柚子中多糖提取利用的现状及其发展前景

吴 遥

（江西省食品检验检测研究院，南昌 330001）

柚子中多糖提取利用的现状及其发展前景

吴 遥

（江西省食品检验检测研究院，南昌 330001）

多糖具有诸多重要的生物活性，可促进机体免疫力、抗肿瘤、降血糖以及降低血脂等。目前对柚皮和柚囊中功能性多糖的综合利用开发仍显薄弱，国内的研究报道仅限于简单的工艺提取制备，工业上广泛使用的提取方法也仅有溶剂萃取法、酶处理法等。江西省的柚子量大质优，特别是在吉安和赣州。如果将柚子皮渣这一资源加以综合利用，变废为宝，这不仅减少了对环境的污染，还可拓宽柚子的产业链，这将极大地提高柚子产业的经济效益，对赣南及江西柚子产业的可持续发展具有十分重大而深远的意义。

多糖；柚子；溶剂萃取法；酶处理法

1 多糖及其研究情况

多糖是生物体内普遍存在的一类生物大分子，它是生物体内除蛋白质和核酸以外的非常重要的生物分子[1,2]，可以作为能量资源也可以作为结构材料。多糖由多个单糖分子缩合、失水而成，是一类分子结构复杂且庞大的糖类物质，只要是符合高分子化合物概念的碳水化合物及其衍生物均称为多糖。多糖在自然界分布极广，有的是构成动植物骨架结构的组成成分，如纤维素；有的是作为动植物储藏的养分，如糖原和淀粉；有的具有特殊的生物活性，像人体中的肝素有抗凝血作用，肺炎球菌细胞壁中的多糖有抗原作用。多糖的结构单位是单糖，多糖相对分子质量从几万到几千万。结构单位之间以苷键相连接，常见的苷键有α-1，4-、β-1，4-和α-1，6-苷键。结构单位可以连成直链，也可以形成支链，直链一般以α-1，4-苷键（如淀粉）和β-1，4-苷键（如纤维素）连成；支链中链与链的连接点常是α-1，6-苷键。

由于多糖的结构复杂，分析技术也相对缺乏，所以多糖的研究一直滞后于蛋白质和核酸等。1950年至1960年期间，科学家对多糖的研究仅限于一般的结构测定和化学组成。1970年开始，由于生物化学和糖化学两个传统专业的结合，使多糖的细胞和分子生物学研究成为可能，多糖的研究也得以复兴[3]。通过测定糖类的结构和研究其生物活性揭露了糖类是重要的信息分子，人们开始发现多糖具有许多重要的生物活性，如促进机体免疫力、抗肿瘤、降血糖以及降低血脂等。1988年，牛津大学Dwek等人提出了“糖生物学”的概念。Science杂志于2001年专门出版了“糖和糖生物学”专辑[4]，介绍最新研究成果和前景展望。随着研究和认识的深入，越来越多的学者意识到多糖研究的重要性和其学科前沿性。许多发达国家纷纷成立了专门的多糖研究中心，如美国普渡大学、佐治亚大学等，并组建团队集中研究相关领域，试图抢占多糖研究领域的制高点。

2 柚皮成分及价值

柚皮自古以来具有止咳、化痰、理气、抗炎、止痒等功效，我国中医学家视之为宝。此外，现代医学家进行过多次的实验和研究，他们还发现了柚皮提取物具有抗氧化、抗衰老、降血糖、抗微生物、降血压、抗癌、抑酶、预防动脉粥样硬化等活性[7]。柚皮里除含有水分、维生素、矿物质这些人体必需的营养素外，还能够提取的成分有黄酮类化合物、多糖、类柠檬苦素、香精油、天然色素、膳食纤维等，这些都是十分有利于人体健康的非营养性生理活性成分。此外，由于柚子含有生理活性物质柚皮甙，故可降低血液的黏滞度，减少血栓的形成，对脑血管疾病，如脑血栓、中风等也有较好的预防作用。柚果果皮中，中果皮层（海绵层、白皮层）较厚，富含果胶，果胶是一种高档的天然食品添加剂和保健品，被广泛应用于食品、医药保健品和部分化妆品中[5]。国外研究证实，袖子的果胶不仅可降低低密度脂蛋白水平，而且可以减少动脉壁的损坏程度，因此柚子还能用来降低胆固醇、预防心脏病等。

