蒲公英多糖的研究进展

刘炜熹，陈帅，刘磊，李思佳，孙卫东

（广西大学轻工与食品工程学院，广西南宁530004）

蒲公英，又名为婆婆丁，为菊科蒲公英属多年生草本植物，广泛生于中、低海拔地区，资源丰富[1]。蒲公英营养价值丰富，同时具有重要的药理价值，能够清热解毒，抗菌、消炎、提高机体免疫，于2015年被国家卫生计生委列入药食同源名单[2]。

植物多糖，是自然界中广泛存在的一类生物大分子物质，具有抗病毒、抗辐射、抗氧化和提高机体免疫力等生物活性。蒲公英多糖是蒲公英的主要功效成分之一，是蒲公英中的提取物，蒲公英叶、根和花中均含有多糖，有研究者使用苯酚-硫酸法，测得蒲公英根中多糖含量最高，含量为42.75%，花和叶中蒲公英多糖含量分别为11.21%和9.63%[3]。蒲公英多糖由D-鼠李糖、D-半乳糖、葡萄糖、D-木糖及D-阿拉伯糖组成[4]。近年来研究表明，蒲公英多糖在抗肿瘤、抗氧化、抗菌及提高机体免疫等具有显著功效，因此蒲公英多糖具有较大的研究及开发价值。近年来关于蒲公英多糖的研究主要集中于提取工艺，对其进一步分离纯化、生理活性机理研究及相关应用方面的研究有所不足，相关综述文章鲜有发表。本文综述了近年来蒲公英多糖的提取工艺、纯化方法、生理活性及其应用的研究，以期望能为蒲公英多糖更进一步研究提供参考。

1 蒲公英多糖的提取

考虑到如何从蒲公英中更为高效地提取出蒲公英多糖，方法的优化及新方法的开发成为蒲公英多糖研究中重要的一部分。常见的蒲公英多糖提取方法主要有热水浸提法、酶法提取法、超声波辅助提取法及微波辅助提取法等。

1.1 热水浸提法

热水浸提法是植物多糖中最为常用的提取方法[5]，因植物多糖易溶于水，难溶于醇类物质，且采用热水浸提法经济安全，因此在植物多糖提取中得到广泛应用。张静等以干燥粉碎的蒲公英根为原料，经过50℃石油醚脱脂及80%乙醇回流脱去脂质及低聚糖，再以料液比1∶40（g/mL），使用80℃热水提取3 h，重复提取2次，最终获得蒲公英多糖得率为8.945%[6]。然而，作为传统的多糖提取方法，在使用热水浸提前，需要使用其它溶剂对杂质进行脱去，常导致溶剂使用量大，浸提时间长，且高温容易导致蒲公英多糖有效成分损失。该方法往往缺乏最优关键参考指标，如提取时间、温度等，在使用前常需要对提取工艺进行优化，较为不便[7-8]。

1.2 酶法提取

酶提取法是近年来广泛应用于多糖提取的一项生物技术，主要利用酶的专一性，催化分解植物细胞的细胞壁等组织结构，使得细胞壁分解，加速多糖的释放。由于细胞壁的结构中以纤维素和果胶为主，所以常用提取多糖的酶主要包含了纤维素酶、木瓜蛋白酶等。目前提取蒲公英多糖的酶提取方法以单酶法较为常见，徐澜等[4]通过使用木瓜蛋白酶提取蒲公英多糖，最终多糖得率3.11%[9]。Wang H B[10]通过纤维素酶辅助提取蒲公英多糖，得到蒲公英多糖得率为20.67%。除单酶法提取外，刘珊珊等[11]采用双酶法提取蒲公英根多糖，分别加入纤维素酶及木瓜蛋白酶进行提取，发现双酶法明显优于单酶法，其蒲公英根多糖提取得率达到了32.97%。有研究表明，复合酶法可高效的提取植物多糖[12]，蒋德旗等[13]采用复合酶法提取金樱子根多糖，最终多糖得率达141.59 mg/g。然而，复合酶法尚未见于蒲公英多糖的提取。酶法提取蒲公英多糖提取条件温和，易于保留多糖的功效成分，同时其专一性提高了提取效率，节约了提取时间，降低能耗，但目前就酶法用于蒲公英多糖提取的研究不多，双酶及复合酶提取蒲公英多糖的更为鲜见，更为高效的提取复合酶仍有待研制。

