地參多糖分離提取及含量測定研究進展

李倩倩 ，陳貴元 ，2*

（1.大理大學基礎醫(yī)學院，云南 大理 671000；2.云南省昆蟲生物醫(yī)藥研發(fā)重點實驗室，云南 大理 671000）

地參為唇形科地筍屬多年生草本植物，別名蟲草參、銀條菜、地蠶子，主要分布于云南西北部的大理州和麗江市，屬藥食兩用植物，地下根莖為白族傳統(tǒng)草藥。地參具有通經(jīng)活血、益氣生津的功效，常用于治療熱病傷津、心煩口渴、產(chǎn)后瘀血、水腫等癥[1]。地參中至少含有17 種氨基酸（7 種為人體必需的氨基酸）及礦質(zhì)元素、維生素等多種營養(yǎng)成分[2]，還含有多糖類、酚酸類、三萜類、黃酮類、皂苷、揮發(fā)油等豐富的化學成分[3]。近年來的研究發(fā)現(xiàn)，地參多糖具有抗腫瘤、抗氧化、抗凝血、免疫調(diào)節(jié)以及調(diào)節(jié)腸道菌群等多種生物學活性[4]。目前，以多糖為重點的糖工程研究是生物化學和分子生物學研究領域中的科技前沿，地參多糖的分離提取及生物學活性研究引起了人們的廣泛關注。本文對地參多糖的分離提取、純化工藝及含量測定方法的研究進展進行了綜述，旨在為地參多糖在醫(yī)療衛(wèi)生、化工制藥、飲食保健等領域的綜合利用提供理論依據(jù)。

1 地參多糖的提取工藝

1.1 地參預處理

正式提取地參多糖前需對地參原料進行預處理，以提高多糖得率和純度。預處理一般包括清洗、除雜、粉碎和脫脂等工藝技術[5]。用超純水清洗地參干料，目的是去除地參原料中的灰塵、泥沙、微生物及部分殘留的化學農(nóng)藥，保證地參原料的清潔衛(wèi)生和食用安全。脫水冷凍干燥后將地參原料剪切成碎塊，粉碎、過篩得地參粉末，目的是增大原料在提取過程中與溶劑的接觸面積，從而提高提取率。

大部分植物多糖屬于脂多糖或高脂肪含量的原料，原料脫脂的目的是去除脂溶性雜質(zhì)，使水溶液試劑更容易滲入到原料內(nèi)部，原料中的多糖成分更容易析出，從而提高多糖提取率。脫脂劑對于油脂具有選擇性，不同的植物多糖應選擇不同的脫脂劑，同時要注意脫脂劑配比、脫脂時間、脫脂溫度、料水比等的影響[5]。常見的脫酯方法有3 種[6-8]。石油醚脫脂：在42 ℃條件下，用石油醚浸泡回流2 h；乙醇脫脂：95%乙醇提取2～3 h；乙醇- 石油醚聯(lián)合脫脂：在38 ℃條件下將乙醇和石油醚按體積比2︰3混合作為脫脂劑，回流脫脂6 h。地參多糖一般選用石油醚脫脂法，多糖提取含量較高、脫脂效果最好。

1.2 地參多糖的提取方法

植物多糖的提取方法包括稀酸浸提法、稀堿浸提法、超聲波輔助提取法、酶解提取法、熱水浸提法、微波輔助提取法等[8]，為了得到更好的多糖得率，常采取2 種或2 種以上的方法聯(lián)合使用。多糖得率還受單因素的影響，如：不同的提取方法、不同產(chǎn)地的地參、地參的品種、采收地參的季節(jié)、浸提時間、提取溫度、不同水料比、提取次數(shù)等[9]。目前，國內(nèi)地參多糖的提取方法主要是熱水浸提法和超聲波輔助提取法。

1.2.1 熱水浸提法 多糖類物質(zhì)是由C、H、O 3 種元素組成的含有多羥基醛類或酮類的生物有機大分子化合物，具有溶于水又易溶于乙醇、溶解度低的特性。鑒于此，采用熱水浸提法[10]。當選用浙江寧波產(chǎn)地地參時，料水比1︰300（g/mL）、浸提溫度100 ℃、浸提時間1.5 h、循環(huán)提取3 次，地參多糖的得率為3.64%[9]。陳貴元等[11]選用云南大理產(chǎn)地地參干料，采用正交試驗設計法優(yōu)化地參多糖的最佳浸提工藝，得到最佳最取工藝為提取溫度80 ℃、料水比1︰15（g/mL）、浸提時間 3 h、提取 1 次，在該工藝條件下測得地參多糖得率為16.8%。

1.2.2 超聲波輔助提取法 超聲輔助提取技術利用超聲波的機械化學作用破壞細胞結構，提高了多糖的提取速度，但超聲波屬于機械波，在一定強度的沖擊波和微電流條件下會導致多糖結構遭到破壞、生物學活性大幅度降低，同時超聲時間、超聲功率、超聲波強度、固液比、提取次數(shù)、浸提時間等也會影響多糖得率，需嚴格控制[12]。朱苗等[13]通過正交試驗優(yōu)化的地參多糖超聲輔助提取的最佳工藝為料液比1︰48（g/mL）、超聲功率 280 W、浸提溫度 80 ℃、浸提時間90 min，此時地參多糖的得率為7.2%，多糖含量為6.18%。研究證實超聲輔助提取法具有提取時間短、操作簡單等優(yōu)勢，具有良好的應用前景。