3 柚子中多糖提取利用现状

柚类果实以其果形硕大、果肉晶莹脆嫩、营养丰富、风味清香独特、耐贮运而深受广大消费者喜爱，仅我国就有200多个柚类品种，年产量超过100万吨[5,6]。柚子皮约占整个柚子重量的40%，但在日常生活中却往往被人们直接丢弃，即使是在工厂进行加工，柚子皮也仅仅是被简单的加工成果脯和蜜饯等产品，综合利用程度仍不够高。目前对柚囊中功能性多糖的利用开发仍显薄弱，国内的研究报道仅限于简单的工艺提取制备[7-9]，即使在实验室研究水平，国内也少见报道。国外文献中有关柚囊多糖研究的报道也不多，仅涉及提取条件对柚皮果胶性质的影响[10]、水溶性柚子皮多糖的化学组成和对消化酶的抑制作用[11]，以及酸提果胶在离子作用条件下的凝胶机理。这些研究都缺乏对柚囊中多糖类化合物的综合提取和分析，而且对获得的多糖也仅仅开展了一些基础的理化性质研究，这和柑橘果胶结构与功能的大量、深入研究形成了鲜明对比。

因此，柚皮中功能性多糖的综合开发利用，目前还十分薄弱，大多处于实验室阶段，无法形成大规模的工业化，难以真正实现柚果采后增值。多糖的提取方法往往受到原料成分、性质的影响，工业上广泛使用的提取方法有溶剂萃取法、酶处理法等。（1）溶剂萃取法：指将粗产品或原料干燥、磨碎后采用溶剂提取而制备多糖的方法，主要有直接水提法、酸法、稀碱法等。（2）酶处理法：实际上，所谓的酶法处理，是指在溶剂法萃取多糖过程中加入酶处理的方式，酶的使用方式包括单一酶或者多种酶联合使用除去原料中其它杂质（蛋白质、脂肪、淀粉等），以期获得高纯度、高得率的多糖提取方法，所用的酶包括淀粉酶、蛋白酶、半纤维素酶等。在实际生产过程中，有可能还采用挤压、微波、超声、高温、高压等辅助处理技术，提高多糖得率。提取到的多糖溶液，一般含有较多杂质（如单糖、低聚糖、色素和蛋白等），因此还需要对多糖进行一定程度的分离纯化，包括Sevag与酶法（木瓜蛋白酶、胃蛋白酶和胰蛋白酶）除蛋白，离子交换法、金属络合物法、氧化法（过氧化氢）和吸附法（硅藻土、纤维素、活性炭）除色素[4]，最后再利用分级沉淀法（有机试剂沉淀法和盐沉淀法）、柱层析法、超滤法等进一步纯化多糖。柚皮中含有一定量的柚苷、柠檬素等苦味成份，可能还需要采用酶法处理或乙醇萃取来达到目的。

4 前景展望

江西省气候适宜种植柚子，特别是在赣州和吉安都有大量种植。据不完全统计，南康2010年的甜柚产品就已达到9.2万吨，现在还有大幅增加之势。另一柚子主要种植地区吉安，特别制定了《吉安市2011-2014年井冈蜜柚产业发展规划》，计划至2014年使吉安全市井冈蜜柚种植面积达30万亩以上，按照每亩1吨的产量，预计柚子产量可达30万吨。如果将柚子皮渣这一资源加以综合利用，变废为宝，这不仅减少了对环境的污染，还可拓宽柚子的产业链，提高柚子产业的经济效益，极大地促进赣南及江西柚子产业的可持续发展。

