绿原酸提取工艺的研究进展_龚伟

调

研

综

述

绿原酸提取工艺的研究进展

JIANG SU SHI PIN YU FA JIAO

摘要：简要介绍了绿原酸的生物活性和应用，综述了几种传统的绿原酸提取工艺的研究进展，探讨了其未

来的发展趋势和应用潜力。

关键词：金银花；绿原酸；提取工艺

绿原酸（Chlorogenic acid ），又名咖啡鞣酸（Caffeotamic acid ），化学名3-咖啡酰奎尼酸（3-定性甚至定量的指标。可作针剂、注射剂的原料。本文简要介绍了绿原酸的生物活性及药理作用，综述了绿原酸的传统提取工艺，探讨了其未来的发展方向和应用前景。

caffeoylquinic acid ），是植物体在有氧呼吸过程中经莽草

酸途径产生的一种苯丙素类化合物。绿原酸半水合物为

2009年第1期总第136期

白色或微黄色针状结晶，分子式为C 16H 18O 9，分子量为：

1绿原酸的生物活性及应用

绿原酸来源广，生物活性广泛。主要在降压、降脂、抗肿瘤、抗诱变及抗癌、心血管保护、抗白血病、免疫调节等方面的作用显著，具有很大的发展潜力。近几年研究发现，绿原酸具有广泛的抗菌作用，并且可以增强免疫功能。试验表明绿原酸对伤寒杆菌、大肠杆菌、百日咳杆菌、链球菌、肺炎双球菌、脑膜炎球菌等均有抑制作用。绿原酸及其衍生物具有很高的药理活性，可抑制多种病毒的活性。因此，绿原酸的药理活性越来越受到药物学家们的重视，同时也加大了对其的研究力度。近些年来随着研究的深入，绿原酸已广泛的应用到了临床实验当中。

［3］

354.30，熔点为208℃。绿原酸在25℃时水中溶解度约

为4%，易溶于乙醇、丙酮、甲醇等极性溶剂，极微溶于乙酸乙酯，难溶于三氯甲烷、乙醚、苯等亲脂性有机溶剂

［1，2］

。

绿原酸主要存在于金银花、杜仲叶中。其植物来源在自然界中分布广泛，如蔷薇科植物英国山楂的果实、千屈菜科植物千屈菜花、无患子科植物坡柳、水龙骨科植物欧亚水龙骨根茎、十字花科植物卷心菜茎、茜草科植物篷子菜全草、忍冬科植物蒴翟全草。绿原酸被认为是众多药材和中成药中抗菌解毒、消炎利胆的主要成分，通常被作为

21

绿原

酸提

取工

艺的

研究进展

1.1降压、降脂作用

龚伟，詹文君，刘军海

陕西汉中723001）

（陕西理工学院化学学院，

基金项目：陕西理工学院大学生科研基金项目（SLG2007H0212）作者简介：龚伟(1986-)，本科生，化学工程与工艺专业。

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经过多年的临床实验证实，绿原酸具有明显的降压作用，而且效果平稳，无毒、无副作用。此外，绿原酸还可2.1浸提法

以降低血浆和肝脏中胆固醇和甘油三酯的含量，从而达浸提法是提取方法中最常见，也是最基础的一种提到降低血脂的作用。对高血脂症、动脉硬化的防治有切实取方法。其原理是利用溶剂浸提原料，使绿原酸溶解到溶可靠的使用价值。

剂中，然后蒸去溶剂。特点是可以不加热，在低温下进行，操作简单方便，应用范围广，使用价值高。根据溶剂的不1.2抗肿瘤、抗癌作用

同可分为：水提取法和醇提取法。提取步骤一般是先将物现代药理实验证明绿原酸有抗癌和抑癌的功效，近料粉碎，然后加入萃取剂，去杂浓缩即得粗品。

年日本学者研究了绿原酸的变异原性抑制作用，发现该作用与绿原酸等抗变异原性成分有关近年有关这方面的研究报道很多等采用

，揭示了绿原酸对。如沈奇

［6］

肿瘤预防的重要意义。动物实验表明，绿原酸对胃癌及结单因素和正交实验相结合的分析方法研究了从蒲公英中肠癌的发生具有预防及抑制作用。目前，国内外对绿原酸提取绿原酸的最佳工艺条件。以绿原酸的提取率为考察的抗肿瘤、抗癌活性正在进行广泛的研究，并且呈现出良指标，得出工艺参数为：物料比1∶1，提取温度60℃，提取

