药食同源黄酮类化合物活性成分提取技术研究

杨潇

摘 要：黄酮类化合物广泛存在于自然界的植物中，属植物次生代谢产物。天然黄酮类化合物的提取方法很多，有水煎煮法、加热回流取法等。分析固相萃取、分子印迹技术、高速逆流色谱等新技术手段提取药食同源降血糖黄酮类化合物。

关键词：黄酮类化合物;提取技术

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，其中包括黄酮的同分异构体及其氢化和还原产物，也即以C6—C3—C6为基本碳架的一系列化合物。黄酮类化合物在植物界分布很广，在植物体内大部分与糖结合成苷类或碳糖基的形式存在，也有的以游离形式存在。研究表明，黄酮类化合物有提高动物机体抗氧化及清除自由基的能力。黄酮类化合物因酚羟基上的氢原子可与过氧自由基结合生成黄酮自由基，进而与其他自由基反应，从而终止自由基链式反应。

葛根在 2000 年葛根正式被国家卫生部批准列入“既是食品又是药品”名录[1]，是我国最常见的中药之一，有“亚洲人参”的美誉，主要分布于河南、湖北、江苏和江西等地，具有提高免疫、解热 、护肝、抗氧化、降血糖等功效，是传统医学上的常用药物。葛根的活性成分复杂，既包括多糖、蛋白质、多肽等大分子物质，又包括黄酮、多酚、甾体、生物碱、萜类等小分子物质[2]，既有多种有效成分因此得到纯度较高的黄酮类化合物成为中药研究领域中的一项重要工作。目前，黄酮类化合物是生物及医药的重要原料，由于黄酮类化合物在植物中量较低，体系复杂，大分子和小分子、生命和非生命物质共存，特别是存在结构相近的异构体，传统方法一般是进行合成得到， 而合成比从植物中直接提取成本更高，同时还可能受到外界环境的污染，其结构的相似性使其难于分离。

黄酮类化合物的提取是根据相似相溶原理，目前，天然黄酮类化合物的提取方法很多，有水煎煮法、加热回流取法等。水煎煮法提取中黄酮类物质的含量不高，杂质含量较多。加热回流取法存在着溶剂用量大，提取时间长等缺点。因此，如何高效、高选择性地快速提取和分离黄酮类化合物是目前亟待解决的问题，而开发新型分离功能材料、提高其分离的专属选择性，是行之有效的解决方法。

1黄酮类化合物活性成分提取技术

1.1固相萃取（Solid Phase Extraction，SPE）

固相萃取就是利用固体吸附剂将液体样品中的目标化合物吸附，与样品的基体和干扰化合物分离，然后再用洗脱液洗脱或加热解吸附，达到分离和富集目标化合物的目的。由液固萃取和柱液相色谱技术相结合发展而来，主要用于样品的分离、纯化和浓缩，与传统的液液萃取法相比较可以提高分析物的回收率，更有效的将分析物与干扰组分分离。固相萃取作为样品前处理技术，在实验室中得到了越来越广泛的应用。固相萃取是一个包括液相和固相的物理萃取过程。在固相萃取中，固相对分离物的吸附力比溶解分离物的溶剂更大。目前已出现了全自动固相萃取，是为有机分析前处理开发出的能够在无人值守情况下自动化运行固相萃取方法的仪器，自动完成固相萃取全过程，柱活化、上样、柱淋洗、柱干燥、柱洗脱等。

1.2分子印迹技术（molecular imprinting technique，MIT）

分子印迹技术是指制备对某一特定目标分子（模板分子或印迹分子）具有高选择识别性能的聚合物的过程。直到 1993 年，Mosbach[3]在《Nature》杂志发表的分子印迹聚合物的制备茶碱论文后，分子印迹技术得到飞速的发展。发展至今，已经渗透到各个领域，涉及分子模拟、高分子化学、材料化学、物理化学、生物医学和其他方面，也涌现大量的学术研究论文。其主要原理是在模板分子和功能单体的混合物中加入交联剂，引发聚合反应，生成分子印迹聚合物，当模板分子洗脱后，聚合物上留下的结合位點保证了MIP能在一系列结构类似的分子中，选择性识别模板分子。研究人员可以根据不同的实验目的，合成不同分子印迹聚合物，以满足预期的需求。科研工作者根据研究分子结构的一个预定的模板合成，从而制备聚合物对模板分子的印迹腔结构和识别位点，满足其特殊的识别。使聚合物在色谱分析[4]，固相萃取[5-6]等领域有广阔的应用前景。印迹聚合物在色谱中最重要的用途是作为色谱固定相。印迹聚合物作为色谱固定相的最大优点是具有较高的选择性，因此被广泛用于手性分离领域。以分子印迹聚合物为基体的固相萃取为样品分离的提供新方法和新思路。MIPs 与 SPE 联用，分子印迹聚合物作为色谱固定相，分析目标分子或与目标分子结构类似的物质。

1.3高速逆流色谱（high speed countercurrentchromatography）

高速逆流色谱是一种液-液色谱分离技术，它的固定相和流动相都是液体，没有不可逆吸附，具有样品无损失、无污染、高效、快速和大制备量分离等优点。由于HSCCC与传统的分离纯化方法相比具有明显的优点，因此此项技术己被广泛应用于中药成分分离、保健食品、生物化学、生物工程、天然产物化学、有机合成、环境分析等领域。由于不需要固体支撑体，物质的分离依据其在两相中分配系数的不同而实现，因而避免了因不可逆吸附而引起的样品损失、失活、变性等，不仅使样品能够全部回收，回收的样品更能反映其本来的特性，特别适合于天然生物活性成分的分离。而且由于被分离物质与液态固定相之间能够充分接触，使得样品的制备量大大提高，是一种理想的制备分离手段。

参考文献：

[1]孙艳雪，王玉华，杨易，张烨.葛根中葛根素提取工艺研究[J].中国民族民间医药，2019，28（23）：33-37.

[2]张梦璇. 葛根提取工艺优化及血清药物化学初步研究[D].陕西科技大学，2019.

[3]Vlatakis G.， Anderson L. I.， Mosbach K. Drug assay using antibody mimics made by molecular imprinting [J]. Nature， 1993， 361： 645～647.

[4]Dar KK， Shao S， Tan T， Lv Y. Molecularly imprinted polymers for the selective recognition of microorganisms. Biotechnol Adv. 2020， 45：107640.

[5]Zhang N， Zhang N， Xu Y， et al. Molecularly Imprinted Materials for Selective Biological Recognition. Macromol Rapid Commun. 2019;40（17）：e1900096.

[6]Ahmad OS， Bedwell TS， Esen C， Garcia-Cruz A， Piletsky SA. Molecularly Imprinted Polymers in Electrochemical and Optical Sensors. Trends Biotechnol. 2019;37（3）：294-309.

基金课题：湖南省教育厅科学研究项目，防治糖尿病药食同源功能食品关键技术开发与应用研究（20C0117）