茄科藥用植物中多糖成分提取及藥理作用的研究進展Δ

黃越燕，潘琳琳，周吉芳（嘉興學院醫學院，浙江嘉興 314001）

通過化學合成研發新藥往往代價昂貴，且不良反應多，因此，以中藥為代表的天然藥物資源成了新藥研發的重要補充手段，傳統中醫藥學理論也為從天然藥物中開發提取有效活性物質指明了方向。茄科植物廣泛分布于溫熱帶地區，是藥用植物資源中歷史較早、種類較多的科屬[1]。該科常見品種包括枸杞、龍葵、顛茄、白英、天仙子、山莨菪、曼陀羅、洋金花等，均為傳統中藥材資源，且茄科的酸漿、旋花茄、夜來香、乳茄、紅絲線、龍珠、煙草等也可作一定藥用[2]。茄科藥用植物在清熱解毒、祛風除濕、解痙止痛、止咳平喘等方面有一定臨床療效[3]，其化學成分包括生物堿、多糖、黃酮及其苷類、皂苷、揮發油、有機酸及其衍生物等[2]。研究表明，龍葵多糖、枸杞多糖（LBP）等多糖類成分在抗腫瘤、免疫調節等方面具有較好藥理活性和潛在應用價值，正日益受到重視[4-5]。故筆者以“茄科”“枸杞”“多糖成分”“提取”“藥理作用”等為關鍵詞，組合檢索2007 年1 月－2015 年3 月中國知網、萬方、維普數據庫中的相關文獻。結果得到相關文獻87條，對其中45條有效文獻分析總結后，就茄科藥用植物中多糖類化合物在提取分離方法及藥理作用兩個方面的研究進展作一綜述，以期為茄科植物多糖類成分進一步研究及茄科藥用植物資源的有效開發利用提供參考。

1 提取分離方法

1.1 水提醇沉法

根據“相似相溶”原理，對多糖這類極性大分子化合物，水是較好的提取媒介，再向水提液中加入高濃度乙醇可使多糖沉淀分離。因此，水提醇沉法是植物多糖最常用的提取方法，該法簡單方便、成本低、無污染，但缺點是提取溫度高、耗時長、效率低。王林江等[6]采用水提醇沉法從白英中提取多糖，采用苯酚-硫酸法測定了3個產地白英的多糖含量。張文杰等[7]設計L9（34）正交試驗，以提取溫度、溶劑用量、提取次數和時間為因素，以多糖含量為指標確定天仙子多糖的最佳提取工藝為100 ℃、加水10 倍量回流提取3 次、每次1 h，此工藝下多糖含量為2.201%。常建紅等[8]先采用熱水提取LBP，工藝為溫度100 ℃、pH 11.0、料液比1∶2、提取時間2 h；再以二乙基氨基乙基-葡聚糖A-50 柱層析得到純度較高的LBP，并采用Sevag 法[氯仿-正丁醇（4∶1）]與酶法聯用純化，先加0.1%木瓜蛋白酶、pH 6.5、50 ℃下酶解2 h，后以Sevag法脫蛋白1次，醇沉烘干得脫蛋白LBP，脫蛋白率達86.8%。江培等[9]采用水提醇沉法提取洋金花多糖，以苯酚-硫酸法測定洋金花多糖含量，并進行效能指標認證。結果顯示，測定平均回收率為99.41%。王萍等[10]采用水提醇沉法提取毛酸漿多糖，以提取溫度、提取時間、料液比和提取次數作為單因素考察，再通過正交試驗得到毛酸漿多糖的最佳提取條件為提取溫度100 ℃、時間3 h、料液比1∶20，此工藝條件下毛酸漿多糖得率為5.38%。