1.3 超声波辅助提取法

超声波提取法是一种物理辅助提取法，利用超声波产生的空化效应、机械效应及热效应来破坏植物细胞壁与细胞膜，从而加速植物中有效成分的释放[14]。常配合其他提取方法一起使用。潘婷等[15]采用超声波辅助法从蒲公英中提取多糖，在以料液比1∶40（g/mL），温度60℃的条件下提取39 min，得到蒲公英叶部、根部以及总多糖得率为19.52%、22.82%、23.82%。黄丹[16]使用超声波辅助提取法从蒲公英中提取多糖，多糖得率达9.85 mg/g。Wang等[17]通过采用超声辅助酶法提取蒲公英叶多糖，其蒲公英多糖得率为14.05%。相较于传统的多糖提取方法，超声波辅助提取法省时、节能且提取效率高，但其设备价格昂贵，以及因设备限制，未出现较大规模的多糖提取[18]，且过长时间的超声处理时间过长容易导致可溶性多糖发生降解，对超声时间控制的关键点有待进一步研究[19]。

1.4 微波辅助提取法

微波是一种强穿透性高频电磁波，其频率在300 MHz～300 GHz之间。在提取蒲公英多糖的过程中，微波可以使蒲公英细胞内极值物质温度及压力迅速增加，从而使得细胞壁穿孔，细胞发生破裂，细胞多糖溶出。郭希娟等[20]在关于研究微波法提取蒲公英多糖研究中，通过响应面法，得到最佳提取方案：料液比1 ∶17（g/mL），乙醇浓度 64%，提取 15 min，最终蒲公英多糖提取率达到74.34%。微波处理蒲公英加热效果好，提取效率高，加热时间短，对有效成分保留效果好，但微波处理容易发生泄漏，具有一定的危险性，故设备要求较高；且由于微波提取的应用范围暂停留于实验室的多糖提取，现仍未能工业化应用。

蒲公英多糖的各种提取方法各有优劣，热水浸提法操作简单，适合大规模工业化生产，但提取时间长，效率低，且温度高，容易导致多糖功能性成分降低；超声和微波辅助可高效提取蒲公英多糖，但仪器设备成本高，要求高，安全性较差，难以大规模生产；酶法可温和高效的提取蒲公英多糖，但提取工艺条件要求苛刻，温度和pH值要求严格。

2 蒲公英多糖的分离提纯

蒲公英多糖经过初步提取后得到一般是含有蛋白质及色素等杂质的粗多糖，仍需要进行进一步的分离纯化。常见的脱蛋白方法有Savag法、三氯乙酸（trichloroacetic acid，TCA）法、酶法等，而多糖的脱色方法以离子交换法、氧化法、金属络合物法和吸附法[21]较为常见。

2.1 蒲公英多糖蛋白质脱除方法

目前蒲公英多糖脱蛋白工艺中，主要采用三氯乙酸法进行蛋白质脱除。肖潮勇等[22]采用了三氯乙酸法脱蛋白，以12倍量的热水回流提取1 kg的蒲公英样品，重复提取两次，每次提取3 h，经过浓缩后采用三氯乙酸法脱去蛋白质，最终得到210 g蒲公英多糖，质量分数为31.9%。高金波等[4]在蒲公英多糖的分离及纯化研究中曾采用Savag法脱蛋白。张静等[6]使用蒲公英根提取多糖时采用木瓜蛋白酶去除蛋白质，最终获得蒲公英根多糖得率为8.95%。目前，有关蒲公英多糖进行脱蛋白的研究较少，已有的蒲公英多糖提取的研究均采用常见的几种方法，缺乏创新，亟需研究者对已有的工艺进行优化和创新。

