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中国食品添加剂
China Food Additives开发应用
2015年第1期
金属络合法纯化火炭母黄酮工艺研究
董艳辉
（广东药学院医药化工学院，中山 524858）
摘 要：目的：研究金属络合法纯化火炭母黄酮的工艺。方法：对 4 种不同金属盐与火炭母黄酮的络合
效果进行了比较，并通过单因素实验优化金属络合法纯化火炭母黄酮的最佳工艺。结果：筛选出最佳络合金
属盐为氯化钙，得到金属络合法纯化火炭母黄酮的最佳工艺条件为：反应液的 pH 为 8.0、氯化钙溶液浓度为
6.0mmol/L、黄酮浓度为 0.2mg/mL，解络剂 EDTA 与络合剂 CaCl2 的摩尔比为 1.5 ∶ 1。在此纯化条件下，黄
酮含量由粗提物的 20.5% 增加到 56.5%，提高了 2.8 倍。结论：采用金属络合法纯化火炭母总黄酮是一种简单、
有效的纯化方法。
关键词：火炭母；黄酮；金属络合；纯化
中图分类号：R 284.2 文献标识码：A 文章编号：1006-2513（2015）01-0138-05
Purification of flavonoid from polygonum Chinense
by metal chelating method
DONG Yan-hui
(School of Chemistry and Chemical Engineering，Guangdong Pharmaceutical University， Zhongshan 528458)
Abstracts：Objective：The purification of flavonoid from polygonum Chinense by metal chelating method was
studied. Methods: Four different kinds of metal salts were tested on the chelating capacity with flavonoid. The optimal
process for the purification of flavonoid was explored on the basis of single factor experiments. Results: The best metal
salt was calcium chloride. The optimum conditions of purification were as follows: pH value 8.0, calcium chloride
solution concentration 6.0 mmol/L, flavonoid concentration 0.2 mg/mL, and mole ratio of EDTA as decomposing
chelating agent and calcium chloride 1.5∶1 . Under the above conditions, the contents of flavonoid was increased
from 20.5% to 56.2% with 2.8 times as higher as the crude extracts. Conclusion: Purification of flavonoid Polygonum
Chinense by metal chelating method was simple and effective.
Key words：polygonum Chinense; flavonoid ; metal complex; purification
收稿日期：2014-09-17
作者简介：董艳辉（1981-），女（汉族），硕士研究生，实验师，研究方向：现代分析技术及应用。E-mail ：dyh810226@126.com。
火炭母为蓼科 (Polygonaceae) 蓼属植物火炭
母（Polygonum Chinense L.）的干燥全草，具有
清热利湿、凉血解毒、平肝明目、活血通络等功
