菊花多糖的研究进展

2012-01-26李文超顾有方陈会良

中国野生植物资源 2012年2期

李文超，顾有方，陈会良

(安徽科技学院动物科学学院，安徽凤阳233100)

菊花(Chrysanthemum morifolium Ramat.)为菊科多年生草本植物的头状花序。菊花味甘、性寒，具有清肝明目，清热解毒，散风降压的功效，可防治感冒、菌痢、肠炎、便秘、冠心病、高血压等多种疾病［1］，具有极高的药用价值，又可广泛用于保健茶饮。菊花的化学成分为黄酮类、挥发油类、绿原酸、多糖类成分［2－3］。由于植物多糖类化合物具有抗氧化、抗衰老、降低血糖、调节脂代谢和抗辐射等功能，并能增强机体免疫力和抗病能力等广泛的生物活性，对多糖的研究引起了国内外普遍的重视。菊花多糖作为菊花主要活性成分之一，具有免疫调节、活性氧自由基的清除作用［4－5］等功效，开发菊花多糖资源不仅具有重要的经济意义，还有十分重要的社会价值。本文就菊花多糖的研究概况作一综述。

1 菊花多糖的结构

多糖的生物活性依赖于化学结构，对菊花多糖的化学结构的研究，目前报道不多，主要集中于其单糖的组成、单糖连接方式等方面。Zheng等［6］从杭菊中分离2种新的酸性多糖，F4和F5，单糖分析显示，F4中阿拉伯糖，半乳糖和半乳糖和半乳糖醛酸的摩尔比为1.0∶2.3∶6.8，F5 中阿拉伯糖，鼠李糖半乳糖和半乳糖醛酸的摩尔比为1.0∶3.2∶1.0∶4.3。甲基化、部分酸水解和NMR谱分析结果表明，F4有一条带有一个阿拉伯半乳聚糖侧链的同型半乳糖醛酸聚糖主链构成，该侧链与3位(1→3，4)联聚半乳糖醛酸，F5有一条带有一个阿拉伯半乳聚糖侧链的鼠李聚糖半乳糖醛酸主链构成，该侧链与3位(1→3，4)与聚半乳糖醛酸或4位(1→2，4)鼠李糖相连。郑芸等［7］通过持续热水抽提、阴离子交换层析和凝胶渗透色谱法分离，从杭白菊分离得1个新的多糖，糖和甲基化分析、高碘酸氧化、部分酸水解和NMR谱分析显示，该多糖由具有以下结构重复单元组成。

王兰等［8］采用沸水提取，二甲基亚砜溶解，六甲基二硅氨烷和三甲基氯硅烷为衍生试剂，用毛细管气相色谱法测定了黄山贡菊茶和杭州白菊茶两种菊花茶中的糖含量，结果显示，两种菊花茶中均检出7种糖，分别为即鼠李糖、核糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、半乳糖、葡萄糖，其中，半乳糖含量较高，葡萄糖次之，鼠李糖与核糖含量最低。程宏英等［9］利用毛细管电泳－电化学检测研究菊花中的糖类，比较了不同种菊花中D－甘露醇及6种糖含量的差异，结果显示1－8号野菊样品中所测7种组分均有，但蔗糖、葡萄糖和果糖相对含量偏低，9－11号菊花样品中甘露醇、鼠李糖和甘露糖未见存在，但其中，蔗糖和葡萄糖相对含量偏高。

2 菊花多糖的提取、分离和纯化

2.1 菊花多糖的提取、分离

目前，多糖的提取方法主要有水提醇沉法、超声波辅助提取、微波辅助提取酶法和超临界流体萃取。前3种方法在菊花多糖的提取中已有报道，但后两种方法至今未见报道。

2.1.1 水提醇沉法水提醇沉法目前在植物活性多糖提取中应用最多的一种方法。多糖常与其它分子共存于植物中，可利用多糖不溶于有机溶剂的性质在提取液中加人乙醇等使多糖从提取液中沉淀出来，达到初步分离纯化的目的。

张桂青等［10］分别研究了浸提温度、醇沉终浓度、料液比和浸提时间等因素对多糖提取得率的影响。在此基础上进行正交实验，得到菊花粗多糖提取的最优工艺:提取温度95℃、提取时间3 h、液固比25∶1、醇沉终浓度80%，菊花多糖的得率为18.54%。马力等［11］研究了用水提醇沉法从菊花中提取菊花多糖的最佳工艺，结果表明菊花多糖的最佳提取工艺为水浸提2 h，浸提温度100℃，氯仿萃取1次，沉析用乙醇浓度为80%。房海灵等［12］通过研究影响野菊花多糖含量测定中前处理条件的几个因素，包括提取温度、提取时间、料液比，并通过响应面分析法优化前处理条件，建立了影响多糖提取率的二次多项数学模型。结果表明:当提取温度为81.0 ℃，提取时间为116 h，料液比为1∶29时，野菊花多糖含量最高。