好的应用前景。

时间2h ，乙醇浓度为80%，绿原酸的最终提取率在60%左右。从实验结果中得出：乙醇浓度对绿原酸提取率有重1.3对心血管保护作用

要的影响。

施树云［7］

绿原酸作为一种自由基清除剂及抗氧化剂已被大量等研究了从苎麻叶中提取绿原酸的最佳工的试验证明。绿原酸的这种生物活性，对心血管系统能产艺。在单因素实验的基础上，通过正交实验设计考察了提生保护作用。氧自由基、氧化低密度脂蛋白等是引起内皮取溶剂的选择以及提取温度、料液比、提取时间和pH 等损伤的重要有害因子之一。试验证明绿原酸对氧化低密对绿原酸提取率的影响。得到的最佳工艺条件为：以pH

度脂蛋白诱导的人内皮细胞损伤具有预防性保护作用。4.0，70%（v/v）的乙醇溶液提取苎麻叶3次，料液比为1∶绿原酸可通过清除自由基及抗脂质过氧化，保护血管内10，提取温度为70℃，提取时间为2h 。采用该工艺，可以

皮细胞，进而在防治动脉粥样硬化、血栓栓塞性疾病及高使绿原酸以分子形式被有效的浸出，绿原酸的提取率达

血压病等方面发挥作用。在不久的将来绿原酸可能会作83%。研究表明，各因素对苎麻叶中绿原酸提取率的影响

为一种保护心脑血管的保健药剂广泛地应用到各种保健由大至小顺序为：浸提时间，浸提液pH ，浸提温度，浸提品中［4］

。

料液比。

此外，绿原酸还具有抗白血病、抗菌抗氧化

［5］

向昌国［8］

、保肝

等研究了甘薯中绿原酸的提取工艺，取其利胆及增强免疫功能的作用，可作为一种新型的药剂添茎叶作为提取原料。利用紫外分光光度计进行含量测定。加剂开发利用；绿原酸还可抑制耐药菌蛋白质合成，绿原通过比较实验得出，浸提+超声波法适合甘薯叶、茎中绿酸对金黄色葡萄球菌耐药植株的呼吸有显著刺激作用，原酸的提取。最佳提取条件：pH 为4，50%乙醇或甲醇为多用于耐药菌株导致的内外科炎症，如治疗肺结核并发提取溶剂，浸提时间为1.0～1.5h ，温度40℃。该方法结合呼吸道感染、肺炎、急性细菌性痢疾、腹泻。所以，近年来两种提取方法，提高了提取率，简单实用，具有很高的参对于绿原酸的提取及研究引起了许多研究学者的注意，考价值。

已经成为天然提取物的研究热点之一。

用浸提法对不同原料进行提取时，其工艺条件基本类似。影响浸提效果的主要因素是浸提剂的种类、浸提温2绿原酸提取方法研究进展

度、浸提时间、浸提次数等。选择正确的浸提剂尤为重要，不仅要考虑提取产物的成分和化学活性，并按相似相溶绿原酸水溶性好，易溶于热水、乙醇及丙酮等极性溶原则选择最适宜的溶剂，而且还要考虑所选溶剂必须无剂，极微溶于醋酸乙酯，所以目前的提取剂大多采用水、高沸点残留物。浸提法中浸提剂的去除是较难解决，也是醇、酮类。绿原酸的提取方法有很多，如浸提法、乙醇回流最为关键的问题。

法、超声波提取法、超滤法、大孔树脂吸附法、酶提取法等。

2.2回流提取法

回流提取法是在浸提法的基础上，利用易挥发溶剂

期

631第总期1第年900222

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加热回流进行提取。该方法溶剂的消耗量比较大，但由于溶剂反复利用，提高了提取效率。近年来，运用此法的研究很多，倍受众多研究学者的关注。

如高春荣采用酸性乙醇回流法提取分离金银花中的绿原酸，对其最佳工艺参数进行了讨论，得到回流提取绿原酸的工艺参数：提取溶剂为70%乙醇、pH 为4、回流时间为2h ，在此条件下，绿原酸得率为5.032%，产物中绿原酸的含量为36.13%。

