天然多糖提取、純化及生物活性研究進展

王文麗，張金玲，魏亞寧，桑雨梅，薛宏坤

（河北大學中醫學院，河北保定 071000）

植物是一個巨大而多樣性的草本物種群，具有不同的形態特征、質地和分布。它們的葉、莖、花、果實和塊根中含有不同的生物活性化合物，包含多糖、多酚、酚酸、各種維生素、膳食纖維和大量礦物質等[1]。依據《世界維管植物》在2020年統計數據發現，全世界植物已超過37萬種，以被子和雙子葉植物為主。巨大的植物物種為多糖來源提供重要的物質基礎。此外，真菌一般都是高等真菌的子實體，味道鮮美，營養豐富，含有豐富的蛋白質、多糖、維生素等成分，具有良好的營養價值和藥用價值，備受人們的喜愛。近年來隨著健康飲食理念的興起，真菌中的一些生物活性成分越來越受到人們的重視。多糖是真菌最主要的活性成分之一。多糖是由10個以上的單糖分子脫水和縮合形成的，每個單糖分子通過糖苷鍵連接，并可用通式（C6H10O5）n表示[2]。多糖來源廣泛，幾乎存在于所有植物、真菌、動物、微生物和其他生物體中。隨著科學技術的不斷發展和提取分離技術的持續創新，多糖結構和構效關系逐漸被人們所認識。此外，多糖的生物活性研究也取得了很大進展。天然多糖結構復雜多樣，具有多種生物學活性，如在抗氧化、抗腫瘤、抗衰老、抗病毒、調節免疫、調節腸道菌群、降血糖、降血脂和改變食品風味等方面具有優異的生物活性，同時多糖還可以降低合成化學品的毒性、致畸性和潛在致癌性[3-5]。因此，多糖的研究越來越被研究者所重視。

近10年來，研究者報道了許多類型的天然多糖，同時越來越多的研究發現不同來源的天然多糖對人類健康具有特定生物活性。為闡明多糖的構效關系，首先對天然多糖提取和純化進行大量研究。在此基礎上，進一步探究多糖的生物活性。然而目前關于天然多糖提取、純化和生物活性全面的綜述報道有限。鑒于此，本文系統闡述天然多糖不同的提取和純化方法及其生物活性，具體流程如圖1所示。綜述結果以期為天然多糖進一步高效開發和利用提供重要參考。

圖1 植物多糖提取、分離純化和生物活性示意圖Fig.1 Process for extraction, purification, and bioactivity of polysaccharides from plant

1 多糖提取的研究現狀

提取是分離生物活性多糖的最重要環節。目前關于多糖提取國外文獻較多，提取方法主要包括溶劑提取法（Solvent extraction，SE）、超聲輔助提取法（Ultrasound assisted extraction，UAE）、微波輔助提取法（Microwave assisted extraction，MAE）、酶輔助提取法（Enzyme assisted extraction，EAE）、雙水相提取法（Aqueous two-phase extraction，ATPE）和超聲輔助雙水相提取法（Ultrasonic assisted aqueous twophase extraction，UAATPE）等[6]，上述提取方法的優缺點如表1所示。

1.1 溶劑提取法（SE）

SE是多糖提取中最常用的方式之一，該方法需要較長的提取時間、較高的提取溫度和液料比，并通過多次提取達到更高的多糖回收率。此外，該方式同時具有操作簡單、不需特殊設備和易于控制等優點。因此，SE已被成功用于榛蘑[7]、靈芝[8]、石榴[9]和紅棗[10]等多糖的提取[11]。此外，該技術還用于不常見野生水果（印度苦瓜、山竹和西番蓮）多糖的提取[12-14]。大量研究表明采用SE分離的植物多糖為細胞外多糖，其原因是在SE過程中，通過加熱的方式使提取液溫度升高，該過程不能破壞植物細胞壁和細胞膜，使得細胞內的多糖無法溶出，故該方式獲得的植物多糖為胞外多糖[15-16]。通過該方式獲得的多糖提取液常與乙醇沉淀結合，然后通過透析和冷凍干燥獲得粗多糖，進一步通過不同純化方式獲得均一組分的多糖，最后探究均一多糖的生理活性。

