菊花中总黄酮的研究进展园艺产品采后处理与营销

研究生课程论文（作业）封面（2015至2016学年度第1学期）课程名称：园艺产品采后处理与营销课程编号：304204学生姓名：黄泽学号：150420369年级：1503班任课教师:李兴国提交日期：2015年11月13日成绩：__________________教师签字：__________________开课---结课：第2周---第9周评阅日期：年月日菊花中总黄酮的研究进展摘要：菊花主要化学成分包括黄酮化合物类，黄酮类化合物是菊花中分离得到的重要的药效成分，具有多种药理学和生物学活性，如抗病毒、抗氧化、抗真菌、抗动脉粥样硬化、抗凝血、抗癌、镇痛等作用，因此广泛应用于医药、食品、化妆品等行业。本文主要介绍菊花中黄酮的组成，黄酮的粗提取和精制萃取，了解黄酮的生理功能和给人类带来的具体的好处，以及在发展过程中遇到的困难。据调查，菊属植物全世界有30余种，中国约17种，但栽培供药用的主要是菊花一种。菊花(Chrys-anthemummorifoliumRamat.)为菊科菊属多年生草本植物,干燥头状花序，在我国分布广泛，多生于石质山坡、草地、田边、路旁等处。秋冬二季花初开放时采摘，晒干或蒸干后入药。菊花主要化学成分包括黄酮化合物类、挥发油类、氨基酸、绿原酸类和微量元素等[1],并把绿原酸含量作为指标性成分。传统研究认为：菊花具有清热解毒，疏肝明目，止血消肿等功能[2]。现代药理研究表明，菊花具有抗炎、抗菌、抗肿瘤、抗氧化、增加冠脉流量、抗心肌缺血等多种生理活性，故民间常以菊花作为保健饮品[3]。我国有八大主流药用菊花,其中《中国药典》2005年版一部收载了滁菊、亳菊、贡菊、杭菊、济菊、怀菊、祁菊、黄菊[4]。在长期栽培过程中，由于地理环境、产地加工方式的差异以及人工的选择，加之菊花为无性繁殖，极易产生变异，从而造成了菊花的种内分化，在各道地产区形成了优质、高产、稳产的品种。2菊花中黄酮的成分及作用菊花中主要成分为黄酮类化合物，一般是指狭义黄酮，它是色原酮或色原烷的衍生物。广义黄酮包括狭义黄酮和其他黄酮类化合物，这些化合物因为结构相似而具有相近的物理化学性质，如颜色，溶解度，化学反应活性等[5]。从菊花中已分离得到的黄酮类成分主要有：沈一行等[7],从野菊花中分离到金合欢素一7-O-a-L-叱喃鼠李糖基(I}6)一(3_D_a比喃葡萄糖贰、金合欢素-7-O-a-L-咄喃鼠李糖基(1-}6)[2-。外国也曾提取分理出乙酞基一B-D-毗喃葡萄糖基(I-}2)卜B-D-毗喃葡萄糖戒等黄酮类化合物[8,9,10,11]。黄酮类化合物是菊花中分离得到的重要的药效成分，具有多种药理学和生物学活性，如抗病毒、抗氧化、抗真菌、抗动脉粥样硬化、抗凝血、抗癌、镇痛等作用，因此广泛应用于医药、食品、化妆品等行业。在临床治疗中，以黄酮类化合物为主要成分之一的植物提取物在治疗心血管疾病，调节血脂水平，治疗脑供血不足和早期神经退行性病变等方面有好的疗效。一些黄酮类化合物还具有抗艾滋病、抗癌[12]等作用。动物实验和临床实验表明，以黄酮类化合物为主要成分的野菊花乙醇浸膏有降压作用。在食品行业，黄酮类化合物一方面可作为功能性食品添加剂使用，如作为天然甜味剂、天然抗氧化剂、天然风味增强剂、天然色素等；一方面可以制成以黄酮化合物为功能因子的保健食品，如将含黄酮化合物的植物制成保健饮料等。此外，黄酮类化合物还可作为化妆品的天然添加剂，某些黄酮类化合物具有杀虫等作用，且对人体毒性较低，可作为无公害的农药。因此药用菊花黄酮类成分具有极高的开发利用价值。3菊花黄酮的提取方法目前野菊花黄酮的提取方法主要有水提法、乙醇提取法和生物酶提取法，在此基础上还可以结合超声、微波等外加物理场强化效果[13]。水提法工艺成本低、无毒，但提取液中杂质多，且易霉变；甲醇提取法毒性较大；微波法、超声法对设备要求较高；乙醇提取法具有无毒无害，提取液不易霉变，溶剂易回收等特点，是较为合适的提取方法.3.1溶剂提取法根据黄酮类化合物与杂质极性不同来选择适合的有机溶剂，常用乙醇、甲醇、水等或某些极性较大的混合溶剂如甲醇：水(1：1)进行提取。