄酮类化合物体外抑制腺病毒增殖的作用，体外可通过抗病毒生物合成的方式明显抑制腺病毒在人喉癌细胞中的增殖[38]；孙森凤等发现瓦松总黄酮对福氏志贺菌标准株抑菌效果最好，对部分临床分离金黄色葡萄球菌耐甲氧西林株、表皮葡萄球菌标准株、大肠埃希菌及其临床分离株、肺炎克雷伯菌标准株及其临床分离株抑菌效果较好，对金黄色葡萄球菌的抑菌效果最弱[39]。

5 临床应用与展望

含有黄酮类化合物的药物有很多，如主要用于冠心病、心绞痛的治疗的舒血宁片就是由银杏叶制成的含有黄酮和双黄酮类。心达康片的主要成分为醋柳总黄酮，可改善心功能、缓解心绞痛，还能降低胆固醇。全合成的乙氧黄酮又名心脉舒通或立可定，有扩张冠状血管、增加冠脉流量的作用[40]。

大量黄酮类化合物药物制剂已经投入临床应用，植物黄酮类化合物广泛的药理作用，在生物医药领域的开发应用前景广阔。不断改进提取方法，深入研发出毒副作用更低，疗效更好的含植物黄酮类化合物的药物是科研人员努力的方向。

【参考文献】

[1]肖祟厚.中药化学[M]上海：上海科学技术出版社，1994

[2]唐德智.黄酮类化合物的提取、分离、纯化研究进展[J].海峡药学，2009，21（12）：101-104.

[3]张君，朱金艳，祝军.乙醇法提取金银花总黄酮工艺研究[J].新农业，2018（07）：10-13

[4]郭娟，范晓丹，杨日福，丘泰球.植物活性成分提取新技术及最新研究进展[J].现代化工，2011，31（08）：22-26.

[5]谢彦，崔丽平，曹允洁，曾和平.洋葱类黄酮化合物提取方法及药理活性研究进展[J].湖北农业科学，2011，50（02）：233-236.

[6]崔鹏，陈志冉，史雷革.微波提取无花果叶中的总黄酮及其体外抗氧化活性研究[J].食品研究与开发，2018，39（01）：41-45.

[7]冯靖，彭效明，李翠清，王腾.天然产物中黄酮类化合物的开发研究进展[J].中医药导报，2018，24（04）：71-74.

[8]吴海清，甄润英，何新益，孙贵宝.萝卜叶黄酮的超声波辅助提取工艺及抗氧化活性研究[J].天津农学院学报，2017，24（02）：63-66+71.

[9]崔润丽，李楠.银杏叶中黄酮类化合物提取方法研究[J].山西化工，2018，38（03）：4-7+13.

[10]代德财.超临界流体萃取技术在天然药物提取中的应用探讨[J].现代食品，2018（10）：167-168.

[11]杨云龙，苏范胜，赵邦龙，谢彦.洋葱中黄酮类化合物的酶解法提取研究[J].滨州学院学报，2009，25（03）：83-85.

[12]王超，李宗全.水解液中半纤维素分离提纯的研究进展[J].造纸科学与技术，2015，34（04）：37-41+36.

[13]康少华，芦明春.硅胶柱层析法分离大豆异黄酮苷元的研究[J].中国酿造，2009（01）：29-32.

[14]黄燕秋，谢志茹，朴胜华，肖雪.大孔吸附树脂在中药纯化中的应用进展[J].广东化工，2018，45（08）：130-132.

[15]冯爱娟，吴酬飞，叶茂，邓毛程.大孔树脂吸附法分离纯化竹叶黄酮研究[J].广东农业科学，2015，42（19）：89-94.

[16]陈玲，李炳辉，张志平，别平平，蒲华寅，李晓玺.紫花杜鹃干燥嫩叶中黄酮类化合物的提取及膜分离纯化[J].食品科学，2009，30（24）：34-37.

[17]石雪萍，吴亮亮，张卫明.高速逆流色谱法分离花椒中的黄酮化合物[J].食品科学，2013，34（12）：6-10.

[18]耿岩玲，李福伟，王晓，李景超，徐娜.罗布麻中黄酮的超声波强化提取及高速逆流色谱分离纯化[J].食品科学，2007（12）：47-49.