1.2 超聲輔助提取法（UAE）

UAE是具有發展潛力的多糖提取技術之一，其原理是利用超聲產生高速和強烈的空化效應促使植物細胞壁和細胞膜破裂，加快細胞內多糖的溶出，從而達到強化提取多糖的目的[17]。該技術的優缺點如表1所示。在UAE植物多糖的研究中，當超聲頻率高于100 kHz，高頻的超聲波會破壞糖苷鍵，導致多糖發生降解；相反，當超聲頻率低于20 kHz，超聲產生的空化效應無法破裂植物細胞壁，達不到強化提取多糖的目的[18]。因此，在多糖超聲提取過程中，超聲頻率通常選擇在20～100 kHz范圍內。目前，該技術已被廣泛應用于多糖的提取。曹丹等[19]采用UAE灰樹花多糖，通過均勻設計法優化得到灰樹花多糖提取工藝參數為：超聲功率500 W、提取時間64 min、提取溫度43 ℃和液料比1:31 g/mL，該條件下，灰樹花多糖提取率為23.06%。楊燕敏等[20]利用UAE紅棗多糖，依據響應面法（Response surface methodology，RSM）優化其提取工藝參數，所得的最優工藝參數：超聲功率、超聲溫度、料液比和超聲時間分別為200 W、48 ℃、1: 16 g/mL和24 min，所得多糖得率為3.11%±0.45%。Song等[21]利用UAE代替熱水提取法提取枸杞多糖，通過RSM優化得到最佳工藝參數組合為：提取時間80 min、提取溫度73 ℃、料液比1:38 g/mL和超聲功率185 W，在此條件下，枸杞多糖得率為12.54%±0.12%，經對比發現該方式所得多糖得率明顯高于熱水提取法。Luo等[22]以紅曲米為原料，采用UAE其中的水溶性非淀粉多糖，經優化得到最佳工藝參數：水料比、提取溫度、提取時間和超聲功率分別為40:1 mL/g、62 ℃、75 min和200 W，多糖得率為3.37%±0.78%。通過分析國內外UAE多糖文獻發現，與傳統的SE相比，超聲在一定程度上具有強化提取天然多糖的效果，但在UAE過程中，超聲產生的空化效應和機械效應可能會破壞多糖結構。因此，為發揮超聲提取的優勢，必須要嚴格控制超聲條件。

表1 多糖提取方法的優缺點Table 1 Advantages and disadvantages of polysaccharides extraction methods

1.3 微波輔助提取法（MAE）

MAE是多糖提取的新興技術，其原理是利用頻率在300 MHz～300 GHz的電磁波對物料進行選擇性加熱。微波輻照導致細胞膜和細胞壁被破壞，并增強分子的極化[23]。與傳統方法相比，MAE具有萃取效率高、溶劑消耗量低、產率高和節能環保等優點[24]。陳曉輝等[25]利用MAE火麻仁多糖，得到最佳提取條件：微波功率、提取時間和料液比分別為250 W、6 min和1:60 g/mL，該條件下，多糖提取率取得最大值11.11%。Al-Dhabi等[26]以扎恩門廢果種子為原料，采用MAE其中多糖，經RSM優化獲得最佳提取工藝參數：料液比1:15 g/mL、微波功率515 W、pH3.2。在該條件下，多糖得率為4.71%±0.02%。Chen等[27]通過MAE紫菜中的多糖，得到最優工藝參數組合為：水料比28.98:1 mL/g，微波功率77.84 W和提取時間14.14 min。Xu等[28]采用MAE五味子多糖，通過RSM優化獲得最佳提取工藝參數組合為：料液比1:0.03 g/mL、微波功率700 W和萃取時間20 min，多糖得率為15.75%。通過分析以上文獻發現，微波輻射可破壞細胞壁，降低多糖的傳質阻力，進而提高多糖得率。但微波選擇性加熱會導致提取液產生局部高溫，使得多糖結構發生改變，降低多糖得率。微波產生局部高溫導致多糖結構發生改變這一共性問題，制約微波在多糖提取領域的應用。