1.2 堿提法

堿提法的原理是利用堿液破壞植物細胞壁及細胞膜的完整性，使其通透性提高，以利于酸性多糖的浸出。常用堿液有0.1～1 mol/L NaOH、KOH、CaO、Ca（OH）2等。但堿提取后的液體需中和，程序較繁瑣，僅適用于特定類型的多糖，如LBP、靈芝多糖等。楊瑞欣[11]在傳統水提取基礎上研究更優的提取LBP 的方法，分析了浸提溫度、浸提液pH、液料比和提取時間等因素對LBP得率的影響。確定了堿液提取最優工藝為液料比70∶1、pH 10.0、溫度65 ℃、浸提時間3.5 h，此時LBP得率達7.46%，比傳統水提工藝提高了1.59%。堿提法提取效率高，但堿液濃度對多糖穩定性有影響[12]，有些多糖在堿性較強時會水解。因此提取過程應控制堿液濃度不宜過高，提取液應迅速中和或透析，常通以氮氣或加入硼氫化鈉以防止多糖水解而造成多糖得率下降[13]。

1.3 超聲波輔助提取法

超聲波輔助提取是利用超聲波的空化作用及其次級效應，如機械振動、乳化、擴散和擊碎等，在植物細胞周圍形成微流，同時在細胞內形成胞內環流，使細胞受到嚴重損壞，提高細胞膜和細胞壁的通透性，達到加快細胞釋放多糖、縮短提取時間和提高多糖提取率的目的[14]。超聲提取在常壓、室溫下操作，簡便安全、提取率高、有效成分損失少，缺點是可能導致可溶性多糖降解。舒俊生等[15]采用超聲輔助提取法對煙葉多糖進行提取。結果，上中下部煙葉粗多糖含量分別為10.13%、7.36%、7.18%，并通過離子色譜法分析發現煙葉多糖主要由阿拉伯糖、半乳糖、葡萄糖和果糖組成。許春平等[16]通過單因素試驗和正交試驗對低次煙葉多糖提取工藝進行了優化，得到最佳提取條件為超聲波功率600 W、提取時間4 min、料液比1∶25、溫度60 ℃，此工藝條件下多糖得率為2.56%。孫漢文等[17]建立以超聲波輔助水提取LBP的工藝，設計單因素和正交試驗考察了提取溫度、時間、次數及料液比的影響。結果顯示料液比對提取率影響最大，溫度影響最小，超聲提取以室溫為宜；超聲20 min、料液比1∶3、提取4次時LBP收率可達10%。

1.4 微波輔助提取法

微波提取作為天然植物有效成分提取的新技術，其原理是利用高頻電磁波穿透萃取溶劑達到細胞內部，由于溶劑及細胞液吸收能量，使細胞內部溫度升高、壓力增大，從而使細胞壁破裂，位于細胞內部的有效成分則從細胞中釋放出來，被溶劑溶解[18]。該法具有穿透力強、加熱效率高、升溫快而均勻、萃取時間顯著縮短、提取效率高、安全無污染等優越性。但有研究認為，微波提取得到的多糖在單糖組成上有一定差異性[19]。邱志敏等[20]利用響應面法優化LBP 的微波輔助水提取工藝。確定最佳提取工藝為微波功率300 W、微波時間1.8 min、液料比26∶1，枸杞粗多糖得率可以達到9.57%。王月囡等[21]采用單因素和正交試驗研究LBP提取工藝，比較了料液比、微波功率、微波時間、提取次數等因素對提取率的影響。結果表明，微波提取最佳條件為微波功率料液比1∶30、微波功率480 W、微波時間20 min、提取2 次，此條件下多糖提取率接近40%，且該法提取LBP優于熱水浸提法。于開源等[22]研究了微波功率、提取時間及料液比對脫脂酸漿籽中多糖提取率的影響，以多糖提取率為響應值確定優化條件為料液比1∶12、微波功率610 W、微波時間83 s，多糖提取率達5.57%。

