菊花中總黃酮的研究進展園藝產品采后處理與營銷

1、研究生課程論文（作業(yè)）封面（ 2015 至 2016 學年度 第 1 學期）課 程 名 稱：園藝產品采后處理與營銷 課 程 編 號： 304204 學 生 姓 名： 黃澤 學 號： 150420369 年 級： 1503班 任 課 教 師: 李興國 提 交 日 期： 2015 年 11月 13日成 績：_教 師 簽 字：_開課-結課：第 2 周-第 9 周評 閱 日 期： 年 月 日菊花中總黃酮的研究進展摘要：菊花主要化學成分包括黃酮化合物類，黃酮類化合物是菊花中分離得到的重要的藥效成分，具有多種藥理學和生物學活性，如抗病毒、抗氧化、抗真菌、抗動脈粥樣硬化、抗凝血、抗癌、鎮(zhèn)痛等作用，因此廣泛應

2、用于醫(yī)藥、食品、化妝品等行業(yè)。本文主要介紹菊花中黃酮的組成，黃酮的粗提取和精制萃取，了解黃酮的生理功能和給人類帶來的具體的好處，以及在發(fā)展過程中遇到的困難。 據調查，菊屬植物全世界有30余種，中國約17種，但栽培供藥用的主要是菊花一種。菊花(Chrys-anthemum morifolium Ramat.)為菊科菊屬多年生草本植物,干燥頭狀花序，在我國分布廣泛，多生于石質山坡、草地、田邊、路旁等處。秋冬二季花初開放時采摘，曬干或蒸干后入藥。菊花主要化學成分包括黃酮化合物類、揮發(fā)油類、氨基酸、綠原酸類和微量元素等1,并把綠原酸含量作為指標性成分。傳統(tǒng)研究認為：菊花具有清熱解毒，疏肝明目，止血消腫

3、等功能2?，F代藥理研究表明，菊花具有抗炎、抗菌、抗腫瘤、抗氧化、增加冠脈流量、抗心肌缺血等多種生理活性，故民間常以菊花作為保健飲品3。我國有八大主流藥用菊花,其中中國藥典2005年版一部收載了滁菊、亳菊、貢菊、杭菊、濟菊、懷菊、祁菊、黃菊4。在長期栽培過程中，由于地理環(huán)境、產地加工方式的差異以及人工的選擇，加之菊花為無性繁殖，極易產生變異，從而造成了菊花的種內分化，在各道地產區(qū)形成了優(yōu)質、高產、穩(wěn)產的品種。2 菊花中黃酮的成分及作用菊花中主要成分為黃酮類化合物，一般是指狹義黃酮，它是色原酮或色原烷的衍生物。廣義黃酮包括狹義黃酮和其他黃酮類化合物，這些化合物因為結構相似而具有相近的物理化學性質，

4、如顏色，溶解度，化學反應活性等5。從菊花中已分離得到的黃酮類成分主要有：沈一行等7,從野菊花中分離到金合歡素一7-O-a-L-叱喃鼠李糖基(I 6)一(3 _D_ a比喃葡萄糖貳、金合歡素-7-O-a-L-咄喃鼠李糖基(1- 6)2-。外國也曾提取分理出乙酞基一B-D-毗喃葡萄糖基(I - 2)卜B-D-毗喃葡萄糖戒等黃酮類化合物8,9,10,11。黃酮類化合物是菊花中分離得到的重要的藥效成分，具有多種藥理學和生物學活性，如抗病毒、抗氧化、抗真菌、抗動脈粥樣硬化、抗凝血、抗癌、鎮(zhèn)痛等作用，因此廣泛應用于醫(yī)藥、食品、化妝品等行業(yè)。在臨床治療中，以黃酮類化合物為主要成分之一的植物提取物在治療心血管

5、疾病，調節(jié)血脂水平，治療腦供血不足和早期神經退行性病變等方面有好的療效。一些黃酮類化合物還具有抗艾滋病、抗癌12等作用。動物實驗和臨床實驗表明，以黃酮類化合物為主要成分的野菊花乙醇浸膏有降壓作用。在食品行業(yè)，黃酮類化合物一方面可作為功能性食品添加劑使用，如作為天然甜味劑、天然抗氧化劑、天然風味增強劑、天然色素等；一方面可以制成以黃酮化合物為功能因子的保健食品，如將含黃酮化合物的植物制成保健飲料等。此外，黃酮類化合物還可作為化妝品的天然添加劑，某些黃酮類化合物具有殺蟲等作用，且對人體毒性較低，可作為無公害的農藥。因此藥用菊花黃酮類成分具有極高的開發(fā)利用價值。3 菊花黃酮的提取方法目前野菊花黃酮的