1.4 酶輔助提取法（EAE）

與傳統技術相比，EAE是一種快速、綠色和具有發展潛力的多糖提取方法，該方法的優缺點如表1所示。利用不同酶（木瓜蛋白酶、果膠酶和纖維素酶等）降解植物細胞壁，使細胞內多糖由內向外的傳質阻力降低，擴散系數增加，從而達到強化提取多糖的目的[29]。因此，該技術已被廣泛應用于不同來源多糖的提取。溫思萌等[30]利用EAE茯苓中多糖，經RSM優化獲得最佳工藝參數為：酶解時間130 min、酶解溫度55 ℃、pH5和酶的添加量為6%。在此條件下，多糖得率可達8.69%。丁霄霄等[31]以靈芝為原料，采用復合酶纖維素酶、半纖維素酶、木瓜蛋白酶法從靈芝中提取多糖，最終獲得最佳提取工藝參數為：復合酶比例 3.5%:4.0%:3.0%、酶解pH5.7、溫度 50℃和時間 81 min，多糖得率為 3.73%。Chai等[32]使用酶法提取槲寄生葉多糖，經單因素實驗和正交試驗設計得出最佳工藝參數為：固液比1:40 g/mL、酶濃度2.5%、酶解時間40 min、酶解溫度 50 ℃和酶促 pH5，多糖產率為 21.83%±0.45%。通過上述研究可知EAE具有眾多優點，但也存在一些缺點，在EAE提取過程中，提取條件難以控制和酶易失活。因此，EAE方式仍需要在未來進一步研究。

1.5 雙水相提取法（ATPE）

ATPE是指把兩種聚合物或一種聚合物與一種鹽的水溶液混合在一起，利用其不相溶性形成兩相[33]，其原理如圖2所示。近年來，ATPE由于其產率高、環境友好、易于放大、成本低以及對分子生物活性的損害小等優點，逐漸從生物分子的分離擴展到小分子的萃取[34]。雙水相體系（Aqueous two-phase system，ATPS）作為一種新型的萃取溶劑（表2），由于具有雙相萃取能力，可在一步過程中分離純化天然產物中的多種化合物，是一種更綠色、更高效的預處理溶液。特別是短鏈醇與無機鹽組成的ATPS，其具有粘度低、易分離、溶劑可循環利用等優點，在中草藥活性成分提取中得到廣泛應用[35]。李化等[36]采用ATPE五味子多糖，通過優化最終得到最優提取工藝參數為：藥液量、K2HPO4用量、PEG6000用量和離心時間分別為5 mL、1.0 g、1.8 g和9 min，該條件下所得實驗值與理論預測值偏差3.94%。祁小妮等[37]選乙醇/（NH4）2SO4ATPS提取紅景天中多糖，獲最佳提取工藝參數為：料液比1:22.5 g/mL、提取溫度50 ℃和提取時間37.5 min，在此條件下，紅景天多糖得率為16.64%。黨金寧等[38]采用乙醇/（NH4）2SO4ATPS提取蕨麻多糖，經RSM優化得出最佳提取條件為：料液比1:35 g/mL、提取溫度55 ℃和提取時間60 min，該條件下，蕨麻多糖得率為14.46%±0.12%。刑健敏等[39]采用雙水相提取法從蘆薈中提取多糖，選擇聚乙二醇/（NH4）2SO4作為ATPS，通過優化得蘆薈多糖得率為75.63%。通過上述研究發現利用ATPE多糖得率明顯優于傳統的SEM，但如何快速尋找最適的雙水相體系仍需進一步深入研究。

表2 雙水相體系分類Table 2 Classification of aqueous two-phase system

圖2 雙水相提取法原理裝置圖Fig.2 Schematic device diagram of aqueous two-phase extraction method

1.6 超聲輔助雙水相提取法（UAATPE）

UAATPE是將UAE和ATPE相結合的一種新型的提取方法，該方法提取效率明顯優于單一的UAE和ATPE。UAATPE已被廣泛應用于不同植物多糖的提取當中。尹明松等[40]采用UAATPE從檳榔中提取多糖，利用RSM優化得到最佳工藝參數為：料液比1:20 g/mL、超聲溫度70 ℃和超聲時間40 min，多糖得率達4.52%±0.25%。巫永華等[41]利用UAATPE從牛蒡中提取多糖，選用（NH4）2SO4/聚乙二醇（PEG）6000體系作最適雙水相體系，采用RSM優化得到最佳工藝參數為：料液比0.04:1 g/mL、浸提溫度49 ℃、浸提時間2.6 h和超聲時間31 min，該條件下，牛蒡多糖提取率為32.35%±0.85%。Ji等[42]以紅棗為原料，選用（乙醇/（NH4）2SO4）作雙水相體系，采用UAATPE提取其中多糖，經優化得最佳工藝條件為：提取時間、提取溫度、物料比和超聲功率分別為38 min、48 ℃、1:30 g/mL和70 W。在該條件下，紅棗多糖得率為8.18%。Zhang等[34]利用UAATPE大衛百合多糖，選用乙醇/K2HPO4雙水相體系，經優化，獲得多糖最佳工藝參數為：液固比25:1 mL/g、提取時間 10 min、提取溫度 60 ℃、pH11和超聲功率190 W，多糖得率和純度分別為36.58%和84.71%。綜上研究發現與傳統的UAE和ATPE對比，采用UAATPE多糖所得的多糖得率和純度均顯著高于UAE和ATPE。