2.2 蒲公英多糖脱色方法

有关蒲公英多糖提取工艺中，采用大孔吸附树脂脱色的方法较为常见[23-24]。而陈静等[25]采用壳聚糖和过氧化氢两种脱色方法对蒲公英多糖的脱色效果进行研究，研究表明，使用25%的过氧化氢在pH 9.0，温度60℃下脱色3 h，过氧化氢脱色法效果最佳，而壳聚糖脱色最佳工艺为5%的壳聚糖用量在pH 5.1，温度为25℃条件下进行脱色，其中过氧化氢脱色率为80.93%，多糖含量达到82.49%，壳聚糖多糖含量达到64.67%，脱色率为78.60%，两者均能有效的脱去蒲公英多糖中的色素。近年来有关蒲公英多糖脱色方法的研究较少，方法单一，往后的研究可以借助其它多糖的脱色方法的新思路、新途径，从而达到更为高效提取蒲公英多糖的作用。

3 蒲公英多糖的生理活性

3.1 抗菌

蒲公英多糖具有广谱抗菌作用。吴杰[26]使用丹东蒲公英多糖后进行抑菌试验，研究表明蒲公英多糖对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌及枯草芽孢杆菌抑制效果显著，且抑菌能力随多糖浓度增加而增强。宋晓勇等[27]使用蒲公英多糖进行抑菌试验中发现，蒲公英多糖对各种细菌抑菌效果明显，其抑菌效果强弱顺序分别为大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、沙门氏菌及链球菌。杨晓杰等[28]使用亚洲蒲公英花中提取多糖，发现蒲公英多糖不仅对细菌有强抑制作用，而且对真菌也起到一定的抑制作用，其中提取出的多糖组分DPⅠa’抑菌活性最高。Lin等[29]通过对蒲公英水溶性抗菌多糖（polysaccharide from dandelions，PD）化学修饰后得到其羧甲基化衍生物（carboxymethylated derivative，CPD），分别将10 mg/mL PD和CPD加入单核增生李斯特菌中发现，菌群分别减少了1.96 log CFU/mL和3.29 log CFU/mL；并将PD和CPD结合到聚氧化乙烯（polyethylene oxide，PEO）纳米纤维基体中，得到PD/PEO和CPD/PEO纳米纤维，发现新制备的两种物质对单核增生李斯特菌均有良好的抑菌效果，而CPD/PEO纳米纤维比PD/PEO纳米纤维具有更好的抑菌活性。He等[30]研究表明，多糖抗菌是通过破坏细菌的细胞壁和细胞膜，进入细胞内，导致蛋白质和细菌DNA分解，细胞内容物析出，从而导致细菌的死亡。

3.2 抗炎

炎症是机体局部损伤组织对于外界刺激的一种防御反应，是一种常见且普遍存在的疾病[31]。近年来研究发现，蒲公英多糖具有较好的抗炎作用。肖潮勇[22]研究表明，蒲公英总多糖可降低RAW264.7细胞中炎症因子mRN的表达，从而达到抑制炎症的作用。在金佳佳等[32]研究中，蒲公英多糖穴位离子导入可以有效抑制患有急性乳腺炎大鼠的促炎细胞因子的产生以及表达，从而起到抗炎效果。

3.3 抗癌

蒲公英多糖是蒲公英中主要的抗癌物质之一。有关多糖的抗癌研究中，多糖可能通过提高机体的免疫性能从而达到提高机体抗癌能力的作用[33]，也可能因非免疫活性直接作用于癌细胞起到抗肿瘤的作用[34]。就目前的研究表明，蒲公英多糖是通过非免疫活性起到抗癌效果。1981年日本学者从蒲公英水提物中获得一种可以通过调节宿主细胞反应而达到抗肿瘤的作用多糖（Tof-c Fr）[35]。杨晓杰等[36]研究表明，蒲公英多糖可抑制肝癌细胞Bel-7402，且随着蒲公英多糖浓度增加，肝癌细胞抑制效果增强。牛虎[37]研究蒲公英多糖对乳腺癌细胞增值和凋亡的影响中发现，蒲公英多糖可以促进P53和Bax蛋白的表达，抑制Bcl-2蛋白质的表达来诱导乳腺癌细胞凋亡，进而抑制其增殖，从而达到体内抗乳腺癌的作用。

