甘草黄酮提取工艺研究进展
2012-02-23 23:11阅读：
甘草黄酮提取工艺研究进展
摘
要：本篇综述主要是讲甘草中重要的甘草黄酮的各种提取方法，包括传统水提法、溶剂萃取法、复合酶提取法、超临界流体提取法等，介绍了其工艺特点、原理、评价等内容，同时简要介绍了目前甘草废渣中提取甘草黄酮的研究情况，从而为找到一种可以提高甘草的综合利用价值，同时大规模工业化生产提取甘草黄酮找到有效快速的途径提供借鉴与参考。
关键词：甘草黄酮 提取工艺 研究进展 甘草
Liquorice extraction process research progress
Abstract: This paper is mainly about the important of
licorice flavonoids in licorice various extraction methods,
including the traditional water extraction, solvent extraction,
enzyme extraction, supercritical fluid extraction, introduces the
technological characteristics, principle, evaluation of content, at
the same time, this paper briefly introduces the present waste
licorice residue extraction of flavonoids of Glycyrrhiza research
situation, so as to find a can improve the licorice comprehensive
utilization value, at the same time the large-scale industrialized
production extraction of licori
ce flavonoid found effective and fast way to provide reference and
reference.
Key words: liquorice flavone Extraction process of
research progress licorice
1前言
甘草又名甜草、蜜草、美草等，是一种豆科多年生草本植物，是重要的中草药，民间用于治疗乳腺炎、胃及十二指肠溃疡、慢性气管炎、咳嗽、气喘、慢性咽喉炎、食物中毒等症[1]，享有“中草药之王”美誉。甘草的化学组成极为复杂,大致可分为甘草甜素、甘草次酸及黄酮类等几大类化合物。其中，甘草黄酮是以C6-C3-C6为基本母核的一类生物活性较强的天然产物，迄今为止，国内外已从甘草中分离得到100多种黄酮类化合物，主要有甘草素、异甘草素、甘草甙、异甘草甙、新甘草甙、新异甘草甙、甘草查尔酮等化合物。研究证明甘草黄酮类化合物具有多种生物活性,
有抗溃疡、抗菌、抗炎、解痉、降血脂、镇痛等作用[2]，现已被广泛用于医药、保健及美容等行业。另据日本人奥田拓男等教授的研究表明，在甘草中有三种黄酮化合物对爱滋病病毒(HIV)的增殖抑制能力较强,引起世界广泛关注[3]。因此，近年越来越多的人们掀起了对甘草黄酮类化合物展开药性原理及提取工艺的研究热潮。
目前，世界上现有的甘草黄酮提取方法很多，一般有有机溶剂法、碱性溶剂法、超声波提取法、复合酶法等[4]。这些看似毫无关联的工艺，基本原理都是通过某种物理、化学或是生物的方法破坏甘草的细胞壁，再根据甘草黄酮的极性及溶解性不同，从而达到分离提取的目的。这里主要介绍了近年来甘草中黄酮类化合物的提取工艺的研究进展作简要综述。
