乙醇法提取银杏叶黄酮及纯化机制基础研究

引言：

银杏叶为银杏科植物银杏的干燥叶，富含多种生物活性成分，尤其以黄酮类和萜内酯类化合物最为重要。研究表明，黄酮类成分具有良好的自由基清除能力，能够改善微循环、抗血小板聚集和增强记忆力，因此在心脑血管疾病、老年痴呆等方面具有较高应用价值。传统提取方法多采用热回流或水煎，存在能耗高、溶剂残留和有效成分提取不完全等问题。乙醇作为一种低毒、可再生溶剂，具有较强的极性调节能力，是植物化合物绿色提取的理想选择。本研究围绕乙醇提取银杏黄酮的效率与机制展开基础研究，探讨提取参数对提取效率和黄酮类成分结构的影响，进而结合树脂吸附和膜分离等手段优化其分离纯化路径，为高效、绿色开发银杏资源提供理论支持。

1. 材料与方法

1.1 实验材料

银杏叶采自江苏省徐州市铜山区，于阴凉干燥环境下自然风干，粉碎后过 40 目筛备用。主要试剂包括无水乙醇（分析纯）、乙酸铝、铝试剂、甲醇、大孔吸附树脂（AB-8 型）及超滤膜组件。

1.2 提取方法

采用单因素法和响应面法对提取条件进行优化。将银杏叶粉末称量后加入不同比例乙醇溶液，设置不同温度与时间进行回流提取，离心取上清，测定黄酮含量。采用铝试剂 - 比色法于 510nm 波长测定总黄酮含量，以芦丁为标准品绘制标准曲线。

1.3 分离纯化方法

选用 AB-8 大孔吸附树脂进行初步分离，依次以去离子水、 30% 、50% 、 70% 、 90% 乙醇进行梯度洗脱。收集洗脱液后测定各组分黄酮含量与纯度。进一步采用超滤膜（截留分子量 ）进行精细分级，去除多糖及低分子杂质，最终获得高纯度黄酮提取物。

2. 单因素实验结果与分析

2.1 乙醇浓度

乙醇浓度在提取银杏黄酮过程中起决定性作用。实验设置浓度为30% 、 50% 、 70% 、 90% 、 95% ，结果显示 70% 浓度下提取效率最高。低浓度乙醇极性过强，难以溶解部分中性或疏水黄酮，浓度过高又抑制极性成分溶出。

2.2 液固比

液固比为提取过程中影响物质扩散速率的关键参数。实验设置20：1至50：1 不等，提取效率随液固比增大而上升，30：1 时达到最大，进一步增加提升幅度不显著，考虑能耗与成本，选定30：1 为最佳。

2.3 提取温度

设置提取温度为 40^∘ C、 50^∘ C、 60^∘ ° C、 70^∘ ° C、 80^∘ C，结果显示在 60^∘ C 时提取效率最佳，较低温度黄酮溶出不足，温度过高则可能破坏部分热敏组分。

2.4 提取时间

提取时间从 30min 至 150min 不等，提取率在 90min 达到最大，延长时间对效率提升不大，反而可能引起氧化或杂质溶出， 90min 为宜。

3. 响应面优化与模型建立

以乙醇浓度、液固比和提取时间为自变量，总黄酮得率为响应值，采用 Box-Behnken 设计法进行响应面优化。结果显示回归模型显著，拟合优度良好。最优组合为乙醇浓度 69.8% 、液固比 29.7：1、提取时间 91min，实际验证提取率为 6.57% ，与预测值偏差小于 3% ，说明模型具备较高预测能力。

4. 分离纯化工艺优化

4.1 树脂类型选择

不同树脂对黄酮类化合物的吸附能力差异较大，经比较 AB-8、HPD-100、D101 树脂，发现AB-8 对银杏黄酮的选择性吸附和洗脱率更

优，适宜大规模初步分离。

4.2 洗脱梯度分析

梯度洗脱实验表明， 30% 乙醇洗脱杂质成分， 50%-70% 乙醇可高效洗脱目标黄酮成分， 90% 乙醇部分洗脱脂溶性伴随物。最佳洗脱浓度为 70% ，可获得总黄酮纯度达 78.4% 的组分。

4.3 超滤分离效果

进一步采用 超滤膜处理粗提产物，可去除低分子杂质如可溶性糖、有机酸等，使黄酮纯度提升至 87.9% ，色泽变浅、气味纯正，为后续药效研究奠定物质基础。

5. 机理探讨与基础性分析

5.1 乙醇提取机制

乙醇提取黄酮类化合物依赖于其溶剂极性与目标化合物亲和力匹配。银杏黄酮多具有酚羟基结构，具备一定亲水性和脂溶性，乙醇可通过调节浓度实现极性匹配，使其与细胞内成分发生亲合溶出。此外，乙醇能破坏细胞膜结构，加速活性物质释放，且其挥发性有助于后处理简便。

5.2 树脂吸附与膜分离机制

大孔树脂分离原理主要基于范德华力和氢键作用，目标黄酮分子在树脂孔道中形成弱吸附后被梯度乙醇洗脱；而超滤主要通过物理筛分方式去除杂质，特别对小分子干扰物清除效果显著。两者联合使用在保证提取率基础上大幅提升产品纯度。

6. 工程应用前景与后续研究方向

本研究所建立的乙醇提取—树脂吸附—膜分离联合工艺，具有原料适应广、设备投资低、操作简便、绿色环保等优势，具备良好的产业化基础。在保健品、功能饮料、中成药原料等领域均可推广应用。

未来基础研究可从以下方向深入。通过高效液相色谱 - 质谱联用技术（HPLC-MS/MS）对各提取组分进行系统鉴定，明晰目标化合物结构；建立乙醇提取过程中分子间作用模型，分析酚羟基与溶剂极性的协同作用机理；开发可回收型绿色溶剂体系，进一步降低环境负荷与生产成本；开展细胞与动物水平的药理实验，验证所提取黄酮类物质的生物活性与作用靶点，为后续制剂开发提供理论依据。

结束语：

本研究围绕乙醇法提取银杏叶黄酮及其纯化机制展开基础性探讨，明确了影响提取效率的关键参数，建立了较为完善的提取 - 分离工艺体系。实验结果表明，在优化工艺条件下可显著提升黄酮类提取率与纯度，相关机制研究亦为理解其分子行为提供理论支撑。该研究不仅拓展了银杏资源的开发利用路径，也为植物提取技术的绿色化和标准化提供了重要参考。

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