馮朋,張麗萍,白利濤

摘要：系統(tǒng)地介紹了提取分離方法的分類,對目前已報道的銀杏中黃酮類化合物的提取分離方法進行了綜述,指出了新型分離技術中的耦合與集成技術應有更佳的應用前景。

關鍵詞：銀杏；黃酮類化合物；提取分離方法；前景

中圖分類號： S664.3 文獻標識碼：ADOI編碼：10.3969/j.issn.1006－6500.2012.02.013

Research Advancement of Extraction and Separation of Flavonids from Ginkgo

FENGPeng,ZHANGLi-ping, BAI Li-tao

(Department of Materials and Chemical Engineering, Sichuan Institute of Science and Technology, Zigong, Sichuan 643000,China)

Ａｂｓｔｒａｃｔ: This paper introduced the methods of extraction and separation of classification, secondly, the Ginkgo flavonoids extraction methods that has been reported were summarized.At last, it pointed out that the new separation technique in which the coupling and integration technology should have better application prospects.

Key words: ginkgo；flavonoids；extraction and separation method；prospect

銀杏樹又稱白果樹或公孫樹,屬銀杏科植物,主要產于中國,是當今地球上最古老的樹種之一[1]。黃酮類化合物是銀杏葉中的主要藥效成分,銀杏葉黃酮具有廣泛的生物活性,具有抗氧化活性、抗腫瘤活性、抗炎癥和調節(jié)免疫細胞效應等[2-7]。為了能更合理地利用銀杏資源,提高銀杏中黃酮類化合物的利用率,筆者對銀杏中黃酮類化合物提取分離方法研究進展進行了綜述。

1提取分離方法的分類簡介

1.1 傳統(tǒng)分離方法

依據分離原理不同,傳統(tǒng)分離方法可分為機械分離、反應分離和傳質分離三大類[8]。機械分離利用機械力將兩相混合物相互分離,分離對象主要是兩相混合物；反應分離借助化學反應分離或除去組分,適用于可逆反應和分解反應等；傳質分離以質量傳遞為主要理論基礎,可在均相或非均相混合物中進行,適用于精餾、萃取、吸附、結晶等過程的分離,具體傳質分離分類見表1。由表1可以看出，傳質分離技術更適合于銀杏中黃酮類化合物的提取分離。

1.2新型分離技術

新型分離技術在近幾十年得到快速發(fā)展,在很多領域,它比傳統(tǒng)分離技術更具有優(yōu)越性,可大致分為3類：第一類對傳統(tǒng)提取分離方法變革后的分離提取技術,如超臨界萃取、液膜萃取和色譜萃取等；第二類基于材料科學發(fā)展的提取分離技術,如反滲透、超濾等膜分離提取技術；第三類各種提取分離相聯(lián)合的分離提取技術。現(xiàn)對具體的新型提取分離技術進行介紹。

1.2.1超臨界萃取超臨界萃取是基于萃取機理的一種新型分離技術,廣泛用于中藥材中有價值和生物活性物質的提取。何擴等[11]采用乙醇浸提與超臨界用CO2萃取的方法,研究了從銀杏葉中提取黃酮類化合物的工藝條件,結果表明：在較低操作壓力的下，能有效地提取銀杏葉中黃酮類化合物，總黃酮的提取率達2.61%，純度達27.7%。超臨界流體具有低溫下萃取,無溶劑殘留和可以選擇性分離等優(yōu)點，是目前研究的一個熱點,但是超臨界流體萃取的實際應用還不完全成熟,主要是設備投資費用過大,設計經驗不足,設計基礎數(shù)據缺乏。

1.2.2雙水相萃取雙水相萃取也是基于萃取機理的一種新型分離技術,雙水相萃取技術分離原理是物質在雙水相體系中的選擇性分配。雙水相萃取可用于天然產物的分離純化[12]。雙水相萃取技術的較高選擇性和專一性,適用于從中藥材所含眾多化合物中提取黃酮類物質。趙曉莉[13]雙水相萃取提取分離柿葉中的黃酮類化合物，在聚乙二醇-鹽雙水相體系中,得到最佳實驗條件：pH值11,MgCl2質量分數(shù)為3%,溫度25 ℃。雙水相體系具有分離快,萃取溫度低,設備投資少,操作簡單,無溶劑殘留等特點。