郑鄂湘

［10］

［9］

术提取天然活性物质有着提取率高、速度快且不改变有效成分等优点，所以近年来对于这方面的研究报道很多。

府旗中

［11］

等应用超声波法提取金银花中绿原酸的方

法，实验结果表明，超声波法提取绿原酸的提取率高于水提法、乙醇回流法，绿原酸的提取率较高，提取物绿原酸含量增加。最佳工艺条件为60%的乙醇溶液，用超声波加载提取30min 。

超声波提取法提取溶剂用量少，节约了溶剂。同时超声波提取是一个物理过程，在整个提取过程中无任何化学反应参加，不会对提取物的生物活性产生影响。超声波提取不需要加热，避免了回流法长时间加热对有效成分的不良影响，也节省了能源。超声波提取法提高了有效成分的提取率，有利于原料的充分利用，减少了原料的消耗。但超声波技术受机器功率的限制，很难应用到扩大生产当中。但是作为天然产物提取工艺的一种新技术，超声波提取仍有很大的潜力，具有广阔的发展前景。

等应用醇溶剂回流法提取藜蒿中绿原酸，

通过正交实验对藜蒿中绿原酸进行溶剂提取条件的优化研究，并分别讨论了各因素对绿原酸提取率的影响。实验

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表明，乙醇浓度70%、12倍的提取剂用量、温度85℃、提取时间4h 、提取两次为提取藜蒿中绿原酸的最佳条件，总绿原酸的提取率为1.24%。

刘冠明

［11］

等采用正交实验设计对影响乙醇回流法提

取金银花花蕾和叶片中绿原酸的温度、乙醇浓度、溶剂用量和提取时间四个因素进行了研究。结果表明，提取金银花花蕾中绿原酸的最佳条件是温度为80℃，乙醇浓度为

2.4超滤法

超滤是一种膜分离过程，是以压差为推动力的膜分离技术之一。其原理是利用一种压力活性膜，在外界推动力(压力) 作用下截留水中胶体、颗粒和分子量相对较高的物质，而水和小的溶质颗粒透过膜的分离过程。当被处理水借助于外界压力的作用以一定的流速通过膜表面时，水分子和分子量小于300~500的溶质透过膜，而大于膜孔的微粒、大分子等由于筛分作用被截留，从而使水得到净化。可将水中含有的大部分胶体硅除去，同时可去除大量的有机物等。超滤法提取速度快，收率较前几种有较大的提高。

杨祖金等

［12］

75%，溶剂为12倍量，提取时间为0.5h 。影响因子的主

次顺序为温度＞溶剂倍数＞乙醇浓度＞提取时间。提取叶

23

片中绿原酸的最佳条件是温度为80℃，乙醇浓度为

80%，溶剂为10倍量，提取时间为1h 。影响因子的主次

顺序为温度＞提取时间＞溶剂倍数＞乙醇浓度。

近年来，许多研究者对这种工艺进行了研究，主要集中在根据原料的不同对相应的工艺条件进行优化，对回流提取法的快速发展起到了一定的推动作用。回流法提取所需时间较长，会造成料液长时间受热，提取物中的有效成分发生变性，造成提取物的部分损失。所以如何有效的解决好这一问题，将是今后回流提取法发展的亟待解决的问题。

研究了超滤膜技术应用于杜仲叶绿原酸

的分离纯化。以绿原酸转移率为指标，考察料液温度、超滤压力、超滤时间、膜截留分子量对绿原酸转移率的影响。实验结果表明：膜截留分子量为20000，超滤温度40

2.3超声波提取法

超声波提取是利用超声波特殊的机械效应、空化效应和热效应，通过增大介质分子的运动速度、增大介质的穿透力以提取生物有效成分。超声波对物料有很强的破坏作用，可以使细胞组织变形，使细胞壁上的有效成分更好地溶解到溶剂之中。一般情况下，一些微小的气泡都会溶解在介质的内部，这些气泡在超声波的作用下振动，当声压达到一定值时，气泡由于定向扩散而增大，形成共振腔，然后突然闭合。气泡闭合时在其周围会产生几千个大气压的压力，可造成植物细胞壁及整个生物体的破裂，而且瞬间完成，有利于成分的溶出，即空化效应。超声波技