3.4 提高免疫力

植物多糖主要通过结合免疫细胞表面多种受体，从而激活不同受体下端的信号通道进而调控细胞因子的表达来达到免疫调节的目的[38]。近年来不少关于蒲公英多糖对动物免疫作用的研究表明，蒲公英多糖可显著提高动物的免疫水平。高慧婕等[39]将已注射环磷酰胺（cyclophosphamide，CTX）进行免疫抑制的小鼠灌喂8 d蒲公英多糖（80 mg/kg），之后测得小鼠的胸腺指数、吞噬指数、淋巴细胞转化率、脾指数、血清溶血素OD值和血清TNF-a的OD值均发生显著提高，结果表明蒲公英多糖可显著改善经免疫抑制小鼠的免疫功能，且对细胞因子TNF-a的表达水平具有增强作用。马红梅等[40]研究得出，藏蒲公英多糖及其多糖纳米乳剂均可提高小鼠免疫水平，其中藏蒲公英多糖及其多糖纳米乳剂是通过提高小鼠外周血淋巴细胞亚群CD4+、CD8+水平，降低T淋巴细胞亚群CD4+、CD8+比值，从而达到提高小鼠免疫的效果，其中，蒲公英多糖纳米乳剂达到的效果更为明显。陈巨清等[41]研究结果中显示，蒲公英多糖可以显著促进免疫器官生长和发育，促进机体产生特异性免疫，极大提高雏鸡的细胞免疫水平，增强雏鸡腹腔巨噬细胞吞噬功能，可调节环磷酰胺的免疫抑制作用。从上述研究中可以看出，蒲公英多糖可以起到促进免疫器官生长及发育功能，增强巨噬细胞分泌的细胞因子TNF-a的表达水平，促进淋巴亚群的增殖，改善淋巴亚群结构等，从而达到提高免疫能力的作用。

3.5 降血糖

糖尿病是因由胰岛素分泌缺失或其生物作用受损，或二者兼具所导致的一组高糖为特征的疾病，而蒲公英多糖具有降低血糖的作用。侯丽然等[23]通过使用蒲公英多糖对四氧嘧啶糖尿病小鼠降糖实验中发现，蒲公英多糖对四氧嘧啶糖尿病小鼠具有明显的降糖作用。宋晓勇等[42]测定蒲公英多糖对正常小鼠和四氧嘧啶糖尿病小鼠血糖值及抗氧化指标，得出蒲公英多糖对正常小鼠的两项指标并无影响，但可显著提高超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）和谷胱甘肽过氧化物酶（glutathione peroxidase，GSH-Px）含量，降低四氧嘧啶糖尿病小鼠的丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量同时抑制α-葡萄糖苷酶活性，结果表明，蒲公英多糖有很好的抗氧化活性，同时具有显著降低血糖的作用，并认为蒲公英降血糖的机制之一来自于其抗氧化作用。Wu等[43]和肖瑞希等[44]认为，胰岛β细胞对活性氧（reactive oxygen species，ROS）和活性氮（reactive nitrogen species，RNS）等自由基物质很敏感，一旦细胞内活性氧（ROS）和活性氮（RNS）等自由基在体内过量，就会损伤胰岛β细胞结构，从而导致胰岛细胞功能受损，进而引起胰岛素分泌不足，此机理也印证了宋晓勇的研究。赵秀[45]研究蒲公英多糖对糖尿病小鼠模型的影响得出蒲公英多糖确有降血糖作用，结果与宋晓勇研究结果一致，但其认为蒲公英多糖对蛋白酪氨酸磷酸酶1B和α-葡萄糖苷酶活性的抑制是蒲公英多糖抗糖尿病的机制之一。目前多糖降血糖作用的研究有很多，但蒲公英多糖降血糖作用及机理的研究较为鲜见，从上述研究中可以看出，蒲公英多糖确有降低患糖尿病动物血糖的功能，但起到降血糖作用的机理仍不明确，有待研究者进一步的研究。