效，是岭南地区常用的一味中草药，也是多种凉
茶如“广东凉茶”、“王老吉”及“二十四味”等
的主要组成药物之一 [1]。火炭母主要化学成分为
黄酮类、鞣质类、 甾醇类等 [2-3]。韦玉等对不同
产地火炭母的总黄酮含量进行了测定，发现火炭
母含有丰富的黄酮 [4]。黄酮类化合物是一类重要
的中药成分，具有多种多样的生物活性，一方面
通过其清除自由基的作用，直接抑制癌细胞的生
长、从而提高机体免疫力而实现抗癌、防癌的作
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用，另一方面，该类化合物还能有效地阻止脂质
过氧化引起的细胞破坏，起到天然抗氧化剂的功
效 [5]。近年来，黄酮类化合物在医药、食品领域
的应用越来越广泛。
目前，纯化天然黄酮类化合物的方法主要有
溶剂法、柱层析法、膜分离法等 [6-9]。溶剂萃取
是研究最透彻的方法之一，但由于其残留的液体
对环境造成一定的污染，而使其应用受到一定限
制；柱层析法等较为复杂操作周期长而且成本也
较高。本工作拟利用黄酮化合物与金属离子的鳌
合作用，通过形成黄酮一金属离子配合物，过滤
后，去除萃取液中不能与其发生反应的杂质。而
后，用鳌合金属离子能力更强的物质与配合物反
应，夺取黄酮金属离子配合物中的金属离子，释
放出黄酮成分，从而提高黄酮的含量，为火炭母
黄酮的高效利用与开发提供理论参考。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
火炭母：购自中山市中智大药房，经干燥粉
碎后过 60 目筛后备用；芦丁对照品：购自中国
药品生物制品检定所（批号：100080-200707）；
EDTA、无水乙醇、硝酸铝、亚硝酸钠、氢氧化
钠、无水氯化钙、氯化铜、氯化锌、硫酸铜、甲
醇均为分析纯。
DF-20 中药粉碎机 ( 温岭市林大机械有限公
司 )；AUY220 万分之一电子天平 ( 日本岛津公
司 )；KQ3200VDB 型双频数控超声波清洗器 ( 昆
山市超声仪器有限公司 )；RE 52-86A 旋转蒸发
仪 ( 上海亚荣生化仪器厂 )；SHZ-D（Ⅲ）循环
水式真空泵 ( 巩义市予华仪器有限责任公司 )；
UV1100 紫外可见分光光度计 ( 上海天美公司 )；
DZ-2BC Ⅱ真空干燥箱 ( 天津泰斯特仪器有限公
司 )；HWS26 型电热恒温水浴锅 ( 上海一恒科技
有限公司 )；LD4-2A 离心机 ( 北京医用离心机
厂 )；TDL80-2B 台式离心机 ( 上海安亭科学仪
器 )。
1.2 实验方法
1.2.1 火炭母黄酮粗提物的制备
火炭母药材干燥后粉碎至 60 目，石油醚脱
脂后用 50% 乙醇超声提取 20min，抽滤后取滤液
经旋转蒸发浓缩，真空干燥即得黄酮粗提物。粗
提物用甲醇溶解过滤，配制成一定浓度的黄酮溶
液，此样品溶液用于纯化实验。
1.2.2 黄酮含量的测定
总黄酮含量的测定采用亚硝酸钠 - 硝酸
铝比色法 [10]。精密移取 0.2mg/mL 芦丁标准
液 0.0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5mL
于 10mL 容量瓶中，加水至 5.0mL，加 5% 亚
硝酸钠 0.4mL 摇匀放置 6min，加 10% 硝酸铝
0.4mL 放置 6min，再加 4% 氢氧化钠 4mL，加
水至刻度，摇匀，放置 15min。以第 1 瓶为空白
对照，于 510nm 波长下测定各溶液吸光度，以
吸光度为纵坐标 (y)、芦丁标准品质量浓度为
横坐标 (x)，绘制标准曲线，得线性回归方程：
y=11.702x+0.0098(R2=0.9997)。将芦丁换成纯化
前后的黄酮样品，按同样方法测定吸光度值，根
据下式计算黄酮含量：
哴䞞ਜ਼䟿˄%˅˙ 3 100%10
C V
m
u u uu
〰䟺ؽᮠ

㔌ਸ䖜ॆ⦷˄%˅˙ 1 1
0 0
1 100%C VC V
§ ·u u¨ ¸u© ¹

式中：C 为标准曲线上查到的质量浓度（mg/
mL)；m 为黄酮样品质量 (g)；V 为样品定容体积
（mL）。
1.2.3 纯化工艺
纯化过程包括黄酮与金属络合和解络反应
过程 [11-12]。将 100mL 一定浓度的火炭母黄酮溶