2.1.2 微波辅助提取在水提醇沉基础上采用微波辅助提取是对传统提取方法的一种改进。微波助提技术是近年来新发展起来的一种方法，具有受热均匀、快速、高效、安全、节能等优点，已被广泛应用于多种植物成分的提取［13］。微波助提效应主要表现在微波对植物组织细胞的破坏作用，使有效成分更容易被提取出来。张桂青等［14］对微波助提法和最优水提取法两种菊花多糖提取方式进行了比较，显示微波助提可以明显提高菊花多糖的提取效率。

2.1.3 超声波辅助提取超声波能有效击破植物细胞壁，同时促进了溶剂渗透到细胞内部，促进了植物细胞内有效成分的溶出，大大的加快了反应速度，有效提高了收率［15］。

赵鹏等［16］以白菊花多糖含量为考察指标，利用响应面法确定白菊花多糖的最佳超声提取条件。结果显示超声提取的最佳工艺为:提取温度81℃，液料比26 mL/g，时间48 min，提取3次，多糖提取率为5.359%。该多糖提取的工艺路线，与传统工艺比较提取时间明显缩短，提取率增加9.5%。延绥宏等［17］在单因素试验基础上，通过响应面试验优化超声功率、时间和温度等，以研究超声提取菊花多糖工艺过程的最优条件，结果表明菊花多糖的较优超声提取工艺为超声温度71℃，时间46 min，超声功率90 W，m(水)∶m(菊花)=9∶1，提取 2 次;在此条件下的平均提取率为5.152%。

2.2 菊花多糖的纯化

多糖纯化的目的是将粗多糖中的杂质去除而获得的单一的多糖组分。采用醇析或其它有机溶剂沉淀所得的多糖，常含有低聚糖、色素和蛋白质等杂质。色素的去除最简单的方法就是用活性炭脱色，小分子杂质的除去可以用透析法。张桂青等［14］研究了Sevage法、三氯乙酸法、醇析+Sevage法对菊花多糖脱蛋白效果的影响，显示Sevage法、三氯乙酸法、醇析+Sevage法的脱蛋白率分别为40%，66%和39%，多糖保留率分别为70%，54%和64%，作者认为Sevage法较适合于菊花多糖的脱蛋白。随后，张桂青等［14］采用阴离子交换柱DEAE－52对菊花多糖进行初步分离，结果表明粗多糖存在两个组分，即 CPS－I、CPS－II。采用 Sephadex G －75对CPS－I、CPS－II进一步纯化，结果均得到单一、对称的洗脱曲线。紫外扫描结果表明多糖组分CPSI、CPS－II在小于200 nm处均有多糖吸收峰。采用HPLC法分析多糖组分的纯度和测定分子量，结果表明组分CPS－I、CPS－II的纯度均达到99%，相对分子质量分别为13 427和5 268。

3 菊花多糖含量的测定

多糖的检测方法一般可分为二大类，一类是直接测定多糖本身，如高效液相色谱法和酶法。另一类是利用水杨酸法、斐林法、硫酸－苯酚法、蒽酮－硫酸法等。前者测定方法准确，有效成分清晰，但需昂贵的仪器、多糖纯品和特定的酶，操作步骤繁琐，在应用中受到限制。后者虽然测定结果灵敏度有限，但方法简单、快速，无需多糖纯品和高级仪器，因而被广泛采用［18］，目前在菊花多糖的含量测定中，主要见用该类方法的报道，而前者尚未见报道。

杨春等［19］用在苯酚－硫酸法测定了不同菊花中多糖的含量，其中野菊、一般菊、贡菊、杭菊、七彩菊多糖含量平均值分别为 19.03%、18.68%、22.67%、45.52%、19.57%。马力等［20］从金菊花中提取多糖成分，并用苯酚－硫酸法测定多糖含量，结果表明提取的多糖平均相对百分含量为86.59%，RSD为4.23%，作者认为苯酚－硫酸法可用于金菊花中多糖成分的含量测定。张桂青等［14］以葡萄糖为对照品，对测定菊花多糖含量的苯酚－硫酸法进行了改进。结果表明，5%苯酚和浓硫酸的体积比为1∶5，硫酸加入量与总体积比为5∶8，沸水浴恒温15 min，冷却放置30 min后在490 nm处检测多糖含量，其显色稳定，重现性好，准确度较高。

