大豆莢黃酮提取純化及其功能活性研究現(xiàn)狀

宋繼敏，王可心，賀志榮，趙二勞

（忻州師范學院化學系，山西 忻州 034000）

大豆為豆科一年生草本作物，我國為大豆生產(chǎn)和種植大國，巨大的大豆生產(chǎn)量造就了我國大豆生產(chǎn)的副產(chǎn)品——大豆莢資源極為豐富[1-2]?？茖W研究表明，大豆莢中含有較多的黃酮類成分[3-4]，在食品、醫(yī)藥、保健品等領(lǐng)域具有廣闊的應用價值，前景可期。

目前，我國對大豆莢的研究開發(fā)應用不足，大豆莢大多用作飼料，科技附加值低下，造成資源的浪費。研究大豆莢中黃酮類成分的提取純化及其功能活性，對于高值化利用大豆莢資源，有效拉長大豆產(chǎn)業(yè)鏈，提高大豆種植的經(jīng)濟價值都具有重要的實際意義。通過分析，總結(jié)概述我國大豆莢黃酮提取純化及功能活性研究現(xiàn)狀，為大豆莢黃酮類成分的深入研究和開發(fā)應用提供參考。

1 大豆莢黃酮類成分提取研究現(xiàn)狀

大豆莢黃酮類成分提取是其開發(fā)利用的基礎(chǔ)，但目前，國內(nèi)有關(guān)大豆莢中黃酮類成分的提取研究相對較少，僅有回流提取法、超聲輔助提取法和協(xié)同輔助提取法3種，極不利于大豆莢中黃酮的開發(fā)應用。

1.1 大豆莢黃酮回流提取

趙衛(wèi)星等[4]研究了大豆莢黃酮類成分的回流提取，首先就不同溶劑（甲醇、乙丙醇、乙酸乙酯、乙醚和水）對大豆莢黃酮提取效果進行了篩選，選定乙醇溶液為提取劑，然后在單因素試驗基礎(chǔ)上，采用正交設(shè)計試驗法分析、優(yōu)化了乙醇回流提取工藝，直觀分析得出影響大豆莢黃酮提取率的因素順序為：提取溫度＞乙醇濃度＞提取時間＞料液比。正交試驗法優(yōu)化的大豆莢黃酮類成分回流提取最佳工藝條件為：提取劑乙醇濃度80%，料液比1∶10（g/mL），回流溫度70℃，回流提取時間24 h。此最佳回流提取工藝下，大豆莢中黃酮類成分提取率為8.85%。大豆莢黃酮回流提取工藝具有設(shè)備要求低、操作簡便、易于實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)等優(yōu)勢，但也存在提取時間長、產(chǎn)品純度不高、經(jīng)濟效益差等問題。

1.2 大豆莢黃酮超聲輔助提取

王桃云等[3]研究了大豆莢黃酮類成分超聲輔助提取，首先以乙醇濃度、料液比、超聲功率和超聲時間為因素，進行單因素試驗，選定各因素的水平范圍，再通過正交試驗法優(yōu)化大豆莢黃酮類成分超聲輔助提取工藝條件。得到最佳工藝為：以濃度70%乙醇溶液為提取劑，在料液比1∶25（g/mL）、超聲波輸出功率270 W的條件下，超聲輔助提取20 min，提取次數(shù)為3次。該最佳工藝下，大豆莢黃酮類成分提取率為8.49%。此外，王桃云等[5]對大豆莢中異黃酮超聲-回流提取進行了研究。通過單因素試驗，選定對大豆莢黃酮提取率影響較大的因素：提取溫度、乙醇體積分數(shù)、超聲時間對提取工藝進行響應面優(yōu)化。確定的最佳工藝為：固定料液比1∶25（g/mL）、超聲功率108 W和回流時間90 min，在乙醇體積分數(shù)84%、溫度83℃的條件下，超聲輔助提取30 min。此工藝下，大豆莢異黃酮提取得率為3.5 mg/g。超聲輔助提取是一種現(xiàn)代的提取技術(shù)，可有效縮短提取時間，提取效率較高，值得深入研究。

1.3 大豆莢黃酮協(xié)同輔助提取

協(xié)同輔助提取就是采用兩種或多種提取技術(shù)進行輔助提取，協(xié)同輔助提取可發(fā)揮工藝中各種技術(shù)的優(yōu)勢，達到優(yōu)勢互補提高提取率。王純榮等[6]對大豆莢黃酮類成分的表面活性劑協(xié)同超聲波輔助提取進行了研究。首先由單因素實驗選定黃酮增溶表面活性劑為十二烷基硫酸鈉（SDS），再以SDS用量、超聲波輸出功率和料液比為因素，進行大豆莢黃酮表面活性劑協(xié)同超聲波輔助提取工藝響應面優(yōu)化。優(yōu)化的最佳工藝：水為提取劑，SDS用量0.46%，料液比1∶13（g/mL），超聲波輸出功率120 W，超聲提取50 min。此工藝條件下，大豆莢黃酮類成分提取率9.75%。此外，王純榮等[7]還研究了大豆莢黃酮類成分表面活性劑協(xié)同微波輔助提取，由單因素試驗選定表面活性劑十二烷基二甲基甜菜堿（BS-12）為增溶劑，通過響應面優(yōu)化的最佳工藝：水為提取劑，BS-12用量 4.4 g/L，微波功率 400 W，料液比 1∶26（g/mL），微波作用4 min 20 s。此工藝下，大豆莢黃酮類成分提取率為9.36%。可見，協(xié)同輔助提取大豆莢黃酮，既可有效縮短提取時間，又能提高黃酮提取率，提取效率較高，值得推廣應用。