6、提取方法主要有水提法、乙醇提取法和生物酶提取法，在此基礎上還可以結合超聲、微波等外加物理場強化效果13。水提法工藝成本低、無毒，但提取液中雜質多，且易霉變；甲醇提取法毒性較大；微波法、超聲法對設備要求較高；乙醇提取法具有無毒無害，提取液不易霉變，溶劑易回收等特點，是較為合適的提取方法.3.1 溶劑提取法根據黃酮類化合物與雜質極性不同來選擇適合的有機溶劑，常用乙醇、甲醇、 水等或某些極性較大的混合溶劑如甲醇：水(1：1)進行提取。一般游離苷元，難溶或不溶于水，易溶于甲醇、乙醇等有機溶劑及稀堿液中，黃酮苷類易溶于水、甲醇、乙醇等強極性的溶劑中，故濃度90% -95%的乙醇適宜提取黃酮苷，60% 左

7、右的乙醇適宜提取黃酮苷類。許鋼等14用70%丙酮提取竹葉黃酮，提取率95. 5% 。王蘭珍15等用70%乙醇冷浸 , 從元寶楓葉粉中提取黃酮類化合物 , 提取率和黃酮含量都很高 , 提取物易于濃縮和干燥。乙醇無毒、無異味、無環(huán)境污染、選擇性好、安全性高且生產成本低，是一種常用的提取溶劑。3.2 生物酶提取法近年來，酶工程技術逐漸開始應用于天然植物有效成分提取，即選用適當的酶在溫和條件下將植物組織分解，從而加速有效成分的釋放，而且不破壞其生物活性16。為了強化提取過程，關鍵是破壞細胞壁，減小傳質阻力。纖維素是細胞壁的主要成分，常用纖維素酶分解植物細胞壁。酶法常與有機溶劑提取法和超聲波法、微波法協

8、同用于植物化學成分的提取，陳曉慧等釆用纖維素酶酶解預處理與醇溶液浸提相結合的提取工藝從樹莓葉中萃取黃酮類化合物，總黃酮得率達。酶法提取效率較高，且無污染，操作工序少，后處理簡單17。3.3微波輔助提取法微波提取法是一種外加物理場的方法，此法在黃酮類物質的提取上也取得了良好的效果，它在提取過程中，具有選擇性高、操作時間短、溶劑消耗量少、有效成分得率高 , 適用于熱不穩(wěn)定物質等特點。此法多用在藥材的浸出上 , 浸出過程中藥材細粉不凝集、不糊化，克服了熱水提取法易凝集易糊化的不足18。采用微波萃取杏葉黃酮類化合物, 微波輻射5min后抽提1. 5h就可以得到較好的效果，而且利用微波處理，在短時間內抽

9、提的提取率按鮮銀杏葉重計可達到0. 536% , 這是傳統(tǒng)工藝提取率的2.2倍。然而，微波萃取在理論和實踐中還存在一些問題 , 如有機溶劑的殘留以及微波穿透物質內部時的衰減問題等。 4 菊花黃酮類化合物萃取精制提取物中黃酮含量較低，一般需要進一步精制。目前野菊花黃酮的精制方法主要有醇沉法，液-液萃取法，大孔樹脂吸附法，制備型高效液相色譜法等19在工業(yè)上，醇沉法較為常見，但黃酮損失嚴重；大孔樹脂吸附法和制備型高效液相色譜法是實驗室分離純化黃酮的主要方法，但不利于工業(yè)化生產；液-液萃取法具有生產能力大、效率較高、便于連續(xù)和安全操作、易于實現自動控制等一系列特點，是較為常用的精制方法。但在目前的野菊

10、花黃酮精制工藝中，液-液萃取法多用于提純前的預處理，尚沒有文獻將其作為主要的精制手段來研究，也未對其操作條件進行優(yōu)化。4.1 高效液相色譜法常用高效液相色譜法（正相系統(tǒng)的固定相有硅膠柱和氨基柱，反相系統(tǒng)的固定相有：柱、苯基柱、氨基柱及：柱等。流動相一般用甲醇水或乙腈水系統(tǒng)，并加入少量的酸，如乙酸、磷酸、甲酸及磷酸二氫鉀）以改善分離效果，防止拖尾20。法較紙色譜、柱色譜、薄層色譜的分離效果更理想，常用于黃酮類化合物的定性定量分析或單體制備等。4.2 大孔樹脂吸附法大孔樹脂是一類有機高分子聚合物吸附劑，在樹脂合成時引入了酰胺基、酚羥基等極性基團，使樹脂具有適當的極性可用于極性化合物的吸附21。干燥

