藥食兩用植物多糖的研究進展

李雨虹，董文賓，*，付瑜，樊成，歐陽凡（.陜西科技大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，陜西西安700；.陜西省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗研究院，陜西西安70048）

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藥食兩用植物多糖的研究進展

李雨虹1，董文賓1，*，付瑜1，樊成2，歐陽凡1
（1.陜西科技大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，陜西西安710021；2.陜西省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗研究院，陜西西安710048）

摘要：多糖是由單糖聚合而成的，來自于高等動植物細(xì)胞膜和微生物細(xì)胞壁的天然高分子化合物，可以采用水提、堿提、酸提等提取方法獲得。植物多糖具有抗腫瘤、抗病毒、抗氧化、防衰老、降血糖等生物活性，可作為各種藥物和保健品的有效成分，因此，藥食兩用植物多糖系列產(chǎn)品的市場前景將非常廣闊。

關(guān)鍵詞：多糖；提取方法；生物活性

我國在藥食兩用植物的應(yīng)用歷史悠久，據(jù)醫(yī)書記載，中國古代便利用藥食兩用植物充饑、美容、調(diào)味、泡酒及延年益壽等［1］。且植物資源豐富，根據(jù)中華人民共和國衛(wèi)生部發(fā)布的《保健食品管理辦法》的規(guī)定，可用于保健食品的植物有118種，但我國對藥食兩用植物的應(yīng)用與開發(fā)還處于初級階段，相關(guān)企業(yè)的管理制度仍不健全，所以很多原材料出口到日本、韓國等企業(yè)［2］。隨著近幾年人們對“藥補不如食補”觀念的認(rèn)識，藥食兩用保健食品的市場需求逐漸擴大，所以加快我國藥食兩用植物的開發(fā)和研究，對提高我國保健食品在國際市場上的影響力起主導(dǎo)地位。其中多糖是藥食兩用植物中重要的功能成分之一，含量高，且具有增強免疫力、抗腫瘤、抗病毒、抗氧化、防衰老、降血糖等廣泛的藥用價值，因此成為越來越多學(xué)者研究的對象。

1　藥食兩用植物多糖的提取

植物中有效成分的提取，有溶劑提取法、水蒸氣蒸餾法、升華法等。多糖的提取常采用溶劑提取法，利用相似相溶性原理，選擇極性大的溶劑提取。為了方便提取分離較為單一的植物多糖，在溶劑提取多糖前需要對一些含脂肪較高的莖、葉、花、果及種子類預(yù)處理，選用丙酮、石油醚、乙酸乙酯、乙醇等有機試劑進行脫脂，而對含色素較高的植物，需進行脫色處理，如加活性炭。在溶劑提取的基礎(chǔ)上，可根據(jù)植物多糖的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)不同，選擇適當(dāng)?shù)妮o助條件來提高提取效率，比如加熱、改變酸堿度、超聲、微波輔助等。

1.1熱水提取法

多糖可存在于植物的根、莖、葉、花、果及種子中，大部分多糖不溶于冷水，在熱水中呈黏液狀，不溶于高濃度的乙醇溶液。目前常用水提醇沉的方法來提取水溶性多糖，如蘆薈多糖、白術(shù)多糖等［3-4］，此工藝成本低、安全可行，適合工廠大規(guī)模生產(chǎn)操作。

1.2堿提取法

依據(jù)多糖的分子結(jié)構(gòu)，可采用濃度為0.1 mol/L～1.0 mol/L的NaOH或KOH稀堿溶液提取含有糖醛酸的多糖及酸性多糖，為防止多糖分解，可加入適量硼氫化鈉或硼氫化鉀。采用堿提取多糖收率高，時間短，減少原料及試劑的損耗。但該提取液黏性大，過濾不方便，還含有其他雜質(zhì)，如堿溶性蛋白質(zhì)等，且濃度要求嚴(yán)格，一旦過大就可使多糖分解。

1.3酸提取法

對于含有氨基的多糖，可采用1%乙酸或1%苯酚作為提取溶劑。以酸作為提取劑，對糖苷鍵具有一定破壞性，降低多糖的收率，且提取溫度也不宜過高。該法適用范圍窄，針對于特定植物中酸溶性多糖的提取。

1.4酶提取法

酶的加入可使植物的細(xì)胞壁在溫和的條件下被分解，加快有效成分的浸出速度，有條件溫和、溫度低、耗能少、對設(shè)備要求低等優(yōu)點。但是，有時也會分解提取液中的淀粉等非目標(biāo)產(chǎn)物，因此選擇合適的酶及條件進行酶解很重要。

1.5超聲輔助提取法

利用超聲的加速質(zhì)點運動、空化作用及振動勻化效應(yīng)，可使有效成分充分浸出，縮短提取時間，且操作溫度低，避免因高溫而破壞有效物質(zhì)的結(jié)構(gòu)。

