玛咖中黄酮类化合物的研究进展

高玉梅，和堂香，魏金超，陈 芮*

（1.云南师范大学化学化工学院，云南 昆明 650500；2.中国科学院化学研究所，北京 100190）

玛咖（Lepidium meyenii Walp，Maca）是一年生或两年生的十字花科（Cruciferae）独行阔叶菜属（Lepidium）的草本植物，原产于南美安第斯海拔3400～4500 m高的山区，已被种植和食用了两千多年。它有很多美称，如 “秘鲁人参”和“南美人参”［1］。玛咖既可以作为食物食用药材，又可以当作药材治病。玛咖中含有丰富的蛋白质、氨基酸、矿物质、多糖、维生素等营养物质和以玛咖烯和玛咖酰胺为代表的生物碱、芥子油苷、甾醇和黄酮等生物活性成分，这使得玛咖不仅具有改善性功能、提高生育力、调节内分泌等药理作用，而且在抗疲劳、抗氧化、提高记忆力和学习能力等方面也有较好的效果［2-3］。因此，玛咖越来越受到人们的关注和喜爱，对其进行深入研究也显得很有必要。

黄酮类化合物又称生物黄酮或植物黄酮，是植物经光合作用产生的一大类低分子量物质。研究表明，其具有降血脂、抑制血小板凝聚、抑制毛细管通透性增加和变脆的生物学功能；在生物体内有预防心血管疾病、防癌抗癌、调节免疫、抗衰老、抗菌杀菌、吸收紫外线辐射、止咳、祛痰、泻下、解痉、提高记忆力、抗过敏、活血化瘀、利胆及肝脏保护等［4-7］诸多药理作用及功效。黄酮类化合物作为玛咖中重要的生物活性成分之一，对其进行高效的分离提取，可以为玛咖类保健产品的开发提供有效的借鉴。

1 研究内容

黄酮类化合物是一类广泛分布于植物界的多酚类化合物，是植物经过光合作用产生的一类小分子量物质。黄酮类化合物基本都是以母核为2-苯基色原酮类化合物为基本母核，现主要泛指两个酚羟基芳环（A、B环）由中间三碳原子相互连接起来具有C6-C3-C6结构的一类化合物［8］（结构如图1所示）。黄酮类化合物种类繁多，根据C环部分氧化、成环和取代方式的不同，黄酮类化合物被分为黄酮类、异黄酮类、黄烷酮类、查耳酮类、花色素类，这些黄酮类化合物大多数呈淡黄色［9］。它主要以与糖结合成苷的形式存在，小部分以游离态 （苷元）存在［10］。黄酮类化合物不稳定，在光照、高温等条件下容易氧化分解，而且提取条件下对黄酮类化合物的得率也会产生较大的影响［3］。研究表明：玛咖中黄酮类化合物结构很复杂、种类和数量非常多。

图1 黄酮类化合物的化学结构

1.1 玛咖中黄酮类化合物的提取方法

从植物中提取黄酮的方法有很多，目前报道的从玛咖中提取黄酮的方法主要有回流提取法［11］、有机溶剂提取法［12-14］、微波辅助提取法［15］、超声波辅助提取法［3］。还有把几种方法相结合来提取黄酮，比如有机溶剂提取法与微波辅助提取法结合提取黄酮，有机溶剂提取法与超声波辅助提取法结合提取黄酮等。

1.1.1 回流提取法

回流提取法是用乙醇等挥发性有机溶剂提取，提取液被加热，挥发性溶剂馏出后又被冷凝，重复流回浸出器中浸提药材，周而复始直至有效成分回流提取完全的方法。回流提取法方法简单，操作简便，但是原料利用率和提取率均较低。李玉娟等人［11］通过实验优化了乙醇回流提取法提取玛咖总黄酮的工艺条件。他们认为这种方法提取玛咖总黄酮的最佳工艺条件：在乙醇体积分数为71%、液料比为26∶1（mL/g）、温度为80℃、提取2次，单次回流提取时间为2.2 h。采用这种提取条件，玛咖总黄酮的提取率为0.843%。

1.1.2 有机溶剂提取法

有机溶剂提取法是利用黄酮类物质与杂质在各种有机溶剂中溶解度的不同进行提取的方法，适于提取热敏性低的物料。由于这种方法一般用醇类溶剂进行提取，故有机溶剂提取法又叫醇提取法［16］。这种提取方法简便、成本较低、提取物纯度高且应用广，但是操作步骤多、溶剂消耗大、大部分的有机溶剂对人类有害，污染环境。李会端［13］通过实验确定了玛咖根总黄酮乙醇浸提法的最佳参数：在V（乙醇）∶V（水）＝70∶30、温度 78℃、液料比为25∶1（mL/g）的条件下提取 2 h。此时，玛咖根总黄酮的提取率可达1.97%；玛咖叶总黄酮的最佳提取参数：在V（乙醇）∶V（水）＝65∶35、温度为64℃、液料比29∶1（mL/g）的条件下提取 2次、90 min/次，采用这种提取条件，玛咖叶总黄酮的提取率为2.47%～2.51%。