3.6 抗氧化

3.6.1 清除自由基

在生物体内，过高浓度的自由基可引起机体衰老、癌症及其他疾病的产生，而抗氧化是消除自由基带来危害的重要方法之一。蒲公英多糖具有良好的抗氧化活性。葛明明等[24]通过分光光度法及高效液相色谱（high performance liquid chromatography，HPLC）法对蒲公英根多糖抗氧化活性研究中发现，蒲公英根多糖对·OH、O2-·及DPPH·3种自由基的清除效果明显。黄丹等[46]采用水提超声法提取蒲公英多糖，在通过紫外分光光度法测定蒲公英多糖抗氧化活性，发现当浓度为1.4 mg/mL的蒲公英多糖，DPPH自由基清除率达到89.33%。杨晓杰等[28]利用热水浸提法从亚洲蒲公英花中提取出蒲公英多糖，并进一步提取去多糖组分，得出抗·OH和O2-·氧化能力最强的多糖组分DPⅠb’，其·OH和O2-·的IC50值分别为1.81mg/mL和19.65mg/mL，同时认为，多糖的纯化对抗氧化活性的发挥更为有利，且随浓度的升高抗氧化活性越强。虽然目前已有较多关于蒲公英多糖抗氧化研究的文章，但对其机理研究尚未见报道，不过其它植物多糖已有较多抗氧化机理方面的研究，孟祥云等[47]总结了各种具有显著抗氧化作用的中药多糖，发现多糖主要通过Nrf2/ARE通路来调节编码下游的抗氧化酶基因表达，从而利用这些抗氧化酶对自由基链式反应起到阻断作用，达到减少自由基产生；或通过抑制iNOS mRNA表达，使得NO生成减少，达到显著增强抗氧化能力的作用。

3.6.2 保肝

近年来研究表明，蒲公英多糖对受损的肝脏的有显著的保护作用。Chung Mu Park等[48]研究蒲公英多糖对四氯化碳造成肝损伤的大鼠的影响中发现，蒲公英多糖可显著降低谷草转氨酶（aspartate aminotransferase，AST） 和谷丙转氨酶（alanine aminotransferase，ALT）活性，同时起到清除自由基的作用，通过调节炎症反应，减轻氧化应激对肝脏的作用从而达到保护肝脏的效果。李春兰等[49]研究蒲公英多糖对肝损伤小鼠保护的作用中发现，蒲公英多糖可显著降低ALT和AST含量，此结果与Park等[48]研究结果一致，并得出蒲公英多糖可提升SOD活性及降低MDA含量，表明蒲公英多糖对因四氯化碳造成肝损伤的小鼠保护机制源于蒲公英多糖的抗氧化作用。Cai等[50]从蒲公英根多糖（polysaccharides from dandelion root，DRP）中分离出两种多糖DRP1和DRP2，并评估DRP1和DRP2对乙酰氨基酚（acetaminophen，APAP）诱导肝损伤的小鼠模型的治疗潜力，发现DRP1和DRP2可减轻APAP诱导小鼠肝组织的组织病理学变化，减轻肝损伤，提高肝GSH、GPX、T-SOD、CAT水平，并最终得出DRP1和DRP2通过激活Nrf2-Keap1途径保护肝脏免受APAP诱导的肝损伤。从上述研究中可以看出，蒲公英多糖保肝作用可能源于多糖的抗氧化作用。

4 蒲公英多糖的应用及前景

蒲公英作为药食同源的食品，营养价值丰富，药理作用突出，目前已有较多含蒲公英的食品，如蒲公英饼干[51]、蒲公英茶[52]、蒲公英酸奶[53]等。当前市面上出现的蒲公英多糖多为粉末状产品，成褐色，多为占比30%、50%的粗多糖。然而目前关于蒲公英多糖的应用报道较少，但其在食品、饲料、医药等方面的应用具有较好的前景。