1.5 酶解法

酶解法是利用酶水解植物纖維素，使細胞壁破裂釋放壁內的多糖，從而實現快速高效提取[14]。常用的酶有蛋白酶、纖維素酶、果膠酶等。酶解法提取多糖雖選擇性高、多糖活性高、易除雜質，但成本較高、條件苛刻、酶容易失活，因此限制了其在大規模工業化中的應用。汪煥林等[23]以LBP得率為指標，用單因素和正交試驗對料液比、提取時間、提取溫度和酶質量分數等因素進行考察，確定LBP 最佳提取工藝為50 ℃、料液比1∶20、提取時間20 min、酶質量分數0.5%，此時多糖得率為2.95%。于翠芳等[24]利用復合酶法提取LBP的工藝，采用響應曲面法分析了酶解溫度、酶解時間、加酶量對LBP的提取率的影響。結果表明，采用復合酶[蛋白酶-纖維素酶-果膠酶（1∶1∶1）]提取LBP的最佳條件為酶解溫度51 ℃、酶解時間60 min、加酶量0.32%，LBP 提取率為13.96%；與單一酶法相比提取率差異不大，但提取速度提高約50%。

1.6 復合法

將多種方法結合提取多糖，能大大加速多糖的溶出，通過工藝優化達到最優的提取效果。較常使用的如微波-酶法、微波-超聲聯用提取等。王啟為等[25]對微波聯合纖維素酶法提取LBP 進行研究，確定最佳工藝條件為微波功率450 W、微波時間6 min、物料80目、液料比25∶1（ml/g）、纖維素酶用量1.5%、酶解溫度50 ℃、酶解時間60 min、體系pH 值4.8，此時LBP 得率為13.2%。周丹紅等[26]利用微波-超聲波輔助提取LBP，采用正交試驗考察料液比、提取溫度、微波和超聲波功率、提取時間等對LBP 提取效率的影響。結果顯示，最佳提取工藝為料液比1∶10、提取溫度100 ℃、微波功率300 W、提取時間6 min、超聲處理20 min、超聲功率300 W、溫度70 ℃。任雪峰等[27]研究了酶解超聲協同提取茄蒂多糖條件，在pH 為5、50 ℃水浴溫度下用1%纖維素酶酶解30 min，采用響應面法優化超聲提取條件。結果表明，茄蒂多糖最佳提取條件為料液比1∶36（g/ml）、超聲時間22 min、超聲溫度68 ℃，此條件下多糖得率為5.49%。

1.7 閃式提取法

閃式提取是利用高速機械剪切力和攪拌力，迅速破壞植物細胞組織，使細胞內部的有效成分與溶劑充分接觸而快速溶解轉移，從而實現有效成分的高效提取，具有提取快速、不需要加熱、有效成分損失小的特點[28]。黃越燕等[28]采用總多糖提取量和浸膏得率為綜合評價指標，采用L9（34）正交試驗考察提取電壓、提取時間、提取次數、料液比等因素。結果表明，龍葵總多糖的閃式提取最佳工藝為加30倍量水、電壓80 V、提取2 次、每次2 min，總多糖提取量為4.585 mg/g。李嬌等[29]比較研究了水提法、超聲法和閃式法提取鐵皮石斛多糖的效果，并用正交試驗對工藝條件進行了優化。結果顯示，閃式提取最優條件為固液比1∶15、閃提時間2 min、轉速4 000 r/min，此時多糖提取率為24.05%，耗時僅為2 min。與傳統水提法和超聲法比較，閃式提取具有明顯優越性。