2 多糖純化的研究現狀

植物多糖分離是萃取過程中最繁瑣的過程，一般而言，粗多糖提取液首先經過乙醇沉淀，除去與多糖相連的蛋白質、脂質、核酸、色素和其他小分子。因此，為獲得均一多糖組分，分離純化必不可少。目前，多糖的分離純化國外文獻較多，純化手段眾多，如大孔樹脂法、陰離子交換色譜法、凝膠色譜法和膜分離法等。以下分別綜述幾種分離純化多糖的方法。

2.1 大孔樹脂純化法

大孔吸附樹脂法是一種常用的有機化合物的初步純化方法，通過選用合適的吸附、解析條件進行初步純化。當待分離的樣品進入大孔樹脂后，大孔樹脂可吸附其有效成分，除去其雜質，進而達到純化的目的[43]。Hu等[44]利用大孔樹脂法純化美加苔草粗多糖，經研究發現其最佳純化條件為：洗脫體積2.74 BV、流速1.88 BV/h和樣品濃度2.10 mg/mL，純化的綜合評分為63.59%±1.56%。Yang等[45]使用AB-8大孔樹脂從山茶餅提取物中純化茶籽多糖，在最佳的吸附和解吸條件下，茶籽多糖的收率和純度分別為18.7%和89.2%。潘峰等[46]利用S-8樹脂純化山茱萸果實多糖，獲得最佳純化工藝條件為：樣品濃度4.41 mg/mL、初始pH5、吸附環境溫度24.3 ℃和流速2.0 BV/h，此時多糖保留率、色素清除率和蛋白清除率分別為55.05%、49.21%和68.97%。大孔吸附樹脂法可再生重復利用、吸附效果好、適用范圍廣。但是大孔吸附樹脂品種、規格繁多，且無法獲得高純度化合物單體。因此，無法大規模用于工業化純化活性成分。

2.2 陰離子交換色譜純化法

離子交換色譜法（ion exchange chromatography，IEC）是一種將離子交換原理和液相色譜技術相結合的純化方法。孫延芳等[47]利用DEAE-25纖維素和Sephadex G-75凝膠層析柱的方法對芒果粗多糖進行分離純化，并利用HPGPC分析其單糖組成。張志宏等[48]利用 Amberlite FPA90Cl陰離子和Amberlite FPC3500H陽離子兩種離子交換色譜法進行聯合純化，在此基礎上，進一步利用離子交換纖維素DEAE Cellulose DE-52柱對黃瓜子多糖進行分離純化，依次通過上述方法純化后，最終獲得3種多糖。劉鑫等[49]利用DEAE-Sepharose陰離子交換柱層析碧螺春多糖，獲得產物再經Sepharose CL-6B凝膠柱層析進一步純化，最終獲得中性高純度的多糖。龔雯等[50]利用DEAE-纖維素陰離子交換法對金花茶多糖進行分級純化，獲得三個級分。通過IEC分離純化多糖，多糖的純度得到顯著提升，但分離過程繁瑣，制備量小，不適用大規模分離純化多糖。

2.3 凝膠色譜純化法

凝膠色譜法（Gel permeation chromatography，GPC）是一種高效、快速、操作簡單、分離效果好的分離方法。肖健等[51]利用DEAE GPC對龍膽多糖粗品進行純化，通過純化后最終得到兩種產物 F1和F2，其得率分別為14.1%和63.4%。羅晶潔等[52]利用Sephadex-G50純化桑葉粗多糖，經純化后最終得到兩種不同組分分別為MLP1和MLP2，在此基礎上，進一步通過高效凝膠色譜純化MLP1和MLP2，最終純化后得到兩種組分的純度分別為94.55%和96.64%。申明月等[53]采用高效凝膠滲透色譜純化茶葉多糖，獲得最佳工藝條件為：上樣量5 mL和超純水洗脫流速2.6 mL/min。Ren等[54]分別采用大孔樹脂法、陰離子交換色譜法和凝膠色譜法純化藜麥多糖，發現凝膠色譜法純化效果最好，多糖得率為90.12%。通過分析上述文獻發現，GPC可使多糖的純化顯著提高，但該方法操作復雜、制備量低和微量活性成分易損失。因此，多糖分離純化仍需開發新技術用于工業上大規模純化天然多糖。

