無花果多糖的提取工藝、結構特征及生物活性

房致遠，倪孟祥

(中國藥科大學，江蘇 南京 210000)

無花果為榕屬落葉灌木，原產于阿拉伯南部，從漢代開始引入我國，主要分布在新疆、山東、江蘇、廣西等地，是目前我國栽培面積最小的果樹種類之一。《本草綱目》記載無花果根具有清熱解毒、活血化瘀的功效，可治療因肺內郁熱、肺氣失宣而導致的咳嗽、咽喉痛、筋骨痛、痔病、膿皰瘡、頸淋巴結結核；無花果葉具有清除體內濕熱、消退腫脹、緩解疼痛的功效；無花果果實味香濃厚，甘甜潤喉，富含多糖、植物纖維、維生素、蛋白酶、礦物質、水解酶、有機酸、類黃酮、酚類等物質，除鮮食外，還可加工成酒、罐頭、飲料、果干、果茶和果醬；在傳統醫(yī)學中，無花果被用作天然瀉藥和消炎藥，可治療多種疾病，如胃腸道絞痛、消化不良、便秘、食欲不振、呼吸困難、心血管疾病等。無花果多糖是無花果提取物中的關鍵藥效成分之一，作者在此對無花果多糖的幾種提取工藝進行分析比較，對無花果多糖結構及生物活性的研究進展進行綜述，以期為無花果資源的深入開發(fā)利用提供幫助。

1 無花果多糖的提取工藝

無花果多糖無味，易溶于水，難溶于有機溶劑。因此，早期采用水提醇沉法提取無花果多糖：先將無花果植物研碎，熱水浴一段時間后離心，獲得水提取液，再用高濃度乙醇沉淀，經脫水、凍干，獲得無花果粗多糖。但水提醇沉法的提取率易受物料研磨程度、提取溫度、提取時間、提取次數等因素的影響，為此，王振斌等[1]以料液比、提取溫度、提取次數、提取時間為變量，采用正交實驗對水提醇沉法提取無花果多糖的工藝條件進行了優(yōu)化，結果發(fā)現，在料液比為1∶12(g∶mL)、100 ℃下提取2次，每次3 h，提取率可達8.52%。李文婕等[2]、張秀麗等[3]采用水提醇沉法提取無花果多糖，脫去蛋白和小分子后，提取率僅為4.1%。由此可以看出，水提醇沉法提取無花果多糖的時間較長，效率低，但對儀器設備的要求較低，操作簡單，目前仍在科研及教育機構中廣泛使用。

隨著微波技術的不斷推廣和使用，開發(fā)了另一種新的提取方法——微波萃取法，該法是在水提醇沉法的基礎上結合了微波技術，通過微波技術釋放電磁波破壞植物細胞壁，促使細胞內容物溶出并溶解到萃取劑中，具有省時、提取率高、重現性好的優(yōu)點，唯一不足之處是對儀器設備的要求較高。趙群等[4]在料液比為1∶50(g∶mL)、熱水浸泡60 min后，采用640 W微波輔助提取3 min，無花果多糖提取率達到4.65%。

除以上2種傳統多糖提取方法外，還開發(fā)了其它新方法，如超聲波輔助提取法和酶提取法。超聲波的頻率高，穿透能力強，可破壞細胞壁促進細胞內容物溶出，具有方便、高效的優(yōu)點；但超聲波作用力較強，易使雜質與細胞內容物一起溶入溶劑中，導致提取物純度降低，也可能斷裂多糖鏈，影響提取物的生物活性。張俊艷等[5]采用超聲波結合水提醇沉法提取無花果多糖，通過正交實驗優(yōu)化提取工藝，采用苯酚-硫酸法測定無花果多糖含量，提取率達到8.53%。葉文斌[6]采用酶法提取無花果多糖，通過正交實驗優(yōu)化提取工藝，在復合酶用量為0.06 g、pH值為4.73、溫度為50.36 ℃的條件下，提取率可達34.13%。酶法提取無花果多糖雖具有效率高、成本低等優(yōu)點，但目前尚未工業(yè)化應用。

2 無花果多糖的結構特征

多糖是由一種或多種單糖聚合而成的高分子化合物，與單糖、二糖和低聚糖相比，其化學結構與組成有巨大差異。多糖的結構對多糖的活性及構效關系至關重要，因此要了解無花果多糖的構效關系，須對其結構進行深入研究。但對無花果多糖結構的研究難度較大，無花果的種類、提取方法、純化方法的不同都可能造成研究結果的不同。無花果多糖多為酸性和中性多糖，故常用陰離子層析進行純化。表1為近年來無花果多糖結構的研究成果。