2 藥理作用

近年來茄科藥用植物在臨床應用廣泛，其多糖類化合物藥理作用的研究主要有抗腫瘤、免疫調節、抗氧化和抗衰老、降糖、生殖保護等幾個方面。

2.1 抗腫瘤和免疫調節作用

李健等[30]研究了龍葵多糖對U14 荷瘤模型小鼠生長的抑制及對荷瘤小鼠的免疫調節作用。采取MTT法檢測龍葵多糖體外對U14細胞增殖的影響；建立U14宮頸癌腹水瘤模型，觀察給藥對腫瘤的抑制作用和對荷瘤小鼠存活時間的影響；用酶聯接免疫吸附法檢測荷瘤小鼠血清的細胞因子水平。結果表明，180 mg/kg 的龍葵多糖對宮頸癌U14 生長抑制率達53.68%，并能顯著延長荷瘤小鼠生命周期，可增加荷瘤小鼠血清γ干擾素水平，降低白細胞介素（IL）44 水平，推測該多糖可能通過激活機體內免疫系統的活動，調節細胞因子分泌而發揮抗腫瘤作用。張杰等[31]采用不同濃度的白毛藤多糖作用于胰腺癌細胞，檢測腫瘤細胞凋亡率及半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3（Caspase-3）的表達。結果表明，白毛藤中多糖成分可以抑制胰腺癌細胞增殖，其抗癌機制可能是通過活化Caspase-3 途徑來誘導腫瘤細胞凋亡。LBP被認為是茄科植物枸杞的重要活性成分，其抗腫瘤作用及免疫調節作用得到較多研究的證實，其對于肝癌、宮頸癌、前列腺癌、卵巢癌、大腸癌、食管癌、血癌、肺癌等方面均具有一定的抗腫瘤活性[32]。LBP能作用于免疫活性細胞如T 細胞、B 細胞等，發揮細胞和體液的免疫功能，或降低腫瘤免疫抑制因子血管內皮生長因子（VEGF）、轉化生長因子61（TGF-61）的分泌，達到抑制腫瘤的作用[33]。

2.2 保肝作用

章培軍等[34]研究了LBP 對四氯化碳（CCl4）所致小鼠急性肝損傷、小鼠血清中IL-6和IL-8水平的影響，并采集肝組織病理樣品進行病理學觀察。結果顯示，LBP 能顯著防止CCl4引起的小鼠血清中丙氨酸氨基轉移酶（ALT）的升高，且藥物存在量效關系，還可降低CCl4引起的小鼠血清IL-6、IL-8水平升高；病理學鏡檢結果表明，LBP 可明顯減輕CCl4對肝組織的損傷。實驗證實了LBP 具有良好護肝作用，其機制可能與降低小鼠血清ALT、IL-6、IL-8 的水平有關。秦樹森等[35]采用CCl4誘導大鼠急性肝損傷模型，觀察了紅絲線多糖對模型大鼠血清中ALT、天冬氨酸氨基轉移酶（AST）、丙二醛（MDA）及超氧化物歧化酶（SOD）水平的影響。結果表明，紅絲線多糖可抑制急性肝損傷大鼠血清中ALT、AST 的活性，降低MDA 的水平，升高SOD的水平。可見，紅絲線多糖對CCl4致大鼠急性肝損傷具有較好的保護作用。

2.3 抗氧化和抗衰老作用

茄科植物多糖的抗氧化和抗衰老作用被廣泛研究，其中對LBP的研究較多。邵鴻娥等[36]通過小鼠游泳耐疲勞實驗研究了LBP 對小鼠耐力和血清中SOD 活性、MDA 含量的影響，進而探討LBP 的抗衰老作用機制。結果顯示，50、100 mg/kg劑量的LBP 均可顯著延長小鼠力竭游泳時間（分別提高12.32%、1.23%），提高抗疲勞能力，小鼠血清中SOD活性明顯升高、MDA 含量明顯降低。龔濤等[37]研究了枸杞粗多糖在小鼠體內的抗氧化作用，發現100、200、400 mg/kg劑量的枸杞粗多糖能顯著提高D-半乳糖衰老模型小鼠血清、肝臟及腦組織中SOD 活性，降低MDA 含量，能顯著提高正常小鼠常壓耐缺氧能力和游泳抗疲勞能力，小鼠的脾指數和胸腺指數也得到顯著提高。結果表明，枸杞粗多糖能促進提高小鼠的機體免疫水平，具有顯著的抗氧化、抗衰老作用。許春平等[16]研究了低次煙葉多糖的生物活性，發現其具有較強的抗氧化活性和自由基清除能力。劉鵬舉等[38]從酸漿中提取水溶性粗多糖，經體外實驗表明酸漿多糖對羥基自由基及超氧陰離子自由基均具有清除功能。