1.2.3膜分離技術膜分離技術是指在分子水平上不同粒徑分子的混合物通過半透膜時,選擇性分離的技術,是人們掌握的最節(jié)能的分離和濃縮技術之一。目前，膜分離技術廣泛用于水處理領域如海水淡化、超純水的制備及醫(yī)藥工業(yè)等。陳玲等[14]利用膜分離技術對紫花杜鵑干燥嫩葉中黃酮類化合物進行分離純化研究,結果表明:將紫花杜鵑干燥嫩葉中黃酮類化合物提取液依次通過相對分子質量為105、5×104、104的截留膜后,其純度可達到46.07%。膜分離技術具有分離效果高、操作簡單、費用低的特點,但是適用范圍受到限制,常常因加工溫度、藥材成分、pH、膜的耐藥性、膜的耐溶劑性等的不同,有時不能使用膜分離。

1.2.4耦合與集成技術將分離與反應等兩種或兩種以上的單元操作耦合或結合在一起并用于工業(yè)分離的過程稱為集成過程或雜化過程。實現(xiàn)了物料與能量消耗最小化、工藝過程效率的最大化、混合物最優(yōu)分離和獲得最佳的產物濃度。如膜分離和超聲波提取、膜分離和萃取等常規(guī)化工分離技術相結合。張曉飛[15]用超聲波輔助提取技術和膜分離技術在紅花黃色素提取與純化中的基本規(guī)律，實驗結果表明:相對于傳統(tǒng)溶劑浸提法,超聲波輔助萃取法的提取率提高約30%,膜分離方法得到產品的純度高。采用這種集成技術比單獨應用膜分離技術或使用單獨的傳統(tǒng)的分離技術更有效、更經濟。

2目前文獻報道的銀杏中黃酮類化合物提取分離方法簡紹

2.1水提法

水提法即煎煮法將中藥材加水煎煮取汁的方法。由于浸出溶劑常用水,故也稱為水煮法或水提法。水作為浸取溶劑具有生產成本低,無環(huán)境污染等優(yōu)點,但是水提法提取時,提取分離效率低，浸取液雜質（如無機鹽、蛋白質、糖和淀粉等含量較高）,給進一步分離純化帶來許多困難[16]。

2.2超聲波提取

超聲波提取是近年來應用到中藥材有效成份提取分離較成熟的手段之一。超聲波萃取是基于超聲波的特殊物理性質，通過壓電換能器產生的快速機械振動波來減少目標萃取物與樣品基體之間的作用力從而實現(xiàn)固─液萃取分離。劉晶芝等[17]研究了銀杏葉黃酮類化合物的超聲波法提取工藝,實驗表明最佳工藝條件:超聲波頻率為40 HZ,處理時間55 min,提取溫度35 ℃,靜置3 h,提取率可達81.9%，測得總黃酮含量為1.07%。超聲波提取方法具有操作簡單,提取率高,能耗低，很好地避免高溫高壓對中藥材有效成分的破壞，作為提取的一種手段有著廣闊前景，但它對容器壁的厚薄及容器放置位置要求較高,目前實驗研究都是處于很小規(guī)模,如果要用于工廠生產,還有待于解決工程設備放大的問題。

2.3微波萃取

微波萃取是通過透入內部的能量被物料吸收置換成熱能對物料進行加熱,形成獨特的物料受熱方式,具有均勻性受熱的特點。陳金娥[18]采用微波萃取銀杏葉黃酮類化合物,通過單因素實驗和正交試驗結果,確定提取的最佳條件:溫度55 ℃,功率800 W,液固質量比70∶1,處理時間6 min,提取率可達3.578%。微波萃取技術與傳統(tǒng)煎煮法相比較,具有高效性和選擇性強等特點,而且具有操作簡便、副產物少、提取率高等優(yōu)點[19],有效克服了藥材細粉易凝聚易焦化的弊病,但這一技術應用于中藥草提取還不夠成熟和完善,其萃取機理還有待于進一步研究。