一般游离苷元，难溶或不溶于水，易溶于甲醇、乙醇等有机溶剂及稀碱液中，黄酮苷类易溶于水、甲醇、乙醇等强极性的溶剂中，故浓度90%-95%的乙醇适宜提取黄酮苷，60%左右的乙醇适宜提取黄酮苷类。许钢等[14]用70%丙酮提取竹叶黄酮，提取率95.5%。王兰珍[15]等用70%乙醇冷浸,从元宝枫叶粉中提取黄酮类化合物,提取率和黄酮含量都很高,提取物易于浓缩和干燥。乙醇无毒、无异味、无环境污染、选择性好、安全性高且生产成本低，是一种常用的提取溶剂。3.2生物酶提取法近年来，酶工程技术逐渐开始应用于天然植物有效成分提取，即选用适当的酶在温和条件下将植物组织分解，从而加速有效成分的释放，而且不破坏其生物活性[16]。为了强化提取过程，关键是破坏细胞壁，减小传质阻力。纤维素是细胞壁的主要成分，常用纤维素酶分解植物细胞壁。酶法常与有机溶剂提取法和超声波法、微波法协同用于植物化学成分的提取，陈晓慧等釆用纤维素酶酶解预处理与醇溶液浸提相结合的提取工艺从树莓叶中萃取黄酮类化合物，总黄酮得率达。酶法提取效率较高，且无污染，操作工序少，后处理简单[17]。3.3微波辅助提取法微波提取法是一种外加物理场的方法，此法在黄酮类物质的提取上也取得了良好的效果，它在提取过程中，具有选择性高、操作时间短、溶剂消耗量少、有效成分得率高,适用于热不稳定物质等特点。此法多用在药材的浸出上,浸出过程中药材细粉不凝集、不糊化，克服了热水提取法易凝集易糊化的不足[18]。采用微波萃取杏叶黄酮类化合物,微波辐射5min后抽提1.5h就可以得到较好的效果，而且利用微波处理，在短时间内抽提的提取率按鲜银杏叶重计可达到0.536%,这是传统工艺提取率的2.2倍。然而，微波萃取在理论和实践中还存在一些问题,如有机溶剂的残留以及微波穿透物质内部时的衰减问题等。4菊花黄酮类化合物萃取精制提取物中黄酮含量较低，一般需要进一步精制。目前野菊花黄酮的精制方法主要有醇沉法，液-液萃取法，大孔树脂吸附法，制备型高效液相色谱法等[19]在工业上，醇沉法较为常见，但黄酮损失严重；大孔树脂吸附法和制备型高效液相色谱法是实验室分离纯化黄酮的主要方法，但不利于工业化生产；液-液萃取法具有生产能力大、效率较高、便于连续和安全操作、易于实现自动控制等一系列特点，是较为常用的精制方法。但在目前的野菊花黄酮精制工艺中，液-液萃取法多用于提纯前的预处理，尚没有文献将其作为主要的精制手段来研究，也未对其操作条件进行优化。4.1高效液相色谱法常用高效液相色谱法（正相系统的固定相有硅胶柱和氨基柱，反相系统的固定相有：柱、苯基柱、氨基柱及：柱等。流动相一般用甲醇水或乙腈水系统，并加入少量的酸，如乙酸、磷酸、甲酸及磷酸二氢钾）以改善分离效果，防止拖尾[20]。法较纸色谱、柱色谱、薄层色谱的分离效果更理想，常用于黄酮类化合物的定性定量分析或单体制备等。4.2大孔树脂吸附法大孔树脂是一类有机高分子聚合物吸附剂，在树脂合成时引入了酰胺基、酚羟基等极性基团，使树脂具有适当的极性可用于极性化合物的吸附[21]。干燥状态下其内部具有二维空间立体孔结构，具有较大的孔径与比表面积，一般为白色球形颗粒，也有黑色或褐色，粒度多为目。大孔吸附树脂同时具有吸附作用和筛选作用，吸附作用由范德华引力或氢键形成，筛选作用则是由树脂本身多孔性结构所决定的。大孔树脂吸附法已成为分离有机化合物尤其是水溶性化合物的有效手段，广泛应用在废水处理、食品工业和中草药化学成分的提取和分离中。大孔吸附树脂对天然产物化学成分如皂普、生物碱、黄酮、香豆素及其他一些苷类成分等都有一定的吸附作用，对色素的吸附作用较强，可有效的去除大部分天然色素。黄剑波等[22]利用大孔树脂吸附、纯化山楂叶总黄酮，得率达到5.2%，纯度达到67.20%。大孔吸附树脂可釆用水、有机溶剂、酸碱溶液等对被吸附物质进行洗脱，使用方便，同时具有吸附选择性高、稳定性好、再生简单、使用周期长以及节省费用等优点。