药食两用植物多糖的研究进展

李雨虹，董文宾，*，付瑜，樊成，欧阳凡（.陕西科技大学食品与生物工程学院，陕西西安700；.陕西省产品质量监督检验研究院，陕西西安70048）



药食两用植物多糖的研究进展

李雨虹1，董文宾1，*，付瑜1，樊成2，欧阳凡1
（1.陕西科技大学食品与生物工程学院，陕西西安710021；2.陕西省产品质量监督检验研究院，陕西西安710048）

摘要：多糖是由单糖聚合而成的，来自于高等动植物细胞膜和微生物细胞壁的天然高分子化合物，可以采用水提、碱提、酸提等提取方法获得。植物多糖具有抗肿瘤、抗病毒、抗氧化、防衰老、降血糖等生物活性，可作为各种药物和保健品的有效成分，因此，药食两用植物多糖系列产品的市场前景将非常广阔。

关键词：多糖；提取方法；生物活性

我国在药食两用植物的应用历史悠久，据医书记载，中国古代便利用药食两用植物充饥、美容、调味、泡酒及延年益寿等［1］。且植物资源丰富，根据中华人民共和国卫生部发布的《保健食品管理办法》的规定，可用于保健食品的植物有118种，但我国对药食两用植物的应用与开发还处于初级阶段，相关企业的管理制度仍不健全，所以很多原材料出口到日本、韩国等企业［2］。随着近几年人们对“药补不如食补”观念的认识，药食两用保健食品的市场需求逐渐扩大，所以加快我国药食两用植物的开发和研究，对提高我国保健食品在国际市场上的影响力起主导地位。其中多糖是药食两用植物中重要的功能成分之一，含量高，且具有增强免疫力、抗肿瘤、抗病毒、抗氧化、防衰老、降血糖等广泛的药用价值，因此成为越来越多学者研究的对象。

1　药食两用植物多糖的提取

植物中有效成分的提取，有溶剂提取法、水蒸气蒸馏法、升华法等。多糖的提取常采用溶剂提取法，利用相似相溶性原理，选择极性大的溶剂提取。为了方便提取分离较为单一的植物多糖，在溶剂提取多糖前需要对一些含脂肪较高的茎、叶、花、果及种子类预处理，选用丙酮、石油醚、乙酸乙酯、乙醇等有机试剂进行脱脂，而对含色素较高的植物，需进行脱色处理，如加活性炭。在溶剂提取的基础上，可根据植物多糖的结构与性质不同，选择适当的辅助条件来提高提取效率，比如加热、改变酸碱度、超声、微波辅助等。

1.1热水提取法

多糖可存在于植物的根、茎、叶、花、果及种子中，大部分多糖不溶于冷水，在热水中呈黏液状，不溶于高浓度的乙醇溶液。目前常用水提醇沉的方法来提取水溶性多糖，如芦荟多糖、白术多糖等［3-4］，此工艺成本低、安全可行，适合工厂大规模生产操作。

1.2碱提取法

依据多糖的分子结构，可采用浓度为0.1 mol/L～1.0 mol/L的NaOH或KOH稀碱溶液提取含有糖醛酸的多糖及酸性多糖，为防止多糖分解，可加入适量硼氢化钠或硼氢化钾。采用碱提取多糖收率高，时间短，减少原料及试剂的损耗。但该提取液黏性大，过滤不方便，还含有其他杂质，如碱溶性蛋白质等，且浓度要求严格，一旦过大就可使多糖分解。

1.3酸提取法

对于含有氨基的多糖，可采用1%乙酸或1%苯酚作为提取溶剂。以酸作为提取剂，对糖苷键具有一定破坏性，降低多糖的收率，且提取温度也不宜过高。该法适用范围窄，针对于特定植物中酸溶性多糖的提取。

1.4酶提取法

酶的加入可使植物的细胞壁在温和的条件下被分解，加快有效成分的浸出速度，有条件温和、温度低、耗能少、对设备要求低等优点。但是，有时也会分解提取液中的淀粉等非目标产物，因此选择合适的酶及条件进行酶解很重要。

