大豆荚黄酮提取纯化及其功能活性研究现状

宋继敏，王可心，贺志荣，赵二劳

（忻州师范学院化学系，山西 忻州 034000）

大豆为豆科一年生草本作物，我国为大豆生产和种植大国，巨大的大豆生产量造就了我国大豆生产的副产品——大豆荚资源极为丰富[1-2]。科学研究表明，大豆荚中含有较多的黄酮类成分[3-4]，在食品、医药、保健品等领域具有广阔的应用价值，前景可期。

目前，我国对大豆荚的研究开发应用不足，大豆荚大多用作饲料，科技附加值低下，造成资源的浪费。研究大豆荚中黄酮类成分的提取纯化及其功能活性，对于高值化利用大豆荚资源，有效拉长大豆产业链，提高大豆种植的经济价值都具有重要的实际意义。通过分析，总结概述我国大豆荚黄酮提取纯化及功能活性研究现状，为大豆荚黄酮类成分的深入研究和开发应用提供参考。

1 大豆荚黄酮类成分提取研究现状

大豆荚黄酮类成分提取是其开发利用的基础，但目前，国内有关大豆荚中黄酮类成分的提取研究相对较少，仅有回流提取法、超声辅助提取法和协同辅助提取法3种，极不利于大豆荚中黄酮的开发应用。

1.1 大豆荚黄酮回流提取

赵卫星等[4]研究了大豆荚黄酮类成分的回流提取，首先就不同溶剂（甲醇、乙丙醇、乙酸乙酯、乙醚和水）对大豆荚黄酮提取效果进行了筛选，选定乙醇溶液为提取剂，然后在单因素试验基础上，采用正交设计试验法分析、优化了乙醇回流提取工艺，直观分析得出影响大豆荚黄酮提取率的因素顺序为：提取温度＞乙醇浓度＞提取时间＞料液比。正交试验法优化的大豆荚黄酮类成分回流提取最佳工艺条件为：提取剂乙醇浓度80%，料液比1∶10（g/mL），回流温度70℃，回流提取时间24 h。此最佳回流提取工艺下，大豆荚中黄酮类成分提取率为8.85%。大豆荚黄酮回流提取工艺具有设备要求低、操作简便、易于实现工业化生产等优势，但也存在提取时间长、产品纯度不高、经济效益差等问题。

1.2 大豆荚黄酮超声辅助提取

王桃云等[3]研究了大豆荚黄酮类成分超声辅助提取，首先以乙醇浓度、料液比、超声功率和超声时间为因素，进行单因素试验，选定各因素的水平范围，再通过正交试验法优化大豆荚黄酮类成分超声辅助提取工艺条件。得到最佳工艺为：以浓度70%乙醇溶液为提取剂，在料液比1∶25（g/mL）、超声波输出功率270 W的条件下，超声辅助提取20 min，提取次数为3次。该最佳工艺下，大豆荚黄酮类成分提取率为8.49%。此外，王桃云等[5]对大豆荚中异黄酮超声-回流提取进行了研究。通过单因素试验，选定对大豆荚黄酮提取率影响较大的因素：提取温度、乙醇体积分数、超声时间对提取工艺进行响应面优化。确定的最佳工艺为：固定料液比1∶25（g/mL）、超声功率108 W和回流时间90 min，在乙醇体积分数84%、温度83℃的条件下，超声辅助提取30 min。此工艺下，大豆荚异黄酮提取得率为3.5 mg/g。超声辅助提取是一种现代的提取技术，可有效缩短提取时间，提取效率较高，值得深入研究。

1.3 大豆荚黄酮协同辅助提取

协同辅助提取就是采用两种或多种提取技术进行辅助提取，协同辅助提取可发挥工艺中各种技术的优势，达到优势互补提高提取率。王纯荣等[6]对大豆荚黄酮类成分的表面活性剂协同超声波辅助提取进行了研究。首先由单因素实验选定黄酮增溶表面活性剂为十二烷基硫酸钠（SDS），再以SDS用量、超声波输出功率和料液比为因素，进行大豆荚黄酮表面活性剂协同超声波辅助提取工艺响应面优化。优化的最佳工艺：水为提取剂，SDS用量0.46%，料液比1∶13（g/mL），超声波输出功率120 W，超声提取50 min。此工艺条件下，大豆荚黄酮类成分提取率9.75%。此外，王纯荣等[7]还研究了大豆荚黄酮类成分表面活性剂协同微波辅助提取，由单因素试验选定表面活性剂十二烷基二甲基甜菜碱（BS-12）为增溶剂，通过响应面优化的最佳工艺：水为提取剂，BS-12用量 4.4 g/L，微波功率 400 W，料液比 1∶26（g/mL），微波作用4 min 20 s。此工艺下，大豆荚黄酮类成分提取率为9.36%。可见，协同辅助提取大豆荚黄酮，既可有效缩短提取时间，又能提高黄酮提取率，提取效率较高，值得推广应用。