℃、超滤压力0.36MPa 、超滤时间20min 、加水量24L

时，绿原酸转移率为99.38%。

王芳等

［13］

考察了超滤法纯化金银花提取液的最佳条

件。采用超滤法(分子截留值5000) ，高效液相色谱法测定绿原酸的含量，筛选超滤压力、药液流速、循环时间3个因素的最佳条件。根据实验结果，压力控制在0.05～

0.07MPa ，循环流速控制在2d/s左右，循环时间控制在2h 内，最终纯化液干浸膏中绿原酸含量可高达44.10mg/g。

超滤法与传统的提取工艺相比，系统简单、操作方

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便、占地小、投资省，可满足各类提取的需求。但在超滤过术。其研究工作在国内外受到普遍重视，近几年，已有不程中，由于被截留的杂质在膜表面不断积累，会产生浓差少研究报道了通过酶提取法提取植物中的绿原酸成分。

极化现象，当膜面溶质浓度达到某一极限时即生成凝胶袁静

［16］

等研究了酶法提取杜仲叶中绿原酸的影响

层，使膜的透水量急剧下降，这使得超滤的应用受到一定因素程度的限制，分析得到最佳提取工艺参数为：蒸馏水浸润，在45

。为此，需通过试验进行研究，以确定最佳的工艺和运行条件，最大限度地减轻浓差极化的影响，使超℃时加入纤维素酶进行提取，再在55℃下加入果胶酶，

从而破坏细胞壁和大分子有机物滤成为一种可靠的提取分离方法，恒温。所以合理地选择运行10min ，加50℃条件和清洗工艺热水恒温提取，可控制超滤的浓差极化问题，使超滤法2次，每次10min ，最后真空浓缩、重结晶提取的效果达到最佳。

得纯品，提取物纯度可达99.21%。

陈永胜等

［17］

采用纤维素酶、蛋白酶以及纤维素酶和

2.5大孔树脂吸附法

蛋白酶联合作用于葵花粕，提取绿原酸，探讨了酶解时大孔树脂吸附是20世纪70年代以来开发的一类有间、酶用量对绿原酸提取率的影响。实验结果表明，纤维机高聚物吸附剂，具有较好的吸附性能。多为白色的球状素酶和蛋白酶联合作用能显著提高绿原酸的提取率，其颗粒，粒度多为20～60目，通常分为非极性和极性两大最佳工艺参数为：酶解温度50℃，酶解时间1h ，纤维素类。它的理化性质稳定，不溶于酸、碱及有机溶剂。对有机酶用量6mL ，蛋白酶用量1.5mL ，绿原酸提取率可达到

物的选择性较好，不受无机盐类及强离子低分子化合物1.90%。

存在的影响。它的化学结构与离子交换树脂类似，其吸附宋宏新等

［18］

研究得到纤维素酶酶解提取杜仲中绿原

作用是通过表面吸附、表面电性或形成氢键等来实现的。酸的最佳工艺参数为：加入550U/g纤维素酶0.50%，提大孔吸附树脂对中草药化学成分如生物碱、黄酮、皂苷、取pH 为4.5，温度为40℃，最终提取率最高可达51.84

香豆素及其他一些苷类成分都有一定的吸附作用。对糖mg/g。

类的吸附能力很差，对色素的吸附能力较强。目前已较广与以上提取方法比较，酶提取是一项很有前途的新泛应用于中药新药的开发和中成药的生产中，主要用于技术，酶反应可较温和地将植物组织分解，可较大幅度提分离和提纯过程。

高提取效率。生产量大、廉价的酶，合理的提取工艺条件，陶湘辉等

［14］

研究了大孔树脂纯化灰毡毛忍冬绿原酸

是未来酶提取法完全适于工业化大生产的基础。

的性能。结果表明，大孔树脂NKA-9可用于灰毡毛忍冬中绿原酸粗提物的纯化，其最佳工艺为：洗脱液为45%乙2.7其它提取方法

醇，样液浓度为20%，样液pH 为5，上柱流速为0.5BV/

绿原酸的提取还有其它操作简单、可行性高、提取率h ，洗脱流速为1BV/h，洗脱液用量为4BV 。

高的方法，如渗漉法、减压内部沸腾法、超临界提取法、微喻菁等

［15］

研究了忍冬藤叶中的绿原酸分离纯化工艺

波提取法、水提石灰乳法、逆流萃取法等。

方法。用静态吸附法考察不同大孔树脂的吸附、解吸性渗漉法是在药粉上添加浸出溶剂使其渗过药粉，自下能，并以绿原酸保留率为指标，采用正交实验设计对忍冬部流出浸出液的一种浸出方法。当渗出溶剂渗过药粉时，藤叶中绿原酸的分离纯化工艺条件进行优化。实验结果由于重力作用而向下移动，上层的浸出溶剂或稀浸液不断表明，最佳大孔树脂为LSA-21，溶媒浓度为25%，溶媒为置换浓溶液，形成浓度阶梯，使扩散能较好的进行。渗漉法2BV ，洗脱流速为0.6BV ·h -1

