红薯叶茎中黄酮的提取工艺研究

徐洪宇

(吉林化工学院生物与食品工程学院，吉林吉林 132022)

红薯，也被称为甘薯、地瓜等，属于旋花科的一年生草本植物，原产地为美洲热带地区，随着殖民非洲和新大陆的发现被传播到世界各地。16世纪末期红薯引进入中国，因其高产、便于栽培并且具有较高的抗病虫害性逐渐成为我国广泛种植的品种。我国近几年已经成为世界最大的红薯产地，红薯是我国除水稻、玉米、小麦以外最高产的主要粮食作物。通过研究发现红薯的根茎叶当中均含有丰富的糖类、纤维素、维生素、果胶、微量元素等成分，同时含有黄酮类化合物、多糖和绿原酸等活性成分，具有提升免疫力、提升抗病能力、利尿通便、抗衰老、抗菌等功能[1]。因红薯的特性影响，人们多食用红薯根部分，而红薯叶茎很少被充分利用，其多作为家畜的饲料或者直接丢弃，这不仅是资源的浪费更容易造成环境污染等问题。近期研究证明黄酮类化合物具有一定的活性作用，如抗癌、抗病毒、抗肿瘤、抗氧化自由基、提升心血管的系统活性、保护肝脏活性以及抗炎镇痛等。另外黄酮类化合物还具有降血脂、降血压、提升机体免疫力和抗衰老的药理活性，可以被应用在医药、化妆品以及保健等领域[2]。

1 红薯叶茎中黄酮类化合物的药理活性

1.1 防癌抗癌

植物类黄酮化合物的防癌抗癌功能始终是研究的热点课题，其抗肿瘤的功能性主要表现为：①抑制肿瘤细胞的增生，对肿瘤细胞具有毒性作用，对正常细胞没有影响；②诱导肿瘤细胞死亡，其中的芹菜（苷）配基及藤黄菌素能够促进细胞的凋亡，另外甘草查尔酮-A也能够抑制肿瘤细胞和白血病细胞的增生，诱导细胞死亡。

1.2 抗心血管疾病

黄酮类化合物具有较强的抗氧化活性，具有较强的抗心血管疾病活性。其能够降血脂、降血压、降胆固醇、抑制血栓、扩张冠状动脉等。黄酮磷脂复合物能够有效增加机体抗氧化酶活性，降低自由基氧化的应激反应对血管内皮细胞造成的损伤，减少内皮源性心血管活性物质素含量，缓解机体因心肌缺血再灌注而导致的血管内皮细胞受损。

1.3 调节免疫

人体用以抵御疾病的重要系统就是免疫系统，加强免疫系统功能主要是加强免疫监视、免疫自稳以及免疫防御等方面。研究证明黄酮类化合物能够提升机体单核巨噬细胞的吞噬能力，对免疫功能有明显的增强效果，对机体免疫力能够起到调节作用。

1.4 抗病毒

黄酮类化合物能够抑制多种病毒，研究发现黄酮类化合物能够有效抑制疱疹病毒、乙肝病毒等，与黄酮醇能够起到协同抗病毒的作用。

2 红薯叶茎中黄酮的提取工艺

2.1 水提法

传统的水提法指的是煎煮法，将红薯叶茎加水煮出汁。另外还有通过浸泡的方法将汁提取出来，该方法至今仍然在使用，且具有操作安全、成本低、耗时较短、提取率高。但该种方法提取出来的物质中杂质较多、保质期短、不易保存、不易过滤和进一步浓缩[3]。通过实验研究能够发现水提法的浸泡时间、料液比例、提取时间以及提取温度对黄酮类化合物的提取率有直接的影响，无法被广泛应用在红薯叶茎的黄酮类化合物提取生产当中。

2.2 有机溶液提取法

黄酮类化合物最常见的提取方法是有机溶剂提取法。实验中常见溶剂为乙醇C2H6O、甲醇CH3OH、乙醚C2H5OC2H5和乙酸乙酯C4H8O2等。在生产中，鉴于安全因素，同行采用乙醇C2H6O进行化合物的提取。通过研究可以得到料液比例和乙醇C2H6O的浓度、提取时间和提取温度都会影响到黄酮类化合物的提取率。其中最为关键的影响因素是料液比例和乙醇C2H6O的体积浓度，需要注意的是，避免出现杂质过多、提取不完整、回收困难和成本提高等问题。

2.3 酶提取法

酶的选择性较强，可以针对不同的植物选择适合的酶进行黄酮类化合物的提取。红薯叶茎的总黄酮量会随着酶用量的增加而提升，酶解时间在90 min、温度为50 ℃时，总黄酮量与酶用量呈正比，但酶用量超过0.6%以后，总黄酮提取量没有明显的增加趋势。由此可见，酶用量达到一定值时，酶解较为完全，当浓度过高时，反应速度不会随着酶浓度增加而提升，出现饱和现象，综合考虑后得出采用酶提取法对红薯叶茎的黄酮类化合物提取时，酶用量应当控制在0.6%以下。

2.4 超临界萃取技术

超临界流体萃取法的溶剂主要为超临界流体，可以从植物的固体或者液体当中萃取出有效成分并且将其分离出来。超临界流体的萃取法具备了萃取与分离的双重功能，物料并无相变的过程，能够有效节能、流程更加简单、无有机溶剂的残留、具有较高的萃取效率、产品质量有保障并且无环境污染。但缺点在于设备成本较高，国内应用较少。最常见的超临界流体为二氧化碳。采用超临界流体萃取的过程中萃取的温度、压力以及流量等因素会对萃取率产生较大的影响。该种技术在植物活性物质提取方面广泛被应用，但因成本较高并没有大范围投入使用，且提取温度通常较低，黄酮类化合物不易发生水解或者氧化，后续可以进行更为深入的研究。

3 辅助提取手段

3.1 微波辅助

微波辅助提取技术也可以称为微波萃取技术，不同结构的物质在微波场中对微波的吸收能力各不相同，通过微波使细胞内的温度升高，破坏细胞，让细胞内的物质能够自由流出并溶解到周围的溶剂当中。该方法的优势在于快速高效、无污染、耗材耗能较少，能够被广泛应用在药材类植物的提取方面。采用微波辅助提取时应当注意微波功率、提取时间、料液比例以及乙醇的浓度等各项因素，都会对黄酮类化合物的提取率产生一定的影响。另外，微波辅助提取技术的时间较短，是十分理想的红薯叶茎黄酮类化合物提取辅助方法[4]。

3.2 超声波辅助

超声波辅助提取技术主要是采用超声波的空化、粉碎、振动、搅拌等方法对植物活性物质进行提取，通过使用超声波破坏细胞壁，达到将内容物融入到溶液当中的目的[5]。这种提取法具有时间短、效率高、温度低、适用性高、简单操作、药液杂质少等优点，设备的保养和维护也具有便捷性，适合应用在红薯叶茎的黄酮类化合物提取当中。

4 结语

近几年我国科学技术得到了快速发展，加快对黄酮类化合物的相关提取工艺的研究，如采用高新技术和先进生产工艺进行黄酮类化合物的提取，如生物技术、热反应技术、干燥技术、微胶囊包埋技术、超微粉碎技术、膜分离技术、电磁技术以及超临界萃取技术等。我国对红薯叶茎中的黄酮类化合物提取技术仍然需要不断提升和完善，并将黄酮类化合物应用在医药、食品以及化妆品的开发当中，在造福人类的同时，带动经济的发展。