1.3 地參多糖去除蛋白質(zhì)的方法

為最大限度提高多糖得率、降低多糖損失量、提高檢測效率，需將所需要的蛋白質(zhì)與其他雜蛋白質(zhì)分離開。除去多糖中雜蛋白質(zhì)的方法有Sevag 法、酶法、酶 -Sevag 法、三氯乙酸法（TCA 法）、鹽析法（NaOH-CaCl2法、NaOH-NaCl 法）、蛋白質(zhì)等電點法、聚酰胺法等[14]。目前地參多糖最常用的是三氯乙酸-正丁醇法脫蛋白，蛋白質(zhì)去除率可達80.28%±0.98%，多糖損失率僅為9.67±0.97%[15]。

1.4 地參多糖脫色

提取得到的地參粗多糖含有色素，顏色較深。色素嚴重影響地參多糖的純度、理化性質(zhì)、結構表征以及生物學活性。植物多糖的脫色方法主要有活性炭吸附法、氧化脫色法、殼聚糖法、樹脂脫色法等[16]。近年來，活性炭吸附法和氧化脫色法逐漸受到人們的廣泛關注，活性炭吸附主要是將植物多糖上的色素經(jīng)范德華力作用吸附到活性炭表面，活性炭對不帶電物質(zhì)的吸附力比帶電物質(zhì)的吸附力強，易于吸附含有芳香族或3 個碳原子以上的有機物。氧化脫色法主要通過氧化劑將多糖提取物中的還原性有色物質(zhì)氧化脫色[16]。李巖等[15]比較了活性炭脫色和過氧化氫脫色2 種方法對大理州劍川縣產(chǎn)地地參多糖色素的脫色效果，結果表明質(zhì)量濃度為1.5%的活性炭對地參多糖水溶液中的色素具有良好的去除作用，去除率可達93.42%±0.84%，多糖損失率為18.18%±1.31%；濃度為1.5%的過氧化氫脫色率僅為62.73%±1.43%，多糖損失率高達69.38%±1.22%，表明活性炭脫除地參多糖色素的脫色效果優(yōu)于過氧化氫。經(jīng)脫色后的地參多糖呈灰白色。

2 地參多糖的分離純化工藝

植物多糖又稱植物多聚糖，是植物細胞代謝產(chǎn)生的聚合度超過10 個的聚糖，其純度的含義不同于小分子。純的植物多糖為均一組分多糖，即多糖分子具有連續(xù)、正態(tài)分布的分子質(zhì)量及確定的糖組分和糖殘基成分。目前，多糖的分離純化方法主要有有機溶劑分級沉淀法、季胺鹽沉淀法、生物酶純化法、酸純化法、超濾法、絮凝純化法、柱層析法等[17]，最常用的是柱層析法。柱層析法包括纖維素柱層析、離子交換柱層析、凝膠過濾柱層析等[17]。凝膠過濾柱層析具有操作簡單，節(jié)省人力、物力、時間，準確度高，多糖活性不受影響等優(yōu)點。黃小蘭等[18]將高效液相色譜法和PMP(1-苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮)衍生化方法相結合，全面優(yōu)化反應時間、溫度、劑量等條件，對地參多糖進行了分離純化研究，并測定出地參多糖由8 種單糖組成。

3 地參多糖含量測定

植物多糖含量的測定方法主要有硫酸- 苯酚法、蒽酮-硫酸法、酚-硫酸法、液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法、離子色譜法、Somogy 比色法、3，5-二硝基水楊酸法、間羥基聯(lián)苯法等[19]，目前最常用的是硫酸-苯酚法。吳紅燕等[9]采用硫酸法-苯酚測定寧波本地產(chǎn)的地參多糖含量，量取2.0 ml 地參多糖溶液后加入5%苯酚溶液1.0 ml、濃硫酸5.0 ml，于40 ℃恒溫水浴箱中水浴12 min，測得地參多糖的含量為13.64%。楊勤等[20]采用硫酸-苯酚法測定大理州劍川縣的地參多糖含量，苯酚用量0.8 ml、硫酸用量3.5 ml、加熱時間9 min，測得地參多糖的含量為14.41%。姜峰等[21]采用苯酚-硫酸法測得種源地廣西欽州地區(qū)的地參在寧波種植后，多糖含量僅為8.58%。

4 結語與展望

在生命體中多糖不僅是構成細胞和有機體的重要組成部分，還承載著多種生物學功能，是生物體內(nèi)一類重要的生物大分子，在細胞通訊、細胞增殖與分化、細胞凋亡、物質(zhì)轉(zhuǎn)運等生命活動中均發(fā)揮著重要作用。植物多糖因其安全、高效、低毒等優(yōu)勢已成為醫(yī)學和食品等領域研究的熱點[22]。植物多糖的化學結構是其生物活性的基礎，多糖的組成和結構比較復雜，不同化學結構的多糖其生物活性具有較大的差異。目前對于地參多糖的結構層次、鏈間空間構象及序列分析的研究較少，因此研究地參多糖的一級結構、高級結構、單糖組成及闡明地參多糖作用機制將成為地參多糖研究的重點課題。此外，探究地參多糖生物學活性與結構的構效關系的研究也將對糖類新型藥物及糖類保健品的研究與開發(fā)具有重要的實踐指導意義。