[19]高冷，谢冠男，刘达，吴洪发.高速逆流色谱分离纯化冻青中的黄酮类化合物[J].化学与生物工程，2012，29（02）：73-76.

[20]陈辉，刘应才.槲皮素的心血管保护作用[J].国际心血管病杂志，2007（01）：57-60.

[21]胡俊青，张征宇.芦丁抑制氧化低密度脂蛋白诱导的血管平滑肌细胞增殖[J].国际心血管病杂志，2017，44（05）：299-301.

[22]邓华菲，欧阳驰，周琴，李坚，李雪飞，何汉江，谢明，卢新华.葛根素对糖基化终产物损伤血管内皮功能的保护作用[J].中国药学杂志，2014，49（07）：559-563.

[23]王中晓.银杏叶总黄酮对大鼠心肌缺血再灌注损伤的保护作用[J].中医临床研究，2014，6（17）：10-11.

[24]董建，杨洁，史国辉.水飞蓟素对大鼠肾脏缺血再灌注损伤的保护作用及机制探讨[J].中国现代医学杂志，2017，27（24）：17-21.

[25]魏志成，童东，杨娟，赵可惠，孟宪丽，张艺.基于网络药理学的沙棘总黄酮治疗心肌缺血的作用机制研究[J].中国中药杂志，2017，42（07）：1238-1244.

[26]王全华，李冬莲，黄志华.大豆苷元对离体心肌缺血/再灌注损伤时抗氧化作用的影响[J].赣南医学院学报，2011，31（02）：189-191.

[27]张振.山楂叶总黄酮对高脂高盐所致高血压大鼠降压及心脏保护作用的研究[J].环球中医药，2017，10（02）：136-140.

[28]延玺，刘会青，邹永青，任占华.黄酮类化合物生理活性及合成研究进展[J].有机化学，2008（09）：1534-1544.

[29]谷虹霏，戴小华，阿依姑丽·艾合麦提，贾楠楠，张少鹏，杨若蓝.新疆野山杏总黄酮对小鼠镇痛作用考察[J].中医药信息，2018（04）：30-33.

[30]車环宇.血三七总黄酮的提取纯化及抗炎镇痛作用的研究[D].辽宁医学院，2015.

[31]钟健，李俊，黄成，余世春，马陶陶，陈昭琳.豹皮樟总黄酮预防急性炎症与内质网应激的关系[J].安徽医科大学学报，2013，48（05）：485-489.

[32]何可，陈兴颖，宛燕飞，李英伦.仙人掌总黄酮抗炎作用的研究[J].中国兽医科学，2011，41（10）：1065-1069.

[33]律广富，仇志凯，常诗卓，林贺，路静，叶豆丹，邱智东，林喆.玉米须总黄酮抗炎镇痛及对急性痛风性关节炎的改善作用研究[J].药物评价研究，2018，41（02）：206-209.

[34]王哲元，张璐，张有成.天然黄酮类化合物抗肿瘤作用机制的研究[J].西部中医药，2018，31（05）：138-142.

[35]赵欣，张健.槲皮素抑制肺癌肿瘤细胞的生长和转移的机制[J].中南大学学报（医学版），2015，40（06）：592-597.

[36]石元英，徐勤.黄酮类化合物抗肿瘤作用机制的研究与靶向治疗策略[J].华夏医学，2017，30（02）：164-168.

[37]谢扬，王静，耿艳梅，曲妍霏，张志，王广树.鸦葱总黄酮抗乙型肝炎病毒的体外实验研究[J].中国生化药物杂志，2015，35（08）：41-43+47.

[38]杨艳，彭璇，朱薿，陈清宙，陈文，罗凡，冯勇，侯炜.荔枝核黄酮类化合物的体外抗3腺病毒作用[J].武汉大学学报（医学版），2014，35（01）：41-45.

[39]孙森凤，张颖颖.瓦松总黄酮的提取及其抑菌效果[J].中国食物与营养，2017，23（07）：34-38.

[40]方一杰，徐岩成，安毛毛，王芳，姜远英.黄酮类化合物的药动学和药理作用研究进展[J].药学服务与研究，2015，15（01）：6-9.