2 大豆莢黃酮純化研究現(xiàn)狀

經(jīng)上述工藝提取的大豆莢中黃酮類成分，一般都是粗提物，純度不高，需經(jīng)進一步分離純化，才能滿足實際研究應用所需[8]。目前，有關(guān)天然產(chǎn)物中粗黃酮分離純化技術(shù)不少，但國內(nèi)有關(guān)大豆莢中黃酮分離純化的研究不多，僅有硅膠柱層析分離和大孔吸附樹脂吸附分離純化兩種方法。

2.1 大豆莢黃酮硅膠柱層析分離純化

大豆莢黃酮類成分硅膠柱層析分離純化也叫硅膠柱色譜分離純化，就是在色譜柱中，根據(jù)大豆莢粗黃酮中成分極性大小，選擇適當溶劑前后分別洗脫，極性稍小者靠前洗脫流出，極性稍大者靠后洗脫流出，從而分離純化大豆莢黃酮類成分的一種分離純化[9]。趙衛(wèi)星等[4]利用硅膠柱層析，對液-液萃取得到的大豆莢黃酮類成分進行分離純化，用500 mL的氯仿∶甲醇（V氯仿∶V甲醇=9∶1）混合液洗脫，黃酮純度可達92.32%。該法對于大豆莢黃酮的工業(yè)化生產(chǎn)具有一定的應用價值。硅膠柱層析分離純化大豆莢黃酮相對價格便宜，上樣量大，樣品損失少，耗時短，耗能少，分離純化效果較好[10]，是目前天然產(chǎn)物中黃酮類成分分離純化常用方法之一。

2.2 大豆莢黃酮大孔吸附樹脂吸附純化

大豆莢黃酮類成分的大孔吸附樹脂吸附純化就是依靠大孔樹脂巨大的比表面積，以及與待純化黃酮類成分分子間的范德華力進行物理吸附，再用不同極性溶劑洗脫，實現(xiàn)黃酮類成分的分離純化[11]。王桃云等[12]以黃酮吸附量、解析率為指標，首先選定HPD-100樹脂為吸附樹脂，再通過動態(tài)吸附、動態(tài)解吸研究了HPD-100樹脂吸附純化大豆莢黃酮的工藝，確定的最佳純化工藝條件：黃酮提取液上樣pH值4.1，上樣濃度1.6 mg/mL，流速1.5 mL/min；洗脫液為濃度80%乙醇溶液，洗脫流速0.5 mL/min，洗脫液用量6 BV。該純化工藝下，大豆莢黃酮的質(zhì)量分數(shù)由2.56%提高到60.7%?？梢?，采用大孔吸附樹脂純化大豆莢黃酮，具有工藝操作簡單易行，樹脂吸附選擇性強，黃酮成分解吸條件溫和，生產(chǎn)周期短等優(yōu)點，可達到較好的純化效果。該工藝有較高的工業(yè)化應用價值，值得深入研究。

3 大豆莢黃酮功能活性研究現(xiàn)狀

諸多研究表明，天然產(chǎn)物中黃酮具有多種功能活性，但目前，國內(nèi)有關(guān)大豆莢黃酮類成分功能活性的研究很少，僅有抗氧化與抑殺線蟲的研究報道。王桃云等[13]研究發(fā)現(xiàn)，大豆莢黃酮具有較強的羥基自由基、超氧陰離子自由基和烷基自由基清除能力，以及抑制油脂過氧化能力，且均呈一定的濃度依賴性，當大豆莢黃酮濃度大于5 μg/mL時，其清除自由基能力強于槲皮素、蘆丁、VC和BHT，表明大豆莢黃酮具有較強的抗氧化活性。另外，王桃云等[3]研究發(fā)現(xiàn)，加入大豆莢黃酮10 μL時，可明顯抑制超氧陰離子自由基，抑制率為35.96%，也說明大豆莢黃酮具有清除自由基能力及抗氧化活性。趙衛(wèi)星等[14]以南方根結(jié)線蟲J2為供試蟲，在添加大豆莢黃酮提取液后，通過觀察統(tǒng)計線蟲死亡或存活數(shù)，研究了大豆莢黃酮對根結(jié)線蟲J2的抑殺作用，試驗結(jié)果表明，從大豆莢中提取的黃酮類成分，對根結(jié)線蟲J2有很強的毒殺作用，且呈量效關(guān)系，經(jīng)濃度為1.5 μg/mg的黃酮提取液處理,可使根結(jié)線蟲的校正死亡率達50%以上。

4 總結(jié)與展望

綜上所述，基于我國為大豆生產(chǎn)與種植大國的地位，造就了我國大豆莢資源極為豐富，為研究、開發(fā)利用大豆莢黃酮提供了得天獨厚的資源優(yōu)勢。但目前，我國對大豆莢黃酮的提取研究僅有回流提取法、超聲輔助提取法和協(xié)同輔助提取法3種；關(guān)于大豆莢黃酮純化的研究僅有硅膠柱層析分離和大孔吸附樹脂吸附分離純化兩種；而有關(guān)大豆莢黃酮功能活性的研究僅有抗氧化與抑殺線蟲的報道，顯見，我國對大豆莢黃酮類成分的研究還極為有限，離大豆莢黃酮開發(fā)應用的需求還有很大的距離，豐富的大豆莢資源尚未得到高值化有效利用。因此，今后應加大研究力度，系統(tǒng)研究大豆莢中黃酮類成分提取純化工藝技術(shù)，多方面、體外與體內(nèi)相結(jié)合研究大豆莢黃酮的功能活性，為大豆莢黃酮的開發(fā)利用奠定理論與試驗基礎(chǔ)，使大豆莢黃酮產(chǎn)品盡早進入人們?nèi)粘Ｉ?，在促進人類健康生活中發(fā)揮積極作用。