鉴于江西省农村经济薄弱，发展缓慢，如果能对柚皮进行深度加工，将黄酮类化合物、柠檬苦素类似物、香精油、色素、果胶等具有保健功效的成分进行充分提取，拓展柚果的利用途径，对江西省农村经济的发展也具有十分重要的意义。

在江西大力开展对柚类（尤其是作为废弃物的柚皮）的研究与开发，将提取工艺产业化，并将提取物应用于功能性食品的研制，争取能在生产成本低、生产效率高的条件下获得高附加值产品，这样不仅能推动江西省柚子等产业的发展，而且可以为其它类似产业开发提供很好的借鉴，为提高江西省食品添加剂领域在全国乃至国际竞争中的地位做出贡献。

[1]杨兴斌,赵燕,梅其炳.多糖类新药创制中的"瓶颈"问题与对策研究[J].中药材,2002,25(11):823-825.

[2]Cosgrove D J.Growth of the plant cell wall[J].Nature Reviews Molecular Cell Biology,2005,6(11):850-861.

[3]聂少平,黄丹菲,殷军艺,等.食物中多糖组分的结构表征与活性功能研究进展[J].中国食品学报,2011,11(9):46-57.

[4]殷军艺.大粒车前子多糖生物活性、结构和构象特征研究及多糖分离纯化新方法初探[D].南昌:南昌大学,2012.

[5]刘顺枝,江学斌,江月玲,等.柚类果实提取物生理功能及综合利用研究进展[J].食品科学,2012,33(13):280-286.

[6]Zhang W,Xu P,Zhang H.Pectin in cancer therapy: A review[J].Trends in Food Science &Technology,2015,44(2):258-271.

[7]聂凌鸿,周玲.柚子皮中果胶提取工艺的优化及其理化性质测定[J].中国食物与营养,2015,21(4):63-67.

[8]张秀芳,王克冰,贺文英,等.柚子皮中果胶的提取工艺研究[J].内蒙古农业大学学报:自然科学版,2012,33(2):245-248.

[9]张锐,孙美榕.十二烷基伯胺乙酸盐盐析法提取柚子皮果胶多糖的研究[J].食品工业科技,2006,27(5):120-122.

[10]Methacanon P,Krongsin J,Gamonpilas C.Pomelo (Citrus maxima) pectin: Effects of extraction parameters and its properties[J].Food Hydrocolloids,2014,35(3):383-391.

[11]卓秀英.大分子拥挤环境下大豆蛋白接枝改性研究[D].广州:华南理工大学,2012.

Current Situation and Development Prospect of the Extraction of Polysaccharide in Grapefruit

WU Yao
(Food Inspection and Testing Institute of Jiangxi Province,Nanchang 330003,China)

Polysaccharide has many important biological activities,which can promote the body immunity,anti-tumor,lowering blood sugar and blood lipid and so on.Currently,the comprehensive utilization and development of functional polysaccharide in the pomelo and grapefruit sac is still insufficient,just as domestic research reports are limited to introduce the simple process extraction and preparation,and the most widely used extraction methods are only solvent extraction and enzyme treatment.The grapefruit produced in Jiangxi shows the special advantages with large quantity and high quality,especially in Ji'an and Ganzhou.If we can took the pomelo peel slag into comprehensive use,turn waste into treasure,we will not only reduce the pollution to the environment,but also can expand the industrial chain of grapefruit,which will greatly improve the economic benefits of grapefruit industry,and It is very important and far-reaching significance to the sustainable development of the pomelo industry in Gannan area and Jiangxi province.

polysaccharide;grapefruit;solvent extraction;enzymatic treatment

TS209

A

1672-6286(2016)09-0059-04

吴遥（1984-），男，江西吉安人。助理工程师，主要从事食品安全研究。