牛膝多糖研究进展

符德学 李存红

（1.河南省四大怀药有效成分提取及产品研发院士工作站，河南 焦作 454003；2.焦作大学化工与环境工程学院，河南 焦作 454003）

牛膝(Achyranthes bidentata BI.)为觅科植物牛膝的干燥根,又名百倍、牛茎等，被《中华人民共和国药典》（2015版）收载为常用中药，具有逐瘀通经、补肝肾、强筋骨、利尿通淋、引血下行的功效[1]。河南焦作的武陟、温县、沁阳种植的牛膝称为怀牛膝，是闻名中外的“四大怀药”之一。民间很早就把牛膝作为药用，而多糖是其主要活性成分之一，为了进一步开发和利用怀牛膝资源，本文对牛膝多糖的研究进行综述。

1.牛膝多糖的提取工艺

牛膝多糖的提取工艺与一般植物多糖的提取工艺基本相同，即清洗—烘干—粉碎水提浓缩—粗品，若要纯化分离粗品牛膝多糖，还要再进行后续处理，如除蛋白，色谱或膜分离等。

为了提高得率，可在水提环节辅助超声、微波、酶解等工艺，或利用亚临界水进行提取。魏涛等[2]研究了超声波提取怀牛膝多糖的适宜工艺条件，得出当料液比(g/mL)1:30、超声波功率1000W时，在提取温度60℃ 、提取时间60min的工艺条件下，粗多糖得率为6.1% 。郭婕等[3]对怀牛膝多糖的微波提取工艺进行了研究，结果表明：当料液比为1:20(g/mL)时，选取浸取温度70℃、微波功率600W、微波处理时间4min的条件下，怀牛膝多糖的提取率为12.37%。

易军鹏等[4]先用蒸汽爆破技术预处理怀牛膝，然后再用热回流提取多糖，经实验验证，如此可显著提高牛膝多糖的提取率，经预处理的得率约为未处理的2倍。

谷旭晗等[5]采用纤维素酶提取川牛膝多糖，以得率为评价指标，对药材粒径、酶的用量、酶解温度、酶解时间、溶剂pH、液固比和提取时间等因素进行了考察，在药材粒径550~830μm、酶用量4mg /g、酶解温度50℃ 、酶解时间90min、溶剂pH5.0、液固比60(mL/g) 和提取时间30min的最佳工艺条件下，川牛膝多糖得率为71.70% 。叶秀娟等[6]对复合酶法提取川牛膝多糖工艺进行研究，得出最佳的提取方案是料液比为1:20(g/mL)、复合酶( 纤维素酶:果胶酶:蛋白酶=1:1:1）用量为0.7%、pH 值为6.0、温度为45℃。在此条件下，多糖得率52.75%。

粗牛膝多糖的纯化目的是得到性质单一、分子量分布相对集中的均一糖，可用于研究其结构及生物活性。由于粗多糖中常混有蛋白质，不利于纯化，所以，要先去除蛋白质。通常采用三氯乙酸法除蛋白质，该法不仅可以有效去除蛋白质，也可减少多糖的损失，另外，还能去除表观色素[7]。

在多糖分离纯化过程中，阴离子交换柱层析和凝胶柱层析是最常用的两种方法，若将两者联合使用效果更好。刘颖华等[8]采用水提醇沉法提取川牛膝多糖粗品CPC，经685弱碱阴离子交换柱层析和Bio-GelP2凝胶柱层析纯化，得到川牛膝多糖RCP，并证明其为均一组分。张少杰[9]将提取得到的粗怀牛膝多糖经DEAE-Cellulose52离子交换色谱柱和Sephacryl S-100凝胶色谱柱纯化后，得到怀牛膝多糖ABPB，利用高效液相凝胶渗透色谱（HPGPC）鉴定其为均一多糖。

2.牛膝多糖的分析鉴定

测定多糖含量有很多种方法，如苯酚-硫酸法、分光光度法等。苯酚-硫酸法测定多糖含量的原理是多糖在浓硫酸的作用下水解成单糖，并迅速脱水成糠醛衍生物, 此糠醛衍生物与苯酚缩合生成有色化合物[10], 再通过比色可计算出多糖含量。杨蝉等[11]采用硫酸-苯酚法显色后用分光光度计测定吸收度，测定波长491nm。结果表明:牛膝中多糖浓度在2.028~6.084 μg/mL范围内呈现良好的线性关系，平均回收率为99.75%, RSD为2.18%。此法简便、准确、重复性好。

高效凝胶渗透色谱是多糖纯度验证应用最广泛、最为权威的一种方法。王昌盛[12]采用高效凝胶渗透色谱验证分离纯化后的怀牛膝多糖是否具有均一性，结果显示其为单一对称峰，表明为均一多糖。紫外扫描结果表明，分离纯化后的各均一多糖都不含有核酸和蛋白质，分子量都在10000Da以下，表明怀牛膝多糖均为小分子多糖或寡糖。

3.牛膝多糖的活性研究

牛膝多糖具有增强人体免疫功能的作用，还具有活血、抗氧化、抗骨质疏松和降血糖的作用，并且容易被机体吸收且无毒副作用。

骨关节炎是一种慢性退行性疾病，其最典型的病理特征是软骨退变。马玉环等[13]利用牛膝多糖（ABPS）干预大鼠软骨细胞发现，ABPS促进了软骨细胞Ⅱ型胶原及蛋白聚糖的表达，认为ABPS可以通过促进软骨细胞外基质分泌来抑制软骨退变。王昌盛[12]以骨密度和骨生物力学等参数为指标，研究了怀牛膝多糖对大鼠体内抗骨质疏松活性的影响，结果显示，怀牛膝多糖具有良好的抗骨质疏松作用，但各部位活性存在差异。郎小琴等[14]研究发现，牛膝多糖能够改善老年骨质疏松大鼠的骨代谢，提高其骨密度和骨抗压能力。

李俊丽等[15]探讨了川产道地中药材川牛膝多糖(RCPs)对衰老小鼠模型的体内抗氧化作用。结果表明：川牛膝多糖具有和VC相当甚至更强的体内抗氧化活性，可作为一种优良的天然抗氧化剂来源。

陈元娜等[16]研究了川牛膝多糖对小鼠免疫功能的影响，结果表明：川牛膝多糖能提高免疫器官指数，促进细胞免疫、体液免疫及非特异性免疫功能。杨兵等[17]的研究表明：牛膝多糖能够显著改善断奶仔猪氧化应激反应及免疫力，改善仔猪健康状态，可作为绿色、多功能的天然促生长剂。

毛平等[18]通过研究发现，怀牛膝多糖能延长小鼠凝血时间，认为其活血功效可能与多糖的抗凝血作用有关。

李海泉[19]采用ALX.Adr建立糖尿病模型，研究了牛膝多糖对不同高血糖模型小鼠的血糖影响情况，结果显示牛膝多糖降糖作用明显。

崔培等[20]的研究表明：在血鹦鹉高脂饲料中添加牛膝多糖可以改善并增强肝脏的抗氧化能力，提高溶菌酶活力，并且具有一定的降血糖作用。

4.展望

牛膝多糖是一种水溶性的生物活性多糖，可在保健和医药领域有很好的发展前景，如何更好地发挥其功效，笔者认为可从以下几方面考虑：一是如何使用联用技术或新技术如亚临界水提取、膜技术等使分离纯化得率更高；二是如何从分子水平上研究其构效关系，对其进行结构修饰以获得更高或新的生物活性；三是研究如何与其他活性物质配伍，使其发挥更大的效用。