2 大豆荚黄酮纯化研究现状

经上述工艺提取的大豆荚中黄酮类成分，一般都是粗提物，纯度不高，需经进一步分离纯化，才能满足实际研究应用所需[8]。目前，有关天然产物中粗黄酮分离纯化技术不少，但国内有关大豆荚中黄酮分离纯化的研究不多，仅有硅胶柱层析分离和大孔吸附树脂吸附分离纯化两种方法。

2.1 大豆荚黄酮硅胶柱层析分离纯化

大豆荚黄酮类成分硅胶柱层析分离纯化也叫硅胶柱色谱分离纯化，就是在色谱柱中，根据大豆荚粗黄酮中成分极性大小，选择适当溶剂前后分别洗脱，极性稍小者靠前洗脱流出，极性稍大者靠后洗脱流出，从而分离纯化大豆荚黄酮类成分的一种分离纯化[9]。赵卫星等[4]利用硅胶柱层析，对液-液萃取得到的大豆荚黄酮类成分进行分离纯化，用500 mL的氯仿∶甲醇（V氯仿∶V甲醇=9∶1）混合液洗脱，黄酮纯度可达92.32%。该法对于大豆荚黄酮的工业化生产具有一定的应用价值。硅胶柱层析分离纯化大豆荚黄酮相对价格便宜，上样量大，样品损失少，耗时短，耗能少，分离纯化效果较好[10]，是目前天然产物中黄酮类成分分离纯化常用方法之一。

2.2 大豆荚黄酮大孔吸附树脂吸附纯化

大豆荚黄酮类成分的大孔吸附树脂吸附纯化就是依靠大孔树脂巨大的比表面积，以及与待纯化黄酮类成分分子间的范德华力进行物理吸附，再用不同极性溶剂洗脱，实现黄酮类成分的分离纯化[11]。王桃云等[12]以黄酮吸附量、解析率为指标，首先选定HPD-100树脂为吸附树脂，再通过动态吸附、动态解吸研究了HPD-100树脂吸附纯化大豆荚黄酮的工艺，确定的最佳纯化工艺条件：黄酮提取液上样pH值4.1，上样浓度1.6 mg/mL，流速1.5 mL/min；洗脱液为浓度80%乙醇溶液，洗脱流速0.5 mL/min，洗脱液用量6 BV。该纯化工艺下，大豆荚黄酮的质量分数由2.56%提高到60.7%。可见，采用大孔吸附树脂纯化大豆荚黄酮，具有工艺操作简单易行，树脂吸附选择性强，黄酮成分解吸条件温和，生产周期短等优点，可达到较好的纯化效果。该工艺有较高的工业化应用价值，值得深入研究。

3 大豆荚黄酮功能活性研究现状

诸多研究表明，天然产物中黄酮具有多种功能活性，但目前，国内有关大豆荚黄酮类成分功能活性的研究很少，仅有抗氧化与抑杀线虫的研究报道。王桃云等[13]研究发现，大豆荚黄酮具有较强的羟基自由基、超氧阴离子自由基和烷基自由基清除能力，以及抑制油脂过氧化能力，且均呈一定的浓度依赖性，当大豆荚黄酮浓度大于5 μg/mL时，其清除自由基能力强于槲皮素、芦丁、VC和BHT，表明大豆荚黄酮具有较强的抗氧化活性。另外，王桃云等[3]研究发现，加入大豆荚黄酮10 μL时，可明显抑制超氧阴离子自由基，抑制率为35.96%，也说明大豆荚黄酮具有清除自由基能力及抗氧化活性。赵卫星等[14]以南方根结线虫J2为供试虫，在添加大豆荚黄酮提取液后，通过观察统计线虫死亡或存活数，研究了大豆荚黄酮对根结线虫J2的抑杀作用，试验结果表明，从大豆荚中提取的黄酮类成分，对根结线虫J2有很强的毒杀作用，且呈量效关系，经浓度为1.5 μg/mg的黄酮提取液处理,可使根结线虫的校正死亡率达50%以上。

4 总结与展望

综上所述，基于我国为大豆生产与种植大国的地位，造就了我国大豆荚资源极为丰富，为研究、开发利用大豆荚黄酮提供了得天独厚的资源优势。但目前，我国对大豆荚黄酮的提取研究仅有回流提取法、超声辅助提取法和协同辅助提取法3种；关于大豆荚黄酮纯化的研究仅有硅胶柱层析分离和大孔吸附树脂吸附分离纯化两种；而有关大豆荚黄酮功能活性的研究仅有抗氧化与抑杀线虫的报道，显见，我国对大豆荚黄酮类成分的研究还极为有限，离大豆荚黄酮开发应用的需求还有很大的距离，丰富的大豆荚资源尚未得到高值化有效利用。因此，今后应加大研究力度，系统研究大豆荚中黄酮类成分提取纯化工艺技术，多方面、体外与体内相结合研究大豆荚黄酮的功能活性，为大豆荚黄酮的开发利用奠定理论与试验基础，使大豆荚黄酮产品尽早进入人们日常生活，在促进人类健康生活中发挥积极作用。