表1 近年來無花果多糖結構的研究成果

從表1可知，無花果多糖的分子量分布較廣，在21～6 890 kDa之間，主要由鼠李糖、阿拉伯糖、甘露糖等組成。

3 無花果多糖的生物活性

近年來無花果多糖的生物活性研究多集中于免疫調節(jié)、降血糖、抗氧化、抗炎、抗腫瘤等方面。

3.1 免疫調節(jié)

巨噬細胞是評價生物活性成分免疫調節(jié)功能的重要指標之一，它可以產生NO、IL和TNF-α等炎癥因子清除病原體。研究表明，多糖對巨噬細胞調控機制的影響主要涉及巨噬細胞膜特異性受體，如Toll樣受體(TLRs)、清除率受體(SR)等，這些受體觸發(fā)相關的信號通路(如MAPK和NF-κB)，最終介導基因的轉錄。Du等[10]從無花果中提取得到的FCPW80-2可誘導巨噬細胞的活化，增強吞噬能力，分泌TNF-α、IL-6和NO來發(fā)揮其免疫調節(jié)活性，表明無花果多糖可作為治療免疫功能低下和免疫缺陷疾病的功能性食品補充劑。采用MTT法考察無花果多糖的免疫調節(jié)活性時發(fā)現，無花果多糖濃度在2.5～80.0 μg·mL-1范圍內無巨噬細胞毒性作用，且可增強巨噬細胞吞噬能力，對脾細胞和巨噬細胞的增殖均有一定促進作用。

在水產養(yǎng)殖中，為了加強魚類的免疫防御，一般通過膳食補充劑刺激魚類的免疫反應。Yang等[11]以草魚為研究對象，在魚飼料中添加無花果多糖，以探究無花果多糖對草魚免疫應答和抗病能力的影響，結果表明，無花果多糖可顯著提高魚血清中溶菌酶活性，溶解細菌、激活補體系統和吞噬細胞，上調IL-1b、TNF-α的表達，下調HSP70的表達，促進機體的體液免疫反應。Wang等[12]發(fā)現無花果多糖用作飼料添加劑可顯著增強魚類的先天免疫應答和抗病能力，其中包括白細胞吞噬活性、血清殺菌活性、溶菌酶活性、補體C3和超氧化物歧化酶活性以及抗嗜水氣單胞菌感染。

Tian等[13]首先發(fā)現無花果多糖通過dectin-1/Syk途徑部分激活小鼠骨髓來源樹突細胞(BMDC)，促進樹突細胞的增殖與成熟并誘導多種細胞因子(如CD40、CD80、CD86、MHCII)的表達，此外無花果多糖可以顯著增強樹突細胞的免疫應答能力，從而促進炎癥因子的產生，增強T細胞反應。因此，無花果多糖有望成為低毒性的免疫增強劑。

3.2 降血糖

無花果葉煎劑在20世紀就被民間用作治療糖尿病。葉文斌[6]在大鼠腹腔中注射3%的四氧嘧啶(ALX)溶液破壞小鼠胰島β細胞，減少胰島素的產生，誘導建立糖尿病大鼠模型，每天2次灌胃不同濃度的無花果多糖溶液，連續(xù)7 d，觀察其降血糖、降血脂的效果。結果表明，無花果多糖高、中、低劑量治療組的血糖值均降至正常水平，其降血糖效果顯著，與格列本脲的降糖作用相當。無花果多糖還能刺激大鼠胰島細胞，促進胰島素的分泌，改善糖代謝，降低血糖。

Stalin等[14]驗證了無花果甲醇提取物對胰島素缺乏性糖尿病大鼠具有顯著的抗糖尿病作用，因此認為，無花果多糖可以用作治療糖尿病及其并發(fā)癥的替代藥物。國外對2型糖尿病大鼠模型進行28 d的無花果葉粗提物的灌胃治療[15]，發(fā)現糖尿病大鼠體重恢復至正常值，血糖、胰島素、膽固醇和甘油三酯水平均恢復正常，糖代謝關鍵酶活性發(fā)生了顯著改變，通過刺激胰腺再生細胞產生胰島素，減少糖異生和增加糖酵解作用，從而積極改善糖尿病大鼠的糖代謝紊亂，最終降低血糖。