1.5超声辅助提取法

利用超声的加速质点运动、空化作用及振动匀化效应，可使有效成分充分浸出，缩短提取时间，且操作温度低，避免因高温而破坏有效物质的结构。

1.6微波辅助提取法

微波辅助提取法是利用微波的选择性加热、高穿透性的特点，加快植物有效成分的浸出，提高多糖的收率。微波法的特殊电加热迅速、均匀，有效成分破坏少，且节能高效。王熊飞等［5］采用条件优化后的微波法提取山楂多糖，结果显示微波提取提高了山楂多糖的提取率，且速度快、操作便捷，但能耗大，不利于工厂生产。

2　药食两用植物多糖的纯化

一般采用水提醇沉的方法获得粗多糖后，根据其分子结构特性选择纯化分离的方法。可根据杂质与多糖的极性不同，采用溶剂萃取法将杂质分离出来；根据分子量的大小，采用合适的透析袋透析或超滤膜超滤，将小分子物质去除；或根据多糖的吸附性，选择合适的色谱柱分离，如铁皮石斛粗多糖经过DEAE-52纤维素柱分离后，得到了4个组分，分别为DO-1、DO-2、DO-3和DO-4，再将DO-1部分经过Sephadex G-200柱纯化，得到DOP纯多糖［6］。其他的纯化方法还有蒸馏法、膜分离法等。

3　药食两用植物多糖的生物活性

多糖是药食两用植物中重要的活性物质之一，近几年，研究表明多糖具有抗氧化、抗肿瘤、增强免疫力等多种功能。通过对多糖的生物活性、药理作用等研究，对有效利用和开发药食两用植物具有重大意义。

3.1抗氧化性

1956年Denham Harman提出衰老自由基学说，使人们意识到衰老与体内自由基的氧化息息相关。近几年，越来越多的学者对植物多糖成分的抗衰老、抗氧化等特性进行了研究，证明了植物多糖对自由基的氧化具有抑制作用。查学强等［7］利用多糖对邻苯三酚氧化产生的超氧阴离子自由基（O2·）的清除作用、Fenton反应检测对羟基自由基（·OH）的清除作用以及对烷基自由基引发的亚油酸氧化体系的抑制作用进行了体外抗氧化性试验，结果表明在一定质量浓度范围内，石斛多糖对自由基的氧化具有明显的抑制作用。孟繁磊等［8］对不同产地、不同采集时间的12批刺五加多糖分别采用铁抗氧化性、邻苯三酚自氧化及DPPH法来测定抗氧化活性，结果表明这12批不同的刺五加多糖都具有良好的抗氧化性，其中在二参厂8月份采集的刺五多糖抗氧化活性最强。张寒娟等［9］通过对小鼠分别喂养剂量的首乌藤多糖，按照试剂盒规定的测定方法测定多糖对小鼠血清和肝组织中的超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）、丙二醛（MDA）测定试剂盒测定多糖的体内抗氧化性。实验结果表明，首乌藤多糖给药大于200 mg/kg剂量时，正常小鼠血清和肝组织中SOD、GSH-Px的活性显著提高，正常小鼠肝组织中的MDA水平明显降低，说明首乌藤多糖具有体内抗氧化作用显著。

3.2抗肿瘤

多糖的分子质量和链构象会影响其抗肿瘤活性，β-（1→3）-D-葡聚糖的三重螺旋构象具有重要的免疫调节和抗肿瘤生物活性［10］。邹翔等［11］采用体外培养法培养细胞，用MTT比色法观察3种芦荟多糖在7个质量浓度下对Hela、K562和A973人体肿瘤细胞的体外直接作用，结果显示随着芦荟多糖质量浓度的增加，对3种肿瘤细胞的抑制作用不断增强。杜小燕等［12］通过建立小鼠移植瘤模型，采用荷瘤小鼠抑瘤率检测不同剂量的绞股蓝多糖对小鼠肉瘤S180的体内抗肿瘤作用，证明绞股蓝多糖可明显抑制移植性动物肿瘤S180的生长，并呈明显的依赖关系。

