植物多糖提取方法研究进展

侯引军

陕西昂盛生物医药科技有限公司 陕西西安 710000

传统的多糖提取工艺有水提醇沉法、内部沸腾法、薄膜浓缩法、酸碱法等，这些方法操作流程复杂，提取率低，生产成本高，且操作周期过长，多糖纯度较低，不仅增加了提取工艺的成本和人力的消耗，而且所得到的多糖品质大大降低。随后一些新型的提取方法如酶提取法、超声提取法、微波辅助提取法、超高压提取法、膜分离技术等，这些方法具有提取条件温和、多糖纯度高和提取率高等优点，逐渐代替了传统方法，为得到高纯度的多糖提供了更加便捷和高效的方法。

1 热水浸提法

一般植物多糖提取多数采用热水浸提法，该法所得多糖提取液可直接或离心除去不溶物，不同的植物在不同的料液比、浸提温度、浸提时间下所得到的多糖提取率不同，说明每种植物存在着不同的最优提取条件。赵焕焕在黄秋葵粗多糖的提取研究中，在90℃条件下，按1 ∶15 的料液比加入蒸馏水提取4 次，每次4h，测得最终多糖提取率为11.231%；贾媛颖等在橄榄粗多糖提取研究中发现料液比1 ∶8，温度100℃，时间3.5h，浸提2 次，多糖提取率可达7.10%；秦培鹏等在猴头菇多糖的提取研究中发现料液比1 ∶15g/mL，浸提温度80℃，浸提时间2h，浸提次数2 次，乙醇沉淀多糖的终浓度为75%，此条件下猴头菌多糖的提取率可达8.87%；顾华杰等在热水浸提灰树花多糖的工艺研究中发现最优提取条件为:浸提温度85℃、浸提时间2.51h、料液比1 ∶25，经验证实验得到多糖得率为24.423%。热水浸提法为多糖提取常用的传统方法之一，有自身的优点，如不需特殊设备，成本低等，其操作简便，适合工业上的大规模使用，但此法提取效率低且费时，往往伴随着其它提取方式进行提取优化，且不同物质需要考虑不同因素进行选择[1]。

2 酶提取技术

近年来，酶提取技术在有效成分的提取中广泛应用。在有效成分的提取过程中，利用酶的专一性和容易受到条件限制等特点，使用特定的酶在严格控制的条件下分解植物组织，加速多糖的释放或提取。此外，使用酶还可分解提取液中淀粉、果胶、纤维素、蛋白质等非目的产物，纯化提取液中的多糖，提高提取率。酶提取技术中常用的酶有蛋白酶、纤维素酶、果胶酶等。酶提取技术是在温水中加入一定量的酶，控制pH 值，浸提一定时间，然后分离出清液，经过滤、浓缩，再用醇沉析出多糖。钱志伟等人采用纤维素酶用于提取马齿苋多糖，为了优化马齿苋多糖的提取工艺，在单因素试验的基础上，用正交试验方法对酶法提取马齿苋多糖的工艺进行了优化，得到最适宜的工艺参数为酶用量2.0%，酶解温度40℃，pH值6.0，酶解时间110min，在此条件下马齿苋多糖的得率为9.7%。酶法对于提取纤维素多糖的工艺比较简洁，能量消耗较少，是提取马齿苋多糖很适宜的一种方法。魏俊青等人采用酶解法对黑豆多糖的提取进行了研究。可成友等人对北五味子多糖采用酶法辅助提取，考察酶法提取的主要因素对提取率的影响，酶法提取与传统水法提取的平均提取率相比较，发现酶法的提取率提高16.79%，说明酶法辅助提取具有广阔的发展前景[2]。

3 超临界CO2 萃取技术

超临界萃取是利用超临界流体有选择性地萃取出极性、沸点及分子量不同的成分。该法无毒、条件温和、选择性强且溶剂可循环利用。赵丛枝等研究了超临界CO2 技术提取无花果多糖的工艺条件，通过建立无花果多糖得率的二次多项数学模型，验证模型有效性等，获最佳工艺参数：温度78.5℃，压力33.4MPa，时间96.2min。此时无花果多糖平均得率达17.31%，与预测值17.36无显著差异。朱俊玲等采用超临界CO2 法对芦荟多糖进行了提取，经过反复试验得出最佳提取工艺参数：添加2.5mL/g 乙醇，在25MPa 压力，35℃提取60min（含30min 动萃取），此时芦荟多糖较之传统方法高出50%，芦荟多糖得率为85.10%。