1.6微波輔助提取法

微波輔助提取法是利用微波的選擇性加熱、高穿透性的特點，加快植物有效成分的浸出，提高多糖的收率。微波法的特殊電加熱迅速、均勻，有效成分破壞少，且節(jié)能高效。王熊飛等［5］采用條件優(yōu)化后的微波法提取山楂多糖，結(jié)果顯示微波提取提高了山楂多糖的提取率，且速度快、操作便捷，但能耗大，不利于工廠生產(chǎn)。

2　藥食兩用植物多糖的純化

一般采用水提醇沉的方法獲得粗多糖后，根據(jù)其分子結(jié)構(gòu)特性選擇純化分離的方法。可根據(jù)雜質(zhì)與多糖的極性不同，采用溶劑萃取法將雜質(zhì)分離出來；根據(jù)分子量的大小，采用合適的透析袋透析或超濾膜超濾，將小分子物質(zhì)去除；或根據(jù)多糖的吸附性，選擇合適的色譜柱分離，如鐵皮石斛粗多糖經(jīng)過DEAE-52纖維素柱分離后，得到了4個組分，分別為DO-1、DO-2、DO-3和DO-4，再將DO-1部分經(jīng)過Sephadex G-200柱純化，得到DOP純多糖［6］。其他的純化方法還有蒸餾法、膜分離法等。

3　藥食兩用植物多糖的生物活性

多糖是藥食兩用植物中重要的活性物質(zhì)之一，近幾年，研究表明多糖具有抗氧化、抗腫瘤、增強免疫力等多種功能。通過對多糖的生物活性、藥理作用等研究，對有效利用和開發(fā)藥食兩用植物具有重大意義。

3.1抗氧化性

1956年Denham Harman提出衰老自由基學(xué)說，使人們意識到衰老與體內(nèi)自由基的氧化息息相關(guān)。近幾年，越來越多的學(xué)者對植物多糖成分的抗衰老、抗氧化等特性進行了研究，證明了植物多糖對自由基的氧化具有抑制作用。查學(xué)強等［7］利用多糖對鄰苯三酚氧化產(chǎn)生的超氧陰離子自由基（O2·）的清除作用、Fenton反應(yīng)檢測對羥基自由基（·OH）的清除作用以及對烷基自由基引發(fā)的亞油酸氧化體系的抑制作用進行了體外抗氧化性試驗，結(jié)果表明在一定質(zhì)量濃度范圍內(nèi)，石斛多糖對自由基的氧化具有明顯的抑制作用。孟繁磊等［8］對不同產(chǎn)地、不同采集時間的12批刺五加多糖分別采用鐵抗氧化性、鄰苯三酚自氧化及DPPH法來測定抗氧化活性，結(jié)果表明這12批不同的刺五加多糖都具有良好的抗氧化性，其中在二參廠8月份采集的刺五多糖抗氧化活性最強。張寒娟等［9］通過對小鼠分別喂養(yǎng)劑量的首烏藤多糖，按照試劑盒規(guī)定的測定方法測定多糖對小鼠血清和肝組織中的超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）、丙二醛（MDA）測定試劑盒測定多糖的體內(nèi)抗氧化性。實驗結(jié)果表明，首烏藤多糖給藥大于200 mg/kg劑量時，正常小鼠血清和肝組織中SOD、GSH-Px的活性顯著提高，正常小鼠肝組織中的MDA水平明顯降低，說明首烏藤多糖具有體內(nèi)抗氧化作用顯著。

3.2抗腫瘤

多糖的分子質(zhì)量和鏈構(gòu)象會影響其抗腫瘤活性，β-（1→3）-D-葡聚糖的三重螺旋構(gòu)象具有重要的免疫調(diào)節(jié)和抗腫瘤生物活性［10］。鄒翔等［11］采用體外培養(yǎng)法培養(yǎng)細(xì)胞，用MTT比色法觀察3種蘆薈多糖在7個質(zhì)量濃度下對Hela、K562和A973人體腫瘤細(xì)胞的體外直接作用，結(jié)果顯示隨著蘆薈多糖質(zhì)量濃度的增加，對3種腫瘤細(xì)胞的抑制作用不斷增強。杜小燕等［12］通過建立小鼠移植瘤模型，采用荷瘤小鼠抑瘤率檢測不同劑量的絞股藍(lán)多糖對小鼠肉瘤S180的體內(nèi)抗腫瘤作用，證明絞股藍(lán)多糖可明顯抑制移植性動物腫瘤S180的生長，并呈明顯的依賴關(guān)系。