2.4 膜分離法

膜分離法的原理是由于不同的濾膜具有不同的分子量截留孔徑，將待分離樣品在一定的操作壓力下循環分離，從而達到分離效果。國內外學者對多糖膜分離法主要聚焦于截流3500、5000和8000 kDa的多糖餾分[4,48]。邢健敏等[39]采用膜分離法截留蘆薈多糖3500 kDa和5000 kDa的多糖餾分，研究發現3500 kDa餾分含量高于5000 kDa的多糖餾分。Tang等[43]先通過膜分離法截流3500 kDa丹參多糖餾分，然后進一步通過大孔吸附樹脂法和陰離子交換色譜純化法純化丹參多糖餾分，最終得到兩種單一組分的多糖，其純度均在95%以上。

單純采用膜分離法無法得到高純度多糖餾分，通常膜分離法與其它分離手段聯用獲取高純度多糖餾分。目前，由于分離純化手段的限制，很難快速、大量分離制備高純度單一的天然多糖餾分。因此，多糖的分離純化手段仍需進一步深入研究。

3 多糖活性的研究現狀

近十年關于植物多糖活性研究較多，主要集中在抗氧化、抗衰老、抗腫瘤、降血糖、調節腸道菌群和調節免疫六個方面，不同來源的植物多糖的具體生物活性如圖3所示。在此基礎上，本文統計萬方和Science Direct兩個數據庫從2012～2021年期間多糖活性的國內外科學論文發表數量，統計結果如圖4所示。由圖4可獲得以下三點信息：a.關于多糖抗氧化和抗衰老方面的科學論文發表數量，國內多于國外。但國外針對多糖活性研究報道主要聚焦于抗腫瘤、降血糖和調節免疫三個方面，而國內研究較少；b.國內外關于多糖調節腸道菌群的研究報道均較少；c.隨年份增加多糖生物活性的研究報道呈現上升趨勢，科學論文發表數量逐年增長。

圖3 不同來源多糖的生物活性Fig.3 Polysaccharides bioactivities from different sources

圖4 所統計2012年～2021年多糖活性國內外論文發表數量Fig.4 Statistics of the number of papers published at home and abroad on polysaccharides activity from 2012 to 2021

3.1 抗氧化活性

多糖通過清除過量的活性氧、減少脂質過氧化和提高抗氧化酶活性，發揮抗氧化活性。李德靈等[55]比較連續動態逆流和熱水提取兩種方法對香菇多糖抗氧化活性的影響。結果表明當香菇多糖質量濃度在1.5 mg/mL時，香菇多糖對O2-、OH和DPPH自由基的抗氧化能力比熱水回流提取法提高38.75%、52.36%和36.82%。許海燕等[56]研究樺菌芝多糖的抗氧化性，發現其具有較好的抗氧化活性，該活性隨多糖濃度升高而增強。Cao等[57]研究臭椿多糖四個組分（DAP1、DAP2、DAP3和 DAP4），研究發現DAP2和 DAP3對 ABTS+、DPPH和 OH自由基具有較強的清除能力。Zhang等[58]研究不同的脫色方法對灰樹花多糖抗氧化作用的影響，發現過氧化氫脫色可激活灰花樹多糖的抗氧化活性。Chen等[59]經研究發現黃瓜多糖具有很強的清除OH自由基和鐵離子還原的能力，具有較高的抗氧化活性。ROS是一種含氧中間代謝物，包括氧自由基和非自由基。氧自由基包括氧的一電子還原產物超氧陰離子自由基（·O2-）、三電子還原產物羥自由基（·OH）、過氧自由基（ROO·）和一氧化氮（NO·）等，天然多糖的體外抗氧化活性的機制可能與其ROS捕獲能力有關。