2.4 降血糖作用

李曉冰等[39]探討了LBP對糖尿病大鼠血糖水平及機體免疫功能的影響。通過尾iv給予鏈脲佐菌素復制糖尿病大鼠模型，經給藥干預比較大鼠血糖水平、脾臟指數、胸腺指數、脾淋巴細胞刺激指數及外周血T淋巴細胞亞群水平。結果顯示，第2、4 周多糖組大鼠血糖水平均較模型組降低，胸腺指數、脾淋巴細胞刺激指數及CD3、CD4 及CD4/ CD8 值均較模型組升高，CD8 值較模型組降低，表明LBP 能較好地調節血糖水平，其作用與改善糖尿病大鼠免疫功能低下有關。宗燦華等[40]觀察了LBP對2型糖尿病（2-DM）大鼠胰島素抵抗及腎周脂肪組織脂聯素基因mRNA表達的影響。實驗選用高脂飼料加小劑量鏈尿佐菌素建立2-DM 大鼠模型，ig 給藥8 周后，采用逆轉錄-聚合酶鏈反應法檢測腎周白色脂肪組織脂聯素基因mRNA水平，并測定空腹血糖（FBG）、血清胰島素（FINS）和血脂的含量，計算胰島素抵抗指數（IRI）。結果，LBP組2-DM大鼠腎周脂肪組織脂聯素基因mRNA 表達明顯升高，FBG、FINS、IRI、總膽固醇、三酰甘油、低密度脂蛋白水平明顯降低。這表明LBP可通過增加脂聯素基因mRNA表達，改善2-DM大鼠脂代謝紊亂，降低胰島素抵抗，從而實現降血糖作用。

2.5 生殖保護作用

曹池等[41]研究了早期低劑量接觸氯化甲基汞（MMC）對大鼠生殖生長發育的影響及LBP的早期干預作用。實驗將健康7 日齡大鼠經頸部sc 給予MMC，自然觀察大鼠體質量、發育、生殖繁育能力及子代仔鼠早期生長發育和存活狀況，并將已孕母鼠哺乳期仔鼠染毒，觀察母鼠產仔情況。結果顯示，MMC染毒大鼠毛色萎縮、精神狀態倦怠、食欲不振、生長較緩慢，未產仔或產仔的產死率高、或產畸胎，仔鼠出生體質量異常，染毒仔鼠影響其已孕母鼠再次生育；而使用LBP 干預可抑制MMC對大鼠引起的生殖發育毒性。

2.6 其他作用

現代藥理研究表明龍葵多糖具有抗炎、抗過敏、抗菌、解熱鎮痛、鎮靜、殺蟲活性等藥理作用[42-43]。LBP還具有明目、防治青光眼、防治白內障、抗潰瘍等作用[44-45]。

3 結語

茄科植物多糖成分的提取方法在傳統熱水提取、堿水提取、酶法提取的基礎上，逐漸應用到超聲波、微波輔助、閃式提取等新方法，大大提高了多糖的提取效率，節約了操作時間。茄科植物多糖的藥理作用廣泛，體現在抗腫瘤和免疫調節、保肝、抗氧化抗衰老、降血糖、生殖保護等諸多方面。

目前對茄科植物多糖的研究面臨的問題主要有：（1）對茄科植物多糖的研究，主要集中在對枸杞、龍葵、酸漿和煙葉多糖的研究，而其他茄科植物如天仙子、白英、刺天茄、顛茄等含生物堿、莨菪堿成分高，對于此類植物多糖的研究還不多。此外，旋花茄、夜來香、乳茄、龍珠多糖成分仍有待進一步研究。（2）提取得到的多糖多為粗品，大多數多糖的化學結構尚未明確，在提取成分中分離出選擇性高、廣譜的化合物仍是研究的重要內容。

因此，在今后的研究開發中，應更加注重對茄科植物中天仙子、白英、刺天茄、顛茄、旋花茄、夜來香、乳茄、龍珠等多糖成分的研究；并加強茄科植物多糖的分離純化，用均一的單一組分多糖進行藥理活性和作用機理研究；深入研究單體成分的作用機制，加強多糖的化學結構研究。茄科植物種類繁多、分布廣泛、多糖含量高、資源豐富，對茄科植物多糖進行廣泛深入研究，闡明其生物活性及構效關系，對尋找新藥先導化合物，具有醫學和經濟意義。

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