2甘草黄酮的提取方法简介
2.1传统水提法
过去，甘草黄酮的提取一般采用的是水提法［5］，其主要原理通过甘草粉与水按一定配比，加热混合至80~95℃浸提甘草粉，利用甘草黄酮的水溶性进而提取甘草黄酮。此法虽然要求设备简单，操作方便，但因提取杂质多、提取时间长、提取液存放易腐败变质、后续过滤操作困难、收率较低等缺点,现已不常使用[6]。
2.2溶剂萃取法
溶剂萃取法可以包括无机溶剂萃取法和有机溶剂萃取法。其主要原理是利用甘草黄酮能溶于碱水或甲醇等有机溶剂的特性来提取甘草黄酮。其中，有机溶剂萃取法是目前国内外提取甘草中黄酮类物质最为广泛的方法，可用冷浸法或加热抽提法提取，乙醇和甲醇是普遍采用的浸提液。
但建明、李文娟等人[7]以 NaOH 水溶液作为浸提液，正交设计提取甘草渣中黄酮类化合物得出，最佳提取工艺为
0.2 mol/LNaOH，料液比为 1∶14，提取温度 90 ℃，提取时间 0.5
h。刘晓风等[8]利用乙醇回流法提取市售甘草黄酮，正交试验得到最佳提取工艺为料液比 1∶20，提取温度 85
℃，提取时间3 h，乙醇浓度 75％，提取率达到 2.49%。杨慧等[9]选择 NaOH
和乙醇的混合溶液作为浸提液，利用回流法提取内蒙古产甘草渣中黄酮，试验获得的最佳工艺条件为碱醇（NaOH 浓度 0.4
mol/L，乙醇浓度 75％）比为 1∶2，料液比 1∶30，回流时间3 h，回流温度 95 ℃，提取率达到
4.21%。田庆来等[10]以三烷基氧化磷（TRPO），石油醚溶液为浸提液，对市售甘草片进行黄酮提取，正交试验表明，TRPO浓度影响总黄酮提取率程度大于有机相与水相的体积比（A/O），总黄酮提取率随
A/O 的增大而减小，随浸提液浓度的增大迅速提高，通过此法可实现水溶性甘草黄酮和甘草酸的分离。
2.3超声辅助法
超声辅助法是利用超声波的振动空化、机械粉碎、搅拌等作用,使植物组织在溶剂中瞬时产生的空化泡崩溃,而使组织中的细胞破裂,利于溶剂渗透到植物细胞内部,使细胞中的成分进入溶剂中,加速相互渗透、溶解,以增加中药材中黄酮类化合物在溶剂中的溶解[11]。
曾超珍等[12]利用此法通过正交试验提取市售甘草中的黄酮得出，在超声功率385 W，80%乙醇，料液比
1∶15，提取时间 8 min
的提取条件下，黄酮提取率达到6.23%。刘红等[13]研究了超声时间对人工栽培2年生乌拉尔甘草中黄酮提取率的影响，结果表明，在室温下超声提取80
min
较合适。另外，王应强[14]、何璐[15]、李炳奇[16]等分别对不同甘草品种进行超声辅助提取的工艺研究，表明超声技术已广泛应用于甘草黄酮的提取。
2.4复合酶提取法
复合酶提取法是在传统的溶剂提取方法的基础上，根据植物药材细胞壁的构成，利用酶反应所具有的高度专一性等特点，选择相应的酶，将细胞壁水解或降解，使有效成分充分暴露出
来，溶解、混悬于溶剂中，从而达到提取细胞内有效成分的目的。复合酶法利用酶解作用破坏细胞壁结构会使其提取结构阻力减少，利于中药有效成分的提取，是一种安全、有效、对环境无污染的提取方法。
在我国，高保英等[17]通过试验对复合酶法及微波法进行了比较，结果以纤维素酶、果胶酶组成的复合酶法提取率与微波法相当，但复合酶法仅以水为溶剂，在温和的反应温度下即可达到微波提取的效果，且提取成本及耗能均较微波法低。接着，王芸芸等[18]采用纤维素酶和果胶酶对甘草渣进行酶解，从中提取甘草总黄酮，并与常规醇提法进行比较，结果复合酶法提取的游离总黄酮含量提高了5倍。除了提取时间相对较长这个明显不足以外，复合酶提取法的提取条件温和、操作简单，克服了活性成分在高温下易分解破坏的缺点，且无污染，对生产设备没有特殊要求，可作为提取甘草黄酮的一种新方法，值得进一步推广应用。