1.1.3 微波辅助提取法

微波辅助提取法是利用黄酮类化合物与杂质对微波吸收能力的差异，对试样进行微波处理，使黄酮类化合物被选择性加热后进入辅助溶剂中从而实现对黄酮类化合物提取的方法［17］。微波辅助提取法是一种比有机溶剂提取法更好的方法，具有提取率高、选择性好、提取速度快、溶剂使用量少、耗能少等优点［16］。刘娜［15］通过实验对玛咖茎总黄酮的提取工艺进行优化，得到玛咖茎总黄酮微波辅助萃取的最佳工艺条件为：V（乙醇）∶V（水）＝70∶30、液料比为25∶1（mL/g）、温度为70℃的条件下提取16 min，采用这种提取条件，玛咖茎总黄酮的提取率介于3.169～3.211 mg/g。

1.1.4 超声波辅助提取法

超声波辅助提取法是利用超声波在液体中的空化作用加速黄酮类化合物的转移，提高提取效率的方法［3］。超声波辅助提取法操作便捷、提取物纯度高、溶剂消耗小，提取时间短、安全环保、经济实用［18］。周晓明等人［3］通过实验对新疆产玛咖根茎中黄酮类化合物的提取工艺进行了优化后认为：在V（乙醇）∶V（水）＝70.3∶29.7、液料比 27∶1（mL/g）的条件下进行超声处理28.4 min，此时，玛咖总黄酮的提取率可达2.113%。

1.2 玛咖中黄酮类化合物的检测方法

常用的黄酮类化合物的测定方法包括分光光度法、比色法、纸色谱法、薄层色谱法、极谱法、气相色谱法、荧光光度法、高效液相色谱法等［19-20］。但目前报道的玛咖中黄酮类化合物的测定一般采用硝酸铝比色法。硝酸铝比色法的基本步骤是以芦丁为标准品，用Al（NO3）3络合体系显色，进行全波段扫描，在510 nm处有最大吸收峰。通过测定其在510 nm处的吸光度，来计算黄酮类化合物的含量［20］。张黎明等人［12］用硝酸铝比色法对玛咖叶总黄酮进行测定。结果表明：玛咖叶中总黄酮的提取率为2.47%～2.51%。

1.3 玛咖中黄酮类化合物的功效

黄酮类化合物具有降压、降血脂、镇痛、抗骨质疏松、抗过敏及抗氧化等作用［20］。黄酮作为玛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、抗肿瘤以及增强机体免疫等作用。马怀义等［21］通过采用1，1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）和铁离子还原/氧化能力（FRAP）法来测定黑玛卡提取液的总抗氧化能力后得出玛咖提取液具有抗氧化能力。

2 结语

作为一种药食同源且近年来受到极大关注的高原植物——玛咖，其中含有丰富的营养物质和多种生物活性成分，具有改善性功能和提高生育力、调节内分泌、抗疲劳、抗氧化、提高记忆力和学习能力等药理作用。黄酮类化合物作为玛咖中的重要生物活性成分之一，具有抗氧化、抗衰老，抗癌、抗肿瘤，增强机体免疫，抑菌抗炎，抗糖尿病等药理作用，对人体健康有着积极的影响。因此，玛咖中黄酮类化合物的提取引起了专家学者极大的研究兴趣。已报道的玛咖中黄酮类化合物的提取方法主要有回流提取法、有机溶剂提取法、微波辅助提取法、超声波辅助提取法等。回流提取法操作简便，但提取率和原料利用率低；有机溶剂提取法方法简便，成本低，提取物纯度高且应用广，但是操作步骤繁多，溶剂消耗大，大部分的有机溶剂对人类有害，污染环境；微波辅助提取法提取率较高，选择性好，提取速度快，溶剂使用量少，耗能少；超声波辅助提取法操作便捷、提取物纯度高、溶剂消耗小，提取效率、安全环保、经济实用。玛咖中黄酮类化合物的测定方法主要是比色法。比色法用于测定总黄酮因分离效率高，在该类化合物中的应用日趋增多，且在黄酮类化合物的分析中得到了很大的发展。

3 展望

黄酮类化合物作为玛咖中的重要生物活性成分之一，生理活性多种多样，如具有抗氧化、抗衰老，抗癌、抗肿瘤，增强机体免疫，抑菌抗炎，抗糖尿病等。尽管黄酮类化合物对人体有诸多药理功效，但是人体不能直接合成，因此只能从食品中获取。提取出纯度高、活性强的黄酮类化合物成为了现在科学界研究关注的热点。因此，研究黄酮类化合物最佳的提取工艺、制定行之有效地测定黄酮类化合物的方法仍具有广泛的研究前景。