3.2 抗衰老活性

多糖具有清除自由基、抑制衰老基因表達和調控細胞周期的功能。因此，多糖可以有效地抵抗衰老。劉平平等[60]研究三七發酵液多糖抗衰老活性，發現發酵三七多糖可顯著降低胞內活性氧水平，同時提高細胞I型膠原蛋白含量，進而發揮抗衰老作用。張詩山等[61]研究南非紫菜多糖對抗衰老活性的影響，研究發現多糖可顯著提高衰老小鼠SOD、GSHPx的活力和總抗氧化能力。Ding等[62]經研究發現沙棘多糖TLH-3顯著抑制丙二醛的形成，并提高小鼠肝臟和血清中超氧化物歧化酶和過氧化氫酶的活性。Li等[63]研究雙孢蘑菇水溶性多糖的抗衰老活性，發現多糖通過增加抗氧化酶、減少脂質過氧化、改善器官功能和釋放脂質代謝，達到抗衰老作用。Wang等[64]經研究發現山藥多糖通過修復器官功能和提高klotho基因在衰老小鼠體內的表達起到抗衰老作用。綜上可知，多糖可以通過提高細胞內抗氧化酶活性、抑制衰老基因表達和調控細胞周期來發揮抗衰老作用。

3.3 抗腫瘤活性

多糖通過直接抑制腫瘤和間接抑制腫瘤兩個方面發揮抗腫瘤作用。謝飛等[65]研究野生蟬花多糖的抗腫瘤活性及其作用機制，研究發現多糖在體內外均可顯著抑制腫瘤細胞生長的作用，并呈劑量效應，其作用機制是抑制Caspase途徑和死亡受體途徑達到抗腫瘤效果。鐘閏等[66]研究杜氏鹽藻胞外多糖對宮頸癌細胞的毒性及生長的抑制作用，研究發現多糖顯著抑制Hela細胞增殖，并呈劑量效應，同時改變細胞形態和降低細胞活力。Corso等[67]對多糖抗乳腺癌的研究進行綜述，研究發現多糖可以通過抑制細胞增殖、促進血管生成、加速乳腺癌細胞凋亡和阻斷細胞周期等途徑發揮較好的抗腫瘤效果。Deng等[68]經研究發現枸杞多糖抗腫瘤活性與其分子量相關，中等分子量的枸杞多糖是發揮抗腫瘤作用的主要活性部位。Feng等[69]經研究發現鳳尾參多糖在體外可抑制S180腫瘤細胞的增殖并誘導細胞凋亡，也可誘導腫瘤細胞的凋亡。通過上述文獻分析發現，天然多糖可在一定程度上抑制腫瘤細胞生長，其作用機制主要通過抑制腫瘤細胞凋亡和阻斷細胞周期，激活線粒體凋亡通路相關蛋白表達來發揮抗腫瘤效果。

3.4 降糖活性

多糖可以通過胰島素的作用或其它途徑來發揮較好的降糖功效。劉丹奇等[70]研究紅茶、枸杞和桑葉三種多糖的降糖活性，研究發現紅茶多糖降糖效果明顯優于枸杞多糖和桑葉多糖，同時三種多糖均對肝臟無毒性。吳亞楠等[71]對蒲公英粗多糖降糖進行研究，發現其主要通過促進葡萄糖的消耗、肝糖原的增加和保護損傷的胰島細胞發揮降糖作用。Li等[72]評價不同濃度和不同分子量的山藥多糖的降血糖作用，研究發現分子量越低和濃度越大，降糖活性越好。Liu等[73]經研究發現黨參中性多糖在體內可緩解Ⅱ型糖尿病小鼠的的氧化應激，并改善其脂質代謝能力，達到較好的降糖效果。Wu等[74]評價不同提取方式下獲得的南瓜多糖降糖效果，研究發現水提下獲得的南瓜粗多糖對Ⅱ型糖尿病小鼠有極強的降糖效果。上述文獻已經證實多糖通過抑制細胞氧化應激的發生，增加糖代謝途徑和阻止血糖來源來發揮降糖活性。天然多糖為降糖藥物開發提供重要的物質基礎。