液置于 400mL 烧杯中，边搅拌边缓慢加入一定
量金属盐，溶液即有黄色沉淀析出，用 1.0mol/L
NaOH 调节溶液 pH，待溶液中黄酮浓度基本不
变，离心，收集沉淀得到黄酮金属络合物，根
据反应前后溶液中黄酮浓度计算黄酮络合转
化率。

哴䞞ਜ਼䟿˄%˅˙ 3 100%10
C V
m
u u uu
〰䟺ؽᮠ

㔌ਸ䖜ॆ⦷˄%˅˙ 1 1
0 0
1 100%C VC V
§ ·u u¨ ¸u© ¹

式中：C0 为络合反应前黄酮质量浓度；V0
为络合反应前黄酮溶液体积；C1 为络合反应后黄
酮质量浓度；V1 为络合反应后溶液体积。
将上述黄酮金属络合物沉淀用 30% 乙醇溶液
溶解，加入一定量解络剂 EDTA，于 60℃恒温水
浴中搅拌反应至沉淀完全溶解，减压浓缩至干。
分别用 50mL 甲醇溶解过滤，将滤液浓缩干燥，
重复 2 次，得纯化后的黄酮固体，检测所得样品
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中黄酮含量。
2 结果与分析
2.1 火炭母黄酮与金属络合反应实验结果
2.1.1 金属盐对络合反应的影响
在黄酮浓度为 0.2mg/mL，在 pH 为 8.0 的条
件下，将浓度为 3.0mmol/L 的硫酸铜、氯化锌、
氯化铜、氯化钙 4 种金属盐与火炭母黄酮进行络
合反应，计算黄酮络合转化率，选出转化率最高
的金属盐，结果见图 1。
50
55
60
65
70
75
80
85
硫酸铜 氯化锌 氯化铜 氯化钙
络
合
转
化
率
（
%
）
图 1 金属盐对络合反应的影响
由图 1 可知，在反应条件相同情况下，氯
化钙与黄酮络合的效果最好，络合转化率达到
84.3%，明显高于其他三种金属盐，所以选择氯
化钙与黄酮络合。
2.1.2 pH 对络合反应的影响
有资料显示 [13]，黄酮在碱性环境中更有利于
和金属形成络合物，这可能是因为碱性条件下黄
酮酚羟基的氢离子更容易质子化，导致黄酮易与
金属发生反应。在黄酮浓度为 0.2mg/mL，氯化钙
浓度 3.0mmol/L 条件下，测定不同 pH（7.0、8.0、
9.0、10.0、11.0）对黄酮络合物生成的影响，结
果如图 2 所示。
40
45
50
55
60
65
70
75
7.0 8.0 9.0 10.0 11.0
pH
络
合
转
化
率
（
%
）

图 2 pH对络合反应的影响
图 2 表明，溶液 pH 对络合反应影响较大，
当 pH 为 8.0 时，黄酮络合物的转化率最高，当
pH 超过 8.0 时，随着 pH 的增大黄酮络合物的转
化率逐渐降低，因此选择 pH8.0 为反应条件。
2.1.3 金属盐浓度对络合反应的影响
在黄酮浓度为 0.2mg/mL，pH 为 8.0 条件下，
测定不同氯化钙浓度（3.0mmol/L、4.0mmol/L、
5.0mmol/L、6.0mmol/L、7.0mmol/L、8.0mmol/
L）对黄酮络合物生成的影响，计算黄酮络合转
化率，选出转化率最高的金属盐浓度，结果如图
3 所示。
65
70
75
80
85
90
3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0
金属盐浓度（mmol/L)
络
合
转
化
率
（
%）
图 3 金属盐浓度对络合转化率生成的影响
由图 3 可知，随着氯化钙浓度的增加，络
合转化率呈逐渐增大的趋势，当金属盐浓度
为 6.0mmol/L 时，黄酮络合物转化率最高，达
86.66%，此时络合效果最好。当金属盐浓度继续
增加，转化率逐渐降低，因此选择 6.0m mol/L 为
最佳氯化钙浓度。
2.1.4 黄酮浓度对络合反应的影响
在 氯 化 钙 浓 度 为 6.0mmol/L、pH8.0 条 件
下，调节不同黄酮浓度（0.1mg/mL、0.2mg/mL、
0.3mg/mL、0.4mg/mL、0.5mg/mL）进行络合反
应，计算黄酮络合转化率，结果如图 4 所示。
65
70
75
80
85
90
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
黄酮浓度（mg/mL）
络
合
转