11、狀態(tài)下其內部具有二維空間立體孔結構，具有較大的孔徑與比表面積，一般為白色球形顆粒，也有黑色或褐色，粒度多為目。大孔吸附樹脂同時具有吸附作用和篩選作用，吸附作用由范德華引力或氫鍵形成，篩選作用則是由樹脂本身多孔性結構所決定的。大孔樹脂吸附法已成為分離有機化合物尤其是水溶性化合物的有效手段，廣泛應用在廢水處理、食品工業(yè)和中草藥化學成分的提取和分離中。大孔吸附樹脂對天然產物化學成分如皂普、生物堿、黃酮、香豆素及其他一些苷類成分等都有一定的吸附作用，對色素的吸附作用較強，可有效的去除大部分天然色素。黃劍波等22利用大孔樹脂吸附、純化山楂葉總黃酮，得率達到5.2%，純度達到67.20%。大孔吸附樹脂可釆

12、用水、有機溶劑、酸堿溶液等對被吸附物質進行洗脫，使用方便，同時具有吸附選擇性高、穩(wěn)定性好、再生簡單、使用周期長以及節(jié)省費用等優(yōu)點。5 菊花黃酮生理功能黃酮類化合物在人體不能直接合成，只能從食品中獲得，而黃酮類化合物廣泛存在于植物體中，因此近年來各國科學家都積極關注從植物體中提取純度高、活性強的天然黃酮成分，并進一步加工成具有抗癌、抗衰老、調節(jié)內分泌等特異功能的保健食品。黃酮類化合物在食品中的應用形式比較單一，主要是作為食品添加劑或直接應用于食品中增加其保健作用。從產品形式看種類不多，基本上是液態(tài)飲品、果蔬汁飲料、低度發(fā)酵酒、茶等。其利用方式主要有2種：一類是直接應用黃酮提取液制成保健品食品；另

13、一類是將提取液經濃縮、純化等深度加工，得到高純度的黃酮類化合物產品23。菊花黃酮類化合物的生理作用是多種多樣的,例如含有棚皮素、金絲桃貳、牡荊素、表兒茶素和矢車菊素的山碴浸膏具有擴張冠狀血管和降低高血壓作用。蘆丁、棚皮貳、懈皮素能增強心臟收縮,減少心臟搏動數。杜鵑素、紫花杜鵑素等有止咳祛痰作用。黃答貳、木犀草素等有抗菌消炎作用。蘆丁、橙皮貳、兒茶酚類、無色花色素類具有抗毛細血管脆性和異常透過性作用。牡荊素、棚皮素、漢黃答素、芹菜素、山蔡酚、大豆素等具有抑制腫瘤細胞作用。水飛薊素有保肝作用;異甘草素、大豆貳和有解痙作用;一些黃烷酮及異黃烷酮具有很強的抗口腔微生物和顯著的抗耐甲氧西林金黃色葡萄球菌

14、的作用。近些年,人們對黃酮類化合物的抗氧化功能和機理進行了比較深入的研究,證實黃酮類化合物是一種很強的活性氧自由基清除劑24,25。6 菊花中黃酮的研究進展近年來, 世界上掀起了植物藥開發(fā)的熱潮, 植物藥以其天然低毒的特點倍受青睞。菊花具有廣泛的藥用價值，其主要活性成分之一黃酮類更是以其廣譜的藥理作用引人矚目. 隨著人們對黃酮類化合物研究的加深, 逐漸開發(fā)出了一大批黃酮類藥物. 但是由于其結構復雜, 并且作用位點較多,因而對一些病癥缺乏針對性和選擇性, 加上藥效緩慢等因素, 限制了黃酮類藥物的進一步開發(fā)和利用.另外由于部分黃酮類化合物的作用機理尚不清楚,要進一步開發(fā)黃酮類藥物, 需要加強深層次

15、的研究,特別應加強關于其構效關系的研究. 在弄清構效關系的基礎上就能夠以黃酮類化合物為先導化合物來進行結構改造和結構優(yōu)化, 使其具有針對性和高效性, 這樣必將會開發(fā)出新一代的藥物, 對新藥的發(fā)展產生重大的影響。我國野菊花資源十分豐富，近年來，黃酮類化合物的提取、分離鑒定日益受到人們的關注。此外，高新技術如微膠囊包埋、冷凍干燥、膜分離、超臨界流體萃取等以及多種技術的耦合26，為黃酮類化合物的提取、分離、純化、鑒定等提供了更為精確的方法和手段。然而，對其吸收、代謝機制、活性機理、具有生理功能的活性基團、穩(wěn)定性等方面仍缺乏全面的認識。因此，黃酮類化合物的開發(fā)利用具有廣闊的前景27,28。由于黃酮類化