3.5 調節腸道菌群

多糖可通過調節腸道菌群、保護腸黏膜和增加短鏈脂肪酸的含量，從而發揮益生元的作用。多糖調節腸道菌群機制圖如圖5所示。隨著人們對健康生活的追求，越來越多的研究者探究多糖如何通過調節腸道菌群來發揮較強的生物學活性。張廷婷等[75]經研究發現黑木耳通過調節腸道菌群達到降脂的作用，具體機制是通過增加盲腸內短鏈脂肪酸的含量，促進血脂代謝。楊明琛等[76]研究黃精多糖對Ⅱ型糖尿病小鼠的作用，發現其可顯著提高腸道菌群的豐富度和多樣性，也可改變菌群物種組成結構。李珊等[77]研究非淀粉多糖調節腸道菌群治療代謝性疾病，發現其被腸道內的微生物菌群發酵，選擇性地刺激腸道內微生物的增殖和活性，改善腸道菌群的環境，從而治療或預防代謝性疾病。Fu等[78]研究黨參多糖調節免疫抑制小鼠的腸道微生物群，發現其在膜免疫損傷和抑制病原菌定植方面具有重要作用。Wang等[79]研究枸杞多糖對免疫抑制小鼠腸道微生物群的影響，發現其在腸道中幾乎不被吸收，即枸杞多糖可能與腸道微生物相互作用。Ge等[80]對飲食多糖調節腸道菌群進行概述，發現其可影響腸道微生物數量，進而幫助管理結腸和宿主健康。通過分析上述文獻發現，天然多糖可通過增加盲腸內短鏈脂肪酸的含量、強化血脂代謝、抑制病原菌生產和提高腸道菌群的豐富度和多樣性來發揮益生元的作用，促進人體健康。

圖5 多糖調節腸道菌群機制示意圖Fig.5 Schematic diagram of the mechanism of polysaccharide regulating intestinal bacteria

3.6 調節免疫活性

多糖免疫調節作用具有多途徑、多環節、多靶點的特點。多糖在調節免疫方面發揮了重要作用，具體作用機制如圖6所示。吳磊等[81]研究白蓮蓮子皮多糖調節免疫的活性，發現其通過刺激巨噬細胞釋放NO 和細胞因子（TNF-α、IL-6、IL-1β）來增強免疫調節活性。郝敏等[82]經研究發現黑木耳胞外多糖具有促進腸道內有益菌群增殖，增加短鏈脂肪酸含量及上調血清抗炎因子水平的作用。諶淑平等[83]探究五種食用菌多糖復配物的免疫調節活性，發現不同食用菌多糖的復配物均可調節巨噬細胞RAW264.7的免疫活性。Wang等[84]研究臍帶苔蘚多糖對小鼠巨噬細胞RAW264.7的免疫作用，發現其可明顯促進巨噬細胞的增殖和吞噬活性。Fan等[85]研究黃芪、白術和芝麻三種多糖在體外對雞巨噬細胞的免疫調節活性，發現白術多糖與芝麻多糖相比，芝麻多糖對雞巨噬細胞的免疫作用更強。綜上分析發現多糖主要通過增強巨噬細胞的增殖和吞噬活性來發揮其免疫調節活性。

圖6 真菌多糖調節免疫機制示意圖Fig.6 Schematic diagram of immune mechanism regulated by fungal polysaccharides

4 結論與展望

本文綜述不同植物來源多糖的提取和純化方法及其生物活性，多糖活性主要綜述了抗氧化、抗衰老、抗腫瘤、降血糖、調節腸道菌群和調節免疫六個方面，充分展示了多糖可作為功能性因子，被廣泛應用于醫藥、保健品、化妝品和食品等領域。對植物多糖提取現狀進一步分析及發現現有的多糖提取方式均存在一定不足，雖然UAE、MAE、EAE、ATPE和UAATPE在一定程度上提高了多糖提取效率和得率，但利用上述方法從植物中大規模提取多糖仍然存在一定局限。因此，仍需進一步開發更高效的提取方式用于工業化提取多糖，粗多糖中的雜質在一定程度上會影響其生物活性。目前多糖純化主要聚焦在柱色譜和凝膠色譜，存在分離步驟繁瑣和制備量小等缺點。因此，需要開發一種新型、快速、環保的分離純化方法來除去粗多糖中的雜質。關于植物多糖的理化特性、結構與生物活性關系及其作用的分子機制仍需進一步深入研究。總之，本研究綜述表明生物活性植物多糖在未來的食品和生物醫學等領域應用中具有潛在的作用，同時為多糖深加工和產品開發提供更多的科學和理論依據。