化
率
（
%
）
图 4 黄酮浓度对络合转化率的影响
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由图 4 可知，当黄酮浓度为 0.2mg/mL 时，
黄酮络合物的转化率最高，达 88.01%；当浓度高
于 0.2mg/mL 时，黄酮络合物的转化率随着浓度
增大而逐渐降低。这可能是因为黄酮浓度过大，
黄酮提取液中的其他物质与金属反应影响了络合
效果，因此黄酮最适合浓度为 0.2mg/mL。
2.2 火炭母黄酮与金属解络反应实验结果
在上述最佳络合反应条件下，得到火炭母黄
酮金属络合物。然后采用解络剂 EDTA 对黄酮金
属络合物进行解络反应，去除金属离子，游离出
黄酮。在黄酮金属络合物的乙醇液中，EDTA 能
够优先与金属络合，而使黄酮从络合态变为游离
态。根据 EDTA 与金属的络合物不溶于甲醇，而
黄酮在甲醇中具有良好的溶解性从而将游离态的
黄酮与 EDTA 金属络合物分开，从而得到黄酮含
量更高的火炭母提取物。考察了解络剂 EDTA 的
不同加入量对最终样品的影响，根据纯化样品
的黄酮含量选出最好的解络剂的量，结果如图 5
所示。
0
10
20
30
40
50
60
1:0.5 1:1 1:1.5 1:2 1:2.5
金属盐与EDTA的摩尔比
黄
酮
含
量
（
%）
图 5 EDTA的量对黄酮络合物解络的影响
从图 5 可知，在其他条件相同的情况下，不
同解络剂的量对黄酮络合物解络的影响不同。当
金属盐与解络剂的摩尔比为 1 ∶ 1.5 时，其解络
效果最好，黄酮的含量最高，解络剂的量使用过
多或过少其解络效果均较差，黄酮含量也较低。
2.3 分离后产品的品质评价
本实验从纯化后样品的外观、金属残留
量两方面对其进行评价。经比较纯化前后火炭
母黄酮色泽没有明显差异。纯化后样品中的钙
含量，采用原子吸收法测定（GB/T 5009.92—
2003）出钙含量为 8.5mg/g 样品。钙元素是人
体不可缺少的元素，中国营养学会推荐每日钙
适宜摄入量为 800 ～ 1000mg 钙，而中国人均
每日摄入的钙量仅为 389mg，因此，每天还需
补充钙 400 ～ 600mg。相当于每天摄入提取物
50 ～ 75g，而实际上火炭母黄酮做为食品药品添
加剂，其使用量远小于这个值，因此，产品中的
钙含量不会达到致毒量，并且能弥补植物源食品
中钙含量低的不足。这些残留的金属将会以络合
态存在，据文献报导食入黄酮与痕量金属的反应
物可以提高人类小肠细胞对黄酮的代谢水平，并
且因为黄酮的金属络合物比游离态的黄酮具有更
强的生物活性，金属对黄酮类物质的抗氧化活性
有协同效应，所以适量的钙的含量有利于提高火
炭母提取物的生物利用率。
3 结论
本研究采用金属络合法纯化火炭母总黄酮，
得到了纯化的最佳工艺条件：金属盐 CaCl2、反
应 pH=8.0、金属盐浓度 6.0mmol/L、黄酮浓度
0.2mg/mL，络合转化率达 88.01%，CaCl2 与解络
剂 EDTA 的摩尔比为 1 ∶ 1.5。在此条件下纯化
火炭母黄酮，黄酮含量从 20.5% 增加到 56.5%，
提高了 2.8 倍。因此，采用金属络合法纯化火炭
母总黄酮是一种简单、有效的纯化方法。金属络
合 - 解离法纯化黄酮工艺简单，操作周期短，原
料廉价易得，溶剂回收简单，耗能低，容易实现
工艺化。这种方法将改善现存的纯化方法中存在
的大量使用溶剂，操作时间长，纯化成本高的
问题。
参考文献：
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complexing reactions[J].J Serb Chem Soc.，2007，72：921-
939.
地 址：上海市崧泽大道333号
www. fi - c.com或www. ChinaFoodAdditives. com/d_e. htm
电话：010 - 59795833 010 - 6839 6330/6839 6468
展出时间：2015 年 4 月 1 日～ 3 日
展出地点：国家会展中心（上海）
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