4.1 食品应用

4.1.1 食品添加剂

蒲公英多糖可用于制备食品防腐剂，应用于食品保鲜。由于蒲公英多糖是一种广谱抗菌剂，对细菌及真菌均有明显的抑菌效果，目前已有关于蒲公英多糖应用于食品防腐剂的研究。如Wang[54]在研究蒲公英多糖对冷藏中的凡纳对虾品质影响中，将未经处理与浸泡于蒲公英多糖的凡纳对虾进行对比，发现蒲公英多糖可明显延缓凡纳对虾的细菌增长和pH值的上升，经蒲公英多糖处理的凡纳对虾可延长10 d的保质期。此外，蒲公英多糖具有较强的抗氧化性，对·OH、O2-·及DPPH·3种自由基具有明显的清除作用，且天然、绿色、无毒，因此，蒲公英多糖在食品抗氧化剂应用上具有一定的前景。

4.1.2 功能性食品

目前已有研究者制备出蒲公英多糖的功能性饮料[6]，但尚未见更多关于蒲公英多糖制备功能性食品的应用。蒲公英多糖用于制备功能性食品具有一定的应用前景，主要因其以下几个方面的生理性能：（1）蒲公英多糖具有良好的降血糖作用，能够缓解糖尿病患者血糖过高的病症；（2）蒲公英多糖还具有良好抗氧化作用，可清楚人体内的自由基，延缓衰老，可用于制备具有抗衰老作用的功能性食品；（3）蒲公英多糖还具有提高机体免疫力的作用，通过服用具有蒲公英多糖的功能食品，可有效的提高机体的免疫能力，从而改善机体的健康状况。

4.2 饲料应用

由于蒲公英多糖具有抗菌、抗炎、抗肿瘤及提高免疫力等生理活性的能力，可用于动物饲料中的应用。目前，蒲公英多糖应用于动物饲料的报道较多。王坤等[55]将1.5%和2.5%的蒲公英多糖分别加入3个月刚断奶羔羊的饲料中进行喂养，发现蒲公英多样糖可显著提高羔羊的日增质量，其中2.5%的蒲公英多糖的添加量增重效果更好。杨锐等[56]在3月龄生长肉兔饲料中添加蒲公英多糖，结果发现，蒲公英多糖可显著提高生长肉兔的生长性能。可见，在饲料中添加蒲公英多糖对动物的生长发育具有促进作用，蒲公英多糖通过提高动物机体免疫力从而达到改善机体对饲料中淀粉的吸收，因此提高了动物的同化代谢速率，进而提高其生长性能[56]。

4.3 医药应用

目前已有相关医药研究及发明专利中有应用到蒲公英多糖，如张兴华等研制出加油蒲公英多糖的复方中药微乳制剂[57]；楼良水[58]研制出含蒲公英多糖的虫草复合真菌多糖片具有修复细胞、抗癌、抗基因突变的功效；而王艳萍等[59]研制出蒲公英多糖含量6.71 mg/mL的蒲公英口服液。然而，蒲公英多糖在医药领域的研究仍然较少。蒲公英多糖具有良好的降血糖、抗癌及护肝的功效，可用于制备相关方面的药物。由于其天然、绿色，无毒副作用，在未来可给相关患者带来福音，药物可制成胶囊、片剂及口服液等形式[60]。

5 讨论与建议

目前，关于蒲公英多糖的应用研究较少，但关于蒲公英的应用研究较为常见。如刘珊珊等[61]以蒲公英根酶解液为原料，制作蒲公英根类咖啡饮料，最终得到成品品质优良，兼具黑咖啡和原味咖啡的部分风味，且具有蒲公英根特有风味。蒲公英多糖具有良好的生理活性，在食品、饲料及药品等方面具有较好的应用前景。蒲公英多糖目前的提取主要在传统的热水提取的前提下，辅以超声、微波及酶法提取等技术，从而达到较好的提取效果，但这些提取方法存在着一定的局限性，仍需进一步的优化改进以及引进更为先进的提取技术。在有关于蒲公英多糖分离纯化方面的研究较少，多采用多糖传统的蛋白质分离及脱色的方法，方法单一，分离效果差，相关技术发展缓慢，有待广大研究者深入研究。此外，对于提纯后的蒲公英多糖的单糖组成及整体结构仍不明确。而蒲公英多糖的生理活性目前虽已有大量研究，但各种生理活性的机理仍不明确，如蒲公英多糖的降血糖、抗肿瘤、提高免疫力等相关机理，仍需科研工作者的进一步探索。