2.5闪式提取法
闪式提取法的主要原理是在适当溶剂存在条件下，利用高速机械剪切力和搅拌力，迅速破坏植物细胞组织，使细胞组织内部的有效成分与溶剂充分接触，快速溶解转移，在短时间内达到内外溶解平衡。
邓引梅等[19]对比研究了闪式提取、索氏抽提、搅拌提取、超声波提取对胀果甘草叶总黄酮的提取效果，并利用正交试验对提取工艺进行了优化，结果表明，用闪式提取法提取时间短，提取溶剂用量少，最佳提取工艺为：料液比1∶40，乙醇浓度
70%，提取时间 6 min，黄酮提取率为
2.917%。此后，邓引梅等[20]又在单因素试验基础上探索了响应面法确定闪式提取甘草叶中总黄酮的最优提取工艺参数的可行性，最佳工艺条件为：料液比1∶40.3，乙醇浓度
70.2%，提取时间5 min，在此工艺条件下，总黄酮的提取率达到2.91%，与模型预测值基本相符。
2.6超临界流体提取法
近10年来，超临界流体提取(SFE)技术的迅速发展[21]，因为超临界萃取不但可使植物细胞壁高度破碎，增加黄酮类物质与溶剂的接触面积和萃取通道，提高萃取率，同时还可使黄酮与纤维素结合力降低，具有提取效率高、溶剂用量少、无溶剂残留、天然植物中活性成分和热不稳定成分不易被分解破坏等优点[22]。
赵春建等[23]以萃取温度、萃取压力、夹带剂用量、CO2流量、分离压力和分离温度作为指标，确定超临界CO2萃取乌拉尔甘草[23]中黄酮的最佳工艺条件，并以此最佳工艺与乙醇提取法进行比较，结果表明，超临界
CO2萃取法的甘草黄酮提取率[24]比溶剂提取法高 2.2
倍。另外，付玉杰等[25]采用单因素试验对甘草地上部分，也就是茎叶的超临界CO2提取工艺进行了研究，以总黄酮提取率和含量为指标，总黄酮提取率达到2.09％，黄酮含量为
5.42％，为工业化 SFE- CO2法生产粗甘草黄酮提供了有价值的工艺参数。
3甘草废渣中提取甘草黄酮的研究简介
我国对于甘草的应用研究，多数只是甘草酸在方面，现在发现更具有价值的甘草黄酮，使得人们开始寻找最佳的，既可以提取甘草酸，又能够获得甘草黄酮，或者说是在提取完甘草酸的废渣中，再提取甘草黄酮，这样将具有较好的社会效益和经济效益。
对于这个问题，但建明［7］等研究后发现，利用甘草废渣中提取甘草黄酮最佳提取工艺条件为:氢氧化钠的浓度为0.2mol/L,甘草渣∶提取剂为1∶14,提取温度为90℃,提取时间为0.5h,此提取条件下的提取率高达96%，而且工艺简单可行。王芸芸［18］等则是利用纤维素酶和果胶酶的破壁技术提取甘草渣中游离总黄酮,通过单因素实验,确定最佳酶法提取工艺为:固液比1∶50,50
U·mL-1，纤维素酶用量0·8 mL(每克甘草渣用量),120 U·g-1果胶酶用量30 mg(每克甘草渣用量)
［26］,乙醇质量分数95%,温度50℃,酶解时间3
h,pH值4·5。这种方法与常规醇提法相比,游离总黄酮含量提高了1.5倍［27］。
4小结
甘草作为药物，在我国使用已有千年的历史，可是对其生物活性物质研究时间较短［28］，而且甘草有效成分提取主要是甘草酸类物质［29］，而较少的研究甘草黄酮。近年来人们发现甘草黄酮的重要作用，使其分离提纯技术得以快速发展。目前所采用的方法各不相同，原理、步奏也不相同，各有各的优缺点，而且在原料上，人们也开始从新鲜的甘草发展到利用废弃的甘草残渣来制备甘草黄酮［30］，两者结合起来，必能为工业化生产提取甘草黄酮找到有效快速的途径。
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