3.3 抗氧化

體外測定抗氧化活性的方法有：脂質過氧化分析檢測法、自由基清除能力檢測法、氧化還原法。體內主要通過比較給藥前后相關代謝酶的含量來評價藥物的抗氧化活性。無花果的果實及葉的水、醇提取物中均含有較高濃度的黃酮、超氧化物歧化酶等活性物質，其抗氧化作用呈現劑量依賴性[16]。

張澤俊等[17]研究發(fā)現，根據提取溶劑的不同，無花果提取物清除自由基的能力大小依次為：水提物>醇提物>乙酸乙酯提取物。郭潤妮等[18]通過抗氧化能力測試，發(fā)現無花果多糖對羥基自由基、DPPH自由基、超氧陰離子自由基的清除率分別為71.88%、54.44%、54.60%，表明無花果多糖具有較強的抗氧化活性。邱松山等[19]采用鄰苯三酚自氧化法測定無花果多糖的抗氧化活性，發(fā)現粗多糖濃度為100 μg·mL-1時，其對超氧陰離子自由基的清除率接近VC，同時能抑制脂質過氧化。李文婕等[2]研究發(fā)現，無花果多糖可以抑制自由基轉移電子，提高其穩(wěn)定性，阻斷鏈式反應，其抑制能力存在劑量依賴性。

3.4 抗炎

據報道，無花果水提物可減輕由葡聚糖硫酸鈉(DSS)誘導小鼠的胃腸道運動抑制、糞便異常、水分減少和氧化應激反應，無花果多糖還能抑制炎癥反應，修復腸道黏膜，維持腸道菌群多樣性。

由于潰瘍性結腸炎對胃腸運動有明顯抑制作用，Rtibi等[20]連續(xù)灌胃7 d 5%DSS誘導大鼠急性結腸炎，再連續(xù)給予7 d的無花果提取物治療，采用酚紅比色法研究無花果提取物對胃排空過程的影響，結果表明，口服無花果提取物后顯著提高了胃腸道轉運比和胃排空水平，無花果提取物治療組因結腸炎引起的便秘嚴重程度顯著降低。Zou等[21]通過口服5周的無花果多糖，發(fā)現無花果多糖改善了小鼠結腸長度，抑制了腸道炎癥細胞的浸潤，顯著預防小鼠結腸炎，并保護杯狀細胞，提高了回腸上皮細胞緊密連接蛋白的表達，降低了炎癥細胞因子水平，改變了腸道微生物組，提高了S24-7、擬桿菌和糞球菌的豐度，降低了大腸桿菌和梭狀芽孢桿菌的豐度，證實無花果多糖可通過重塑腸道菌群來緩解潰瘍性結腸炎。

3.5 抗腫瘤

近年來，國內外較多文獻報道了無花果的葉、果實、乳汁提取物中含有豐富的抗腫瘤活性物質，可抑制肉瘤、乳腺腫瘤生長，品系、部位和成熟期對其抗腫瘤作用和免疫功能均有影響。

從無花果提取物中鑒定出的抗腫瘤成分主要有芳香類化合物、糖苷化合物、香檸檬內酯、苯甲醛、補骨脂素。其中糖苷化合物對BGC-823和HCT細胞的生長具有一定抑制作用[22]。目前關于無花果多糖抗腫瘤活性的研究較少，郭潤妮等[18]從無花果中分離出3種多糖成分，體外實驗發(fā)現，3種多糖對人肝癌HepG-2細胞、結腸癌SW1116細胞、胃癌7901細胞的增殖均有抑制作用，且呈劑量-效應依賴關系。姜宏偉[23]發(fā)現無花果多糖可顯著降低S180小鼠的瘤重，當劑量為400 mg·kg-1時，抑瘤率達到最高，為51.82%，除此之外，無花果多糖還能修復因腫瘤造成的胸腺和脾臟損傷，促進免疫細胞的增殖，說明無花果多糖主要通過免疫調節(jié)而非細胞毒性來發(fā)揮抗腫瘤作用。

4 展望

近幾十年來，無花果多糖的構效研究不斷更新，無花果多糖具有的多種生物活性在疾病預防、保健食品、添加劑等方面具有極高價值。然而，無花果多糖結構尚未完全明確，其構效關系、最佳給藥劑量和途徑仍有待深入研究。相信隨著提取工藝的改進與構效關系的深入解析，無花果多糖必將在防衰老、保健等方面作出貢獻。