。

适用于提取热敏性、挥发性或剧毒类中草药物料和有效成大孔树脂吸附法提取消耗有机溶剂量少，节省溶剂。份含量较低或要求浸出液浓度较高的中草药物料。但渗漉目前在中草药化学成分的分离、富集中的应用越来越受法消耗溶剂量大、费时、操作麻烦，对药材的粒度及工艺到人们的重视，研究越来越深入。但清洗吸附树脂比较困技术条件要求较高，若条件操作不当，可影响渗漉效率，难，耗用时间长，使此法的推广受到了限制。因此，它的应甚至影响渗漉过程的正常进行。喻菁

［20］

等以绿原酸含量

用还有一个不断发展完善的过程。

和转移率为评价指标，对水提法、乙醇回流法、乙醇渗漉法等进行考察，并采用正交试验设计对忍冬藤叶中绿原2.6酶提取法

酸的提取工艺条件进行优选。研究表明最佳提取工艺为酶工程技术是近几年来用于中药工业的一项生物技

渗漉法，乙醇浓度为40%，收集8倍量渗漉液，渗漉流速

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631第总期1第年900224

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为12mL ·Kg ·min

-1-1

。

物、多孔性物质的吸附、药物微粉包衣等多方面展开研究

［20］

减压内部沸腾法是用少量低沸点解吸剂润湿被提取物料粉末，使其中的有效成分充分解吸，然后加入一定温度的热提取溶剂并迅速减压，使渗透到植物组织内部的解吸剂首先沸腾，强化提取过程。与传统的提取方法及两步法相比，减压内部沸腾法具有提取温度低、浸膏中绿原酸含量高、杂质含量小等优点；此外，减压内部沸腾法还可以大大缩短提取时间。郝瑞然

［19］

。在国内已经有众多的研究者研究了超临界提取工

艺，但是未有与绿原酸有关的研究。由于该工艺全过程不用有机溶剂，因此萃取物绝无残留的溶剂物质，从而防止了提取过程中对人体有害物的存在和对环境的污染，是最干净的提取方法。超临界CO 2萃取的特点决定了其应用范围十分广阔。

用减压内部沸腾法提

取金银花中绿原酸，在70℃下提取绿原酸的得率为

3结语

绿原酸作为一种重要的生物活性物质，已经引起国内外学者的广泛关注。我国有着丰富的绿原酸资源，但其提取、纯化及开发的程度与发达国家之间还有很大的差距。因此，我们应该着重于与绿原酸有关产品的开发研究，增加绿原酸的使用率，使其利用价值达到最高。绿原酸的提取方法有浸提法、乙醇回流法、超声波提取法、超滤法、大孔树脂吸附法、酶提取法等，其中大部分已经扩大化生产，投入到实际应用当中。这些提取工艺都有其各自的优点，能满足不同工艺条件的需求, 但是这些方法都还有不足之处，使其应用具有局限性。相信随着科技的发展、研究者更深入的研究，这些提取工艺将会得到进一步完善。

9.0%，浸膏中绿原酸含量为18.5%，提取2次共需时间8min 。与传统方法相比，提取温度减少30℃，提取速度仍

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然快11.5倍，杂质提出量减少12%。

超临界CO 2流体萃取（SFE ）分离过程的原理是利用超临界流体的溶解能力与其密度的关系，即利用压力和温度对超临界流体溶解能力的影响而进行的。在超临界状态下，将超临界流体与待分离的物质接触，使其有选择性地把极性大小、沸点高低和分子量大小的成分依次萃取出来。超临界CO 2流体萃取是由萃取和分离过程组合而成的一个过程。

目前，国内超临界流体技术是从药用植物中分离有效成分的先进技术手段之一；国外超临界流体技术已在

25

蛋白质药物的提纯、调制药物的多晶体、制备药物包合

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