3.3降低血糖

丁登峰等［13］采用腹腔注射链脲佐菌素建立高血糖大鼠模型，分别按不同剂量的玉竹多糖灌胃给药，研究玉竹多糖对链脲佐菌素（STZ）诱导的糖尿病大鼠的影响，结果显示玉竹多糖对STZ诱导的高血糖大鼠其血糖有显著抑制作用，并呈良好的量效关系。裴凌鹏等［14］采用沙棘果醇和水的提物对复制Ⅱ型糖尿病大鼠模型进行定量和定期给药治疗4周，研究沙棘果对Ⅱ型糖尿病大鼠影响研究，结果表明适当服用沙棘果提取物可降低血糖、提高抗氧化能力。药食两用植物多糖的降血糖作用主要表现在改善糖尿病胰岛细胞形态和功能、增加胰岛素的分泌；对抗自由基，保护胰腺B细胞；抑制肝糖原分解、肌糖原酵解，抑制糖异生等方面。

3.4提高免疫力

多糖对免疫力的作用，主要是增强免疫细胞的功能。杜小燕等［12］采用比色法测定了绞股蓝多糖对巨噬细胞吞噬率和产生细胞因子NO的影响及ELISA法测定了绞股蓝多糖对巨噬细胞产生白细胞介素-1β（IL-1β）和肿瘤坏死因子-α（TNF-α）的影响，结果表明经绞股蓝多糖刺激后，小鼠巨噬细胞对中性红的吞噬功能明显的增强，并能显著刺激巨噬细胞分泌NO、TNF-α和IL-1β。王守山等［15］采用环磷酰胺复制雏鸡免疫抑制模型，通过多项免疫学指标检测，观察芦荟多糖对正常、免疫抑制及新城疫疫苗免疫雏鸡免疫功能的影响。结果表明，芦荟多糖可以增加健康雏鸡的增重，对正常雏鸡血清IFN-γ和血清IL-2具有一定的诱生能力；芦荟多糖对于环磷酰胺引起的雏鸡可以明显增加免疫抑制雏鸡的增重，能促进血清IL-2和IFN-γ的诱生，提高机体的抵抗力。

3.5其他作用

药食两用植物多糖不仅具有抗氧化、抗肿瘤、增强免疫力等功能，经研究发现，还具有保肝、催眠［16］、抗疲劳、抗病毒、抗辐射［17］、促进骨髓DNA合成［18］、血小板凝集［19］等作用。由此可见，多糖众多的生理功能对开发多糖类功能保健食品具有重要意义。

4　应用与展望

近几年，从天然植物中获取生物活性物质来补充人体所需营养的消费趋势，已成为人们日益关注与追逐的潮流。因此，药食两用植物多糖今后的研究方向在于如何结合高新技术进行提取与分离、加工工艺及生产管理等。但是，我国对天然生物活性物质成分及其功能食品的研究与开发尚处于起步阶段，相关管理不够健全，今后应依托“药食同源”饮食文化基础，结合现代营养学、中医药保健与生物科学等多领域的研究理论，运用先进的科学技术，开展各种天然生物活性成分的研究和产品的精深加工，不仅可提高人体对其有效成分的吸收率，还可充分地利用本地资源多的优势来满足市场需求，增加我国药食两用植物资源在国际上的影响力。

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Advances in Research of Polysaccharides in An Edible Medicinal Plant

LI Yu-hong1，DONG Wen-bin1，*，FU Yu1，FAN Cheng2，OUYANG Fan1
（1. School of Food and Biological Engineering，Shaanxi University of Science and Technology，Xi'an 710021，Shaanxi，China；2. Shaanxi Institute of Product Quality Supervision and Inspection，Xi'an 710048，Shaanxi，China）

Abstract：Polysaccharides are a type of natural macromolecular compounds which are composed of monosaccharides and form cell membranes of high plant and animal，and cell walls of microbial. They are obtained by the methods of water extraction，alkali extraction，acid extraction method and so on. Plant polysaccharides possessed some biological activities，such as antitumor，antivirus，antioxidation，antiaging，antidiabetics，and the effective constituent can be used in all sorts of medicines and health products. Therefore，the market prospects of the edible medicinal plant polysaccharides will be very broad.

Key words：polysaccharides；extraction methods；biological activities

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2016.09.052

作者简介：李雨虹（1991—），女（汉），在读硕士研究生，研究方向：食品精深加工。

*通信作者

收稿日期：2015-06-08