16、合物具有降壓、 降血脂、 抗骨質舒松、 抗心律失常等多種藥理和保健作用 , 特別是具有抗自由基及抗癌、 防癌的作用 , 使其在醫(yī)藥、 食品領域的應用具有廣闊的前景29。大部分毒理學研究提示黃酮類化合物一般無毒 , 由于黃酮類化合物可能存在幾種不同的作用機制與合成途徑 , 研究者們對其實驗結果的解釋可能仍然存在不足之處?；诖诉€需要考慮其活性成分的穩(wěn)定性以及加工和貯藏過程中活性成分與藥物中其它成分的交互作用。今后黃酮類化合物的研究還需要關注的是生物利用度、 代謝動力學、 體內的氧化損傷以及長期服用產生的慢性后果等方面。開發(fā)出可靠的, 令人信服的模型或系統(tǒng)以精確評估黃酮類化合物在人體內的代謝作用也

17、是十分必要的30。參考文獻1李國棟,陳園園,王盼等.野菊花中萜類和黃酮類化合物保肝作用研究J.中草藥 , 2013, 44(24):3510-3514.2江蘇新醫(yī)學院.中藥大辭典M.下冊.上海:上?？萍汲霭嫔?1997:2008.3徐文斌,郭巧生,李彥農,等.藥用菊花不同栽培類型內在質量的研究J.中國中藥雜志,2005,30(21):1645.4 張曉媛,段立華,趙丁.菊花化學成分及藥理作用的研究J.時珍國醫(yī)國藥 , 2008, 19(7): 1702-17045陳涵.野菊花總黃酮的提取及萃取精制研究.博士論文.浙江大學.2012,066陳政雄，陳政雄，錢名塑，曾廣方.中藥黃酮類的研究VIII

18、.野菊花成分的研究J.藥學學報1962, 9(6): 370-374.7沈一行,權麗輝,關玲,陳建民.北野菊黃酮類成分研究J.藥學學報，1997, 32(6):451一4548Miyazawa M, Hisama M. Antimutagenic activity of flavonoids from Chrysanthemum morifolium J. Biosci Biotechnol Biochem, 2003, 67(10): 2091-2099.9Schwinn K E, Markham K R, Giveno N K. Floral flavonoids and the pote

19、ntial for pelargonidin biosynthesis in commercial Chrysanthemum cultivars J.Phytochemistry, 1994, 35(1): 145-150.10Lin L Z, Harnly J M. Identification of the phenolic components of chrysanthemum flower (Chrysanthemum morifolium Ramat) J. Food Chem, 2010, 120(1):319-32611Zhang J, Ding A W. Two new fl

20、avonoid glycosides from Chrysanthemum morifolium J. Chin Chem Lett, 2006,17(8): 1051-105312王洋.菊花中 1 個新的抗 HIV 黃酮葡糖醛酸苷J.國外醫(yī)學·中醫(yī)中藥分冊，2005,27(1):56.13羅顯華,郁建生.野菊花總黃酮的提取與純化.食品科技.2008,07:179-182.14許鋼 , 張虹 , 胡劍 . 竹葉黃酮的提取方法 J . 分析化學.2000,28 (7) : 857-85915王蘭珍,馬希漢,王妹清,等.元寶楓葉總黃酮提取方法研究 J . 西北林學院學報.1997, 12

21、 (4) : 64 67.16 陳曉慧,徐雅琴.酶法提取樹毒葉黃酮類化合物的研究J.食品研究與開發(fā)，200928(2): 35-3817馬田田.纖維素酶用于中藥提取的初步研究J.中草藥,1991,25(3):123.18劉峙嶸,俞自由,方裕勛等.微波萃取銀杏葉黃酮類化合物 J . 東華理工學院學報 , 2005, 28 (2) : 151 - 154. 19 Kari Hartonen, Jevgeni Parshintsev, Kati Sandberg etal . Isolation off lavonoids from aspenknotwood by pres -surized ho

22、twater extraction and comparison withother extraction techniques . Talanta, 2007, (74) : 32 38.20G J Kapadia,B Oguntimein,Y N Shukla.High-speed counter-current chromatographic separation of biflavanoids from Garcinia kola seeds J. Journal of Chromatography A, 1994,673:142-146.21許英愛,范國榮,高申.大孔吸附樹脂分離純化

23、山碴葉總黃酮的研究J.中藥材.2007,30(2): 228-230.22黃劍波,孫哲浩,董華強.酶解輔助提取甜茶黃酮類化合物的研究J .食品研究與開發(fā), 2008, (2) : 36 40.23 裴凌鵬，惠伯棣，金宗濂，等.黃酮類化合物的生理活及其制備技術研究發(fā)展.食品科學，2004，25（2）：20324CHAN E C, PANN ANGPET CH P, WOODMAN O L . Relax ation to flavones and flavonols in rat isolated thoracic aorta: mechanism of action and structure-activity relationships J . Cardiovasc Pharmacol. , 2000, 2, 35( 2) : 326- 33.25YANG D M ( 楊東梅) , XU SH B ( 許實波) . T he preliminary research of anti - inflammation and toxicity of cansora Lucidissima Hand .Mazz