5菊花黄酮生理功能黄酮类化合物在人体不能直接合成，只能从食品中获得，而黄酮类化合物广泛存在于植物体中，因此近年来各国科学家都积极关注从植物体中提取纯度高、活性强的天然黄酮成分，并进一步加工成具有抗癌、抗衰老、调节内分泌等特异功能的保健食品。黄酮类化合物在食品中的应用形式比较单一，主要是作为食品添加剂或直接应用于食品中增加其保健作用。从产品形式看种类不多，基本上是液态饮品、果蔬汁饮料、低度发酵酒、茶等。其利用方式主要有2种：一类是直接应用黄酮提取液制成保健品食品；另一类是将提取液经浓缩、纯化等深度加工，得到高纯度的黄酮类化合物产品［23］。菊花黄酮类化合物的生理作用是多种多样的,例如含有棚皮素、金丝桃贰、牡荆素、表儿茶素和矢车菊素的山碴浸膏具有扩张冠状血管和降低高血压作用。芦丁、棚皮贰、懈皮素能增强心脏收缩,减少心脏搏动数。杜鹃素、紫花杜鹃素等有止咳祛痰作用。黄答贰、木犀草素等有抗菌消炎作用。芦丁、橙皮贰、儿茶酚类、无色花色素类具有抗毛细血管脆性和异常透过性作用。牡荆素、棚皮素、汉黄答素、芹菜素、山蔡酚、大豆素等具有抑制肿瘤细胞作用。水飞蓟素有保肝作用;异甘草素、大豆贰和有解痉作用;一些黄烷酮及异黄烷酮具有很强的抗口腔微生物和显著的抗耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的作用。近些年,人们对黄酮类化合物的抗氧化功能和机理进行了比较深入的研究,证实黄酮类化合物是一种很强的活性氧自由基清除剂[24,25]。6菊花中黄酮的研究进展近年来,世界上掀起了植物药开发的热潮,植物药以其天然低毒的特点倍受青睐。菊花具有广泛的药用价值，其主要活性成分之一黄酮类更是以其广谱的药理作用引人瞩目.随着人们对黄酮类化合物研究的加深,逐渐开发出了一大批黄酮类药物.但是由于其结构复杂,并且作用位点较多,因而对一些病症缺乏针对性和选择性,加上药效缓慢等因素,限制了黄酮类药物的进一步开发和利用.另外由于部分黄酮类化合物的作用机理尚不清楚,要进一步开发黄酮类药物,需要加强深层次的研究,特别应加强关于其构效关系的研究.在弄清构效关系的基础上就能够以黄酮类化合物为先导化合物来进行结构改造和结构优化,使其具有针对性和高效性,这样必将会开发出新一代的药物,对新药的发展产生重大的影响。我国野菊花资源十分丰富，近年来，黄酮类化合物的提取、分离鉴定日益受到人们的关注。此外，高新技术如微胶囊包埋、冷冻干燥、膜分离、超临界流体萃取等以及多种技术的耦合[26]，为黄酮类化合物的提取、分离、纯化、鉴定等提供了更为精确的方法和手段。然而，对其吸收、代谢机制、活性机理、具有生理功能的活性基团、稳定性等方面仍缺乏全面的认识。因此，黄酮类化合物的开发利用具有广阔的前景[27,28]。由于黄酮类化合物具有降压、降血脂、抗骨质舒松、抗心律失常等多种药理和保健作用,特别是具有抗自由基及抗癌、防癌的作用,使其在医药、食品领域的应用具有广阔的前景[29]。大部分毒理学研究提示黄酮类化合物一般无毒,由于黄酮类化合物可能存在几种不同的作用机制与合成途径,研究者们对其实验结果的解释可能仍然存在不足之处。基于此还需要考虑其活性成分的稳定性以及加工和贮藏过程中活性成分与药物中其它成分的交互作用。今后黄酮类化合物的研究还需要关注的是生物利用度、代谢动力学、体内的氧化损伤以及长期服用产生的慢性后果等方面。开发出可靠的,令人信服的模型或系统以精确评估黄酮类化合物在人体内的代谢作用也是十分必要的[30]。参考文献[1]李国栋,陈园园,王盼等.野菊花中萜类和黄酮类化合物保肝作用研究[J].中草药,2013,44(24):3510-3514.[2]江苏新医学院.中药大辞典[M].下册.上海:上海科技出版社,1997:2008.[3]徐文斌,郭巧生,李彦农,等.药用菊花不同栽培类型内在质量的研究[J].中国中药杂志,2005,30(21):1645.[4]张晓媛,段立华,赵丁.菊花化学成分及药理作用的研究[J].时珍国医国药,2008,19(7)