4 菊花多糖的生物活性

4.1 免疫调节作用

马力等［4］分离大鼠肠道淋巴细胞，分别与菊花中多糖、绿原酸共培养，EL ISA法检测上清液中肿瘤坏死因子(TNF －α)和γ－干扰素IFN)水平，结果表明金菊花中菊花多糖和绿原酸可调节肠道淋巴细胞分泌TNF－α和γ－IFN，具有免疫调节功能。

4.2 抗氧化作用

李贵荣［5］研究野菊花(Chrysanthenum indium L.)多糖的初步提取和对活性氧自由基的清除作用后，发现野菊花多糖是一种良好的氧自由基清除剂，具有良好的预防保健作用。

4.3 保护DNA的作用

由于DNA的损伤可导致多种类型的疾病(如癌症)产生，并可能与细胞的衰老过程直接相关，而传统中药的有效成分多糖及黄酮均体现出很好的生理活性和抗癌活性，加之传统中药资源丰富、易提取，因此使得药物与DNA的相互作用研究成为药物筛选的重要手段。

张海容等［21］利用溴化乙锭(EB)作为荧光探针，测定金银花、菊花等10种中药多糖和黄酮类化合物存在下对DNA保护作用的影响。结果表明，10种中药均能与DNA相互作用，但作用程度不同。多糖提取物存在下它们的作用强弱顺序为:沙棘＞知母＞刺五加＞灵芝＞牛膝＞枸杞＞金银花＞苍术＞黄芪＞菊花。

5 前景与展望

菊花在我国种植广泛，饮用历史悠久，是药食兼优的代表性植物。目前，国内外对菊花研究多集中于菊花黄酮、黄酮苷、挥发油和微量元素等有效成分的提取分离及应用研究，而对菊花中多糖的研究却较少，菊花多糖的研究空间还很大。相信随着新提取、纯化和测定新技术、新工艺在菊花多糖研究方面的应用，以及菊花多糖功效的深入系统的研究，在拓展菊花多糖的应用范围、实现其药用价值的同时也可带来可观的经济效益。

［1］彭少平，芦金清.金菊花的化学成分研究［J］.中草药，2006，37(1):38－41.

［2］吴钉红，杨立伟，苏薇薇.野菊花化学成分及药理研究进展［J］.中药材，2004，27(2):142 －144.

［3］王春霞.菊花化学成分的研究进展［J］.中药材，2004，27(3):224－226.

［4］马力，唐凤敏，曾天舒，等.菊花多糖和绿原酸免疫调节作用的研究［J］.医药导报，2008，27(10):1168 －1170.

［5］李贵荣.野菊花多糖的提取及其对活性氧自由基的清除作用［J］.中国公共卫生，2002，18(3):269 －270.

［6］ Zheng Y，Wang X S，Fang J.Two acidic polysaccharides from the flowers of Chrysanthemum morifolium［J］.Journal of Asian Natural Products Research，2006，8(3):217－222.

［7］郑芸，刘柳，方积年.菊花中一个新的多糖的研究［J］.植物学报，2004，46(8):997 －1001.

［8］王兰，张志群.毛细管气相色谱法测定菊花茶中糖含量［J］.大连民族学院学报，2003，5(1):54 －55.

［9］程宏英，钱蕙，曹玉华.菊花中D－甘露醇及糖类成分的毛细管电泳电化学检测研究［J］.苏州科技学院学报:自然科学版，2008，25(3):46 －50.

［10］张桂青，李雪玲，夏涛.菊花多糖最佳提取工艺研究［J］.安徽农业大学学报，2006，33(4):555 －559.

［11］马力，陈文，张嵩安，等.醇析水提法提取菊花中菊花多糖［J］.医药导报，2007，26(5):467－468.

［12］房海灵，郭巧生，申海进.响应面法优化野菊花多糖含量测定的前处理条件［J］.中国中药杂志，2009，34(13):1665－1667.

［13］刘梅，米莹.微波提取在中药领域的应用进展［J］.天津药学，2009，21(5):62 －64.

［14］张桂青.菊花多糖提取分离及初步纯化研究［D］.合肥:安徽农业大学，2006:6.

［15］何竞旻，王瑞侠，黄劲松.超声波在药用植物提取中的应用研究［J］.池州学院学报，2009，23(3):67 －69.

［16］赵鹏，蔡飞，庞菁华，等.超声辅助提取菊花多糖工艺优化研究［J］.中国酿造，2009，(8):169－171.

［17］延绥宏，李稳宏，蔡静，等.菊花多糖超声提取工艺及数学模拟［J］.中国医院药学杂志，2010，30(3):188 －190.

［18］刘桂萍.冬虫夏草多糖测定方法的研究进展［J］.药学实践杂志，2008，26(1):53 －54.