2.4 半仿生提取

半仿生提取法是近幾年提出的新提取方法。它是從生物藥劑學角度出發(fā),將藥物研究法與分子藥物研究法相結合,模擬口服藥物經胃腸道轉運吸收的環(huán)境,采用活性指導下的導向分離方法。王蕙等[20]用正交試驗對銀杏葉總黃酮的半仿生法提取工藝進行優(yōu)選。得到最佳工藝條件為：提取液濃度80%、溫度80 ℃、固液比1∶20(g·mL-1)。半仿生提取法優(yōu)點是不但可以提取和保留中藥材更多的有效成分,而且能縮短生產周期、降低成本[21]，但缺點是目前半仿生提取法大多仍沿襲高溫煎煮方式,易影響有效活性成分,降低藥效,影響了半仿生提取的應用。

2.5酶解提取法

酶解提取法適用于被細胞壁包裹的黃酮類化合物的提取。利用酶反應的高度專一性,破壞細胞壁,使其中的黃酮類化合物得到釋放。王暉等[22]研究了銀杏黃酮的酶解提取工藝,實驗得到酶解過程的最優(yōu)參數(shù)為:料液中酶濃度為0.125 g·L-1，酶與底物比為1∶1 200,溫度45 ℃,自然pH值，時間2 h,銀杏葉經纖維素酶預處理后進行浸提,總黃酮提取率顯著提高，可達。酶解法提取中藥材有效成分時收率明顯提高,具有較大的應用潛力,但該技術也存在著一定的局限性，酶解法提取對實驗條件要求較高,為使酶發(fā)揮最大作用,必須先通過實驗確定最適溫度、pH值及最適作用時間等，能否用于工業(yè)化的中藥材提取，還需綜合考慮酶的濃度、底物濃度、抵制劑等對提取物的影響,制約了其在實際生產中的應用。

2.6連續(xù)逆流提取法

連續(xù)逆流提取的工作方式為整個提取過程在密閉狀態(tài)下進行，使提取過程達到連續(xù)、逆流、動態(tài)和自動化、智能化提取。張毅等[23]研究了連續(xù)逆流提取多穗柯黃酮的工藝條件。確定了最佳工藝∶提取級數(shù)級,溫度100 ℃、按照1∶30的料液比,時間40 min，黃酮提取率可達88.26%。連續(xù)逆流提取的優(yōu)點是提取效率高、節(jié)省溶劑,具有連續(xù)性操作的特點，缺點是影響因素多、工業(yè)化生產需優(yōu)化很多參數(shù)。

2.7有機溶劑提取法

有機溶劑法亦稱共沉淀法,將藥物與載體材料共同溶解于有機溶劑中,蒸去有機溶劑后使藥物與載體材料共同析出,經干燥即得。甲醇和乙醇是最常用的黃酮類化合物提取溶劑,乙酸乙酯和丙酮也常用來提取黃酮類化合物[24]。田呈瑞[25]采用索氏提取法,用乙醇提取銀杏葉中總黃酮,實驗最佳條件為:銀杏葉粉碎至0.25~0.30 mm,用乙醇以液固比6∶1,提取溫度80 ℃,提取次,每次1 h,銀杏葉中總黃酮提取率可達87.6%。有機溶劑提取黃酮的優(yōu)點是其選擇性好,滲透性強,提取率比水提法高,缺點是提取產物的有效成分質量分數(shù)不高,造成后面純化困難,且使用大量有機溶劑對環(huán)境有污染[26]。

3結論與展望

中國是銀杏生產大國,應對銀杏資源進行有效的開發(fā)和利用,其中，銀杏黃酮類化合物提取分離方法研究就是值得關注的課題之一。目前銀杏黃酮類化合物提取分離方法很多,但多數(shù)集中于傳統(tǒng)分離技術的應用,在提取成本、提取率等等方面還需進一步提高。此外,超聲波提取和雙水相提取[27]連用技術,超聲波和微波聯(lián)合提取[28]等技術也開始應用于銀杏中黃酮類化合物提取分離,并且效果不錯。為了使銀杏等中藥材能更好的造福社會,顯然,從分離學的角度分析,新型分離技術中的耦合與集成技術應有更佳的應用前景。

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