3.3降低血糖

丁登峰等［13］采用腹腔注射鏈脲佐菌素建立高血糖大鼠模型，分別按不同劑量的玉竹多糖灌胃給藥，研究玉竹多糖對鏈脲佐菌素（STZ）誘導(dǎo)的糖尿病大鼠的影響，結(jié)果顯示玉竹多糖對STZ誘導(dǎo)的高血糖大鼠其血糖有顯著抑制作用，并呈良好的量效關(guān)系。裴凌鵬等［14］采用沙棘果醇和水的提物對復(fù)制Ⅱ型糖尿病大鼠模型進行定量和定期給藥治療4周，研究沙棘果對Ⅱ型糖尿病大鼠影響研究，結(jié)果表明適當(dāng)服用沙棘果提取物可降低血糖、提高抗氧化能力。藥食兩用植物多糖的降血糖作用主要表現(xiàn)在改善糖尿病胰島細(xì)胞形態(tài)和功能、增加胰島素的分泌；對抗自由基，保護胰腺B細(xì)胞；抑制肝糖原分解、肌糖原酵解，抑制糖異生等方面。

3.4提高免疫力

多糖對免疫力的作用，主要是增強免疫細(xì)胞的功能。杜小燕等［12］采用比色法測定了絞股藍(lán)多糖對巨噬細(xì)胞吞噬率和產(chǎn)生細(xì)胞因子NO的影響及ELISA法測定了絞股藍(lán)多糖對巨噬細(xì)胞產(chǎn)生白細(xì)胞介素-1β（IL-1β）和腫瘤壞死因子-α（TNF-α）的影響，結(jié)果表明經(jīng)絞股藍(lán)多糖刺激后，小鼠巨噬細(xì)胞對中性紅的吞噬功能明顯的增強，并能顯著刺激巨噬細(xì)胞分泌NO、TNF-α和IL-1β。王守山等［15］采用環(huán)磷酰胺復(fù)制雛雞免疫抑制模型，通過多項免疫學(xué)指標(biāo)檢測，觀察蘆薈多糖對正常、免疫抑制及新城疫疫苗免疫雛雞免疫功能的影響。結(jié)果表明，蘆薈多糖可以增加健康雛雞的增重，對正常雛雞血清IFN-γ和血清IL-2具有一定的誘生能力；蘆薈多糖對于環(huán)磷酰胺引起的雛雞可以明顯增加免疫抑制雛雞的增重，能促進血清IL-2和IFN-γ的誘生，提高機體的抵抗力。

3.5其他作用

藥食兩用植物多糖不僅具有抗氧化、抗腫瘤、增強免疫力等功能，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，還具有保肝、催眠［16］、抗疲勞、抗病毒、抗輻射［17］、促進骨髓DNA合成［18］、血小板凝集［19］等作用。由此可見，多糖眾多的生理功能對開發(fā)多糖類功能保健食品具有重要意義。

4　應(yīng)用與展望

近幾年，從天然植物中獲取生物活性物質(zhì)來補充人體所需營養(yǎng)的消費趨勢，已成為人們?nèi)找骊P(guān)注與追逐的潮流。因此，藥食兩用植物多糖今后的研究方向在于如何結(jié)合高新技術(shù)進行提取與分離、加工工藝及生產(chǎn)管理等。但是，我國對天然生物活性物質(zhì)成分及其功能食品的研究與開發(fā)尚處于起步階段，相關(guān)管理不夠健全，今后應(yīng)依托“藥食同源”飲食文化基礎(chǔ)，結(jié)合現(xiàn)代營養(yǎng)學(xué)、中醫(yī)藥保健與生物科學(xué)等多領(lǐng)域的研究理論，運用先進的科學(xué)技術(shù)，開展各種天然生物活性成分的研究和產(chǎn)品的精深加工，不僅可提高人體對其有效成分的吸收率，還可充分地利用本地資源多的優(yōu)勢來滿足市場需求，增加我國藥食兩用植物資源在國際上的影響力。

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Advances in Research of Polysaccharides in An Edible Medicinal Plant

LI Yu-hong1，DONG Wen-bin1，*，F(xiàn)U Yu1，F(xiàn)AN Cheng2，OUYANG Fan1
（1. School of Food and Biological Engineering，Shaanxi University of Science and Technology，Xi'an 710021，Shaanxi，China；2. Shaanxi Institute of Product Quality Supervision and Inspection，Xi'an 710048，Shaanxi，China）

Abstract：Polysaccharides are a type of natural macromolecular compounds which are composed of monosaccharides and form cell membranes of high plant and animal，and cell walls of microbial. They are obtained by the methods of water extraction，alkali extraction，acid extraction method and so on. Plant polysaccharides possessed some biological activities，such as antitumor，antivirus，antioxidation，antiaging，antidiabetics，and the effective constituent can be used in all sorts of medicines and health products. Therefore，the market prospects of the edible medicinal plant polysaccharides will be very broad.

Key words：polysaccharides；extraction methods；biological activities

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2016.09.052

作者簡介：李雨虹（1991—），女（漢），在讀碩士研究生，研究方向：食品精深加工。

*通信作者

收稿日期：2015-06-08