4 超声波辅助提取

超声波提取就是利用超声波的机械效应、空化效应和热效应来破坏植物细胞壁，加快细胞质中成分的传递，从而提高植物细胞中有效成分的溶出速度。超声波在传播过程中会使液体分子产生振动，不同的液体分子之间由于振动频率不同会产生剪切作用，从而使液体分子之间相互摩擦而分解。同时，液体中的微小气泡在超声波的振动作用下定向扩散，形成空化泡，当空化泡不断胀大并破裂的一瞬间会释放出巨大的能量，形成高温高压的环境，并伴随有一定强度的冲击波和微声流，在植物细胞壁瞬间破裂，细胞内的有效成分被释放出来溶解在溶剂中。此外，超声波的热效应也能加速植物细胞中有效成分的溶解。廖国会等用热水作为提取溶剂，用超声法提取松乳菇多糖，并对超声温度、超声时间、料液比以及超声次数对松乳菇多糖得率的影响进行了单因素试验考察，在最佳工艺条件下松乳菇多糖得率为10.41%。吴琼等比较了热水直接浸提法、超声波辅助热水提取法和超声波协同果胶酶提取法对黑木耳粗多糖提取率的影响，通过正交试验，得到超声波辅助提取黑木耳粗多糖的最佳工艺条件为超声功率400W、超声时间7min、料液比1 ∶80（g/mL）、超声温度90℃、超声时间2h，在此条件下得到黑木耳粗多糖提取率为19.84%，高于相同条件下热水直接提取法（8.32%）和超声辅助热水提取法（16.59%）的多糖得率。超声波提取法作为一种物理辅助提取方法，常常跟其他化学提取方法联用，达到提高多糖得率、缩短提取时间、降低提取温度的目的。但是由于超声提取设备价格昂贵，导致生产成本较高，并且超声时间过长会引起可溶性多糖发生降解[3]。

5 膜分离技术

膜分离技术是一项用于天然产物分离的新兴技术，其原理是利用天然或人工合成的具有选择透过性的薄膜作为分离介质，以外界能量或化学位差作为推动力，阻截干扰成分，对复杂的多组分体系进行分离，得到目标成分。薄膜同时具有提纯和富集的功能。该技术具有提取效率高、设备简单、低耗、无污染、无相变等特点，目前在中草药多糖提取制备中应用较多的是超滤和纳滤技术。杨祖金等人将超滤膜技术应用于提纯灵芝多糖的工艺，采用卷式超滤膜，结果表明膜截留分子量6000D，超滤温度45-50℃，超滤压力0.6MPa，时间45min，达到的提纯率为73.5%。张桂采用微滤和超滤的方法对枸杞多糖提取液进行了处理，结果表明操作压力、操作时间及料液温度对膜通量有很大的影响，由微滤和超滤相结合对枸杞多糖的截留率可达到90.4%，提取效果非常理想。

6 酸、碱提法

（1）酸提法。酸提法在水提醇沉法的基础上发展而来，因在较低的酸度下酸性基团难以溶解，可用盐酸或乙酸溶于含有葡萄糖醛酸等酸性基团的植物多糖中，再加乙醇使其沉淀析出，也可加入铜盐等使其生成沉淀或不溶性络合物析出。采用酸提法时最好使用弱酸，由于在酸性的条件下可能会引起多糖的糖苷键断裂。运用此方法时，还应注意对于酸作用时间的控制，否则会使多糖的提取率降低，达不到预期效果。据统计，酸提法的多糖提取率较低，只有9.54%，并且对多糖提取物进行苯酚-硫酸法处理得到多糖含量仅有20.96%。在现有的研究成果中，酸提法适用于部分多糖的提取，也能够获得较高的多糖提取率，对于部分植物多糖的提取而言，该方法具有一定的优势，但是目前关于此方面的研究还需要进一步深入。同时，不管对于何种植物多糖采用酸提法提取，都要对酸度和酸作用时间进行严格控制，否则会引起多糖的糖苷键断裂，影响多糖的提取率。

（2）碱提法。碱提法是运用弱碱性的溶剂对含有糖醛酸的植物多糖提取的一种方法。采用碱提法对大枣渣多糖提取，与热水浸提法相比效率大大提高。碱提法对多糖提取率主要受碱浓度、提取温度、碱提时间等因素的影响。赵晨淏等人以龙眼为原料，利用水提法、酶提法、碱提法、酸提法、超声法等5 种方法来提取龙眼多糖，研究不同提取方法下龙眼多糖的提取率。试验结果表明，5 种提取方法中，酶提法得率最高，达到6.78%，是水提法的2.13 倍；酸提法和碱提法得率最低，为1.84%。酶提法得到的龙眼多糖抗氧化性最好，超声法所得多糖的活性次之，而碱提法得到的龙眼多糖抗氧化性最差。同时，在碱提法中，碱提温度和碱提时间都要严格控制，如果碱提时间大于2h，碱提温度大于80℃，多糖的结构便会遭到破坏。碱提法和酸提法类似，对于此法的使用因多糖的种类不同而异，浓度、碱提温度和碱提时间的控制也应得当[4]。

7 结语

综上所述，我国的植物资源丰富，且在植物多糖的提取和生物活性研究方面积累了丰富的经验，为多糖的开发利用、提取产业化提供了良好的发展空间。随着对多糖生物活性研究的不断深入，越来越多的潜在功效将被发现，多糖的提取与纯化是各项研究的基础，在提取的过程中，不同的工艺流程对植物多糖的结构、组成和生理活性等存在不同的影响，需要在不断优化发展的过程中完善植物多糖的提取方法。微波提取法属于新型的提取技术，与传统的提取方法相比具有快速节能、提取率高的优点，是植物多糖提取技术研究的方向。