超声波结合酶法提取仙人掌多糖药理作用研究

黎巧铟 陈 文 王湘君 苏利兴 翟喆文 韩宗鑫 王艳扉

①海南热带海洋学院理学院 ②海南热带海洋学院水产与生命学院

经查阅国内外大量相关文献可知，仙人掌含有丰富有机物，有着降胆固醇、行气活血、排毒、抗衰老等作用。目前，从天然植物提取抗病癌有效成分已经成为当代研究的热点。其中，仙人掌多糖化合物具有抗炎、抗氧化等作用，在医学领域具有广泛应用。仙人掌的多糖依据其物理化学性质有不同的提取方法，实验拟用超声波结合酶法提取仙人掌多糖，该法在提取工艺参数上有良好的优点，本文以仙人掌多糖的提取工艺及其药理机制展开综述，为后续研究仙人掌多糖及开发提供参考。

1 前言

仙人掌，又名仙巴掌，火掌，属仙人掌科，原产于北美洲南部的墨西哥及美国东海岸及东南部沿海地区以及我国四川，海南等地，生长习性喜干旱，干燥，个别土地肥沃地区略有种植。目前世界上已知的品种达2000以上，因其含有降血糖血脂抗癌等功效被应用于医疗上以及列为中药材治愈疾病。仙人掌的药用最早记载于清代，具有祛湿利热，抗炎等作用[1-2]其中的生物碱已成为医学麻醉神经系统研究的重要原料[3]提取工艺，而仙人掌多糖是是从仙人掌茎中提取的水溶性混合多糖多数为白色固体粉末，作用效果广泛，不仅体现在食疗和美容更是体现在药用方面。

2 研究状况及提取工艺

仙人掌多糖的提取法有浸提法、热水浸法、分光光度法以及单因素实验法等。刘荣利[4]采用单因素实验法并采取最佳提取条件对仙人掌干粉进行粗多糖的提取，得出提取仙人掌多糖的最佳液料比为和提取时间以及最适温度；朱小亚[5]通过对热水浸提取工艺多种方法的优化，得出茎龄大于5个月的仙人掌的多糖含量反而少，于此则相反；黄丽娜[6]等人对仙人掌花中多糖的提取工艺展开对比,利用酶的特性和PEF结合，较大程度上保留多糖的活性以及除杂效果良好，在此基础上进行响应面法，优化工艺参数；虞旦[7]等人对热水浸法进行优化工艺后,对新鲜仙人掌多糖的提取率达（0.1142±0.0273）%，同时，提取率的高低受提取率基数的影响,且仙人掌多糖ODP对自由基能起到良好的清除效果，其清除力度效果和提取液呈剂量相关性；刘平平[8]等采用乳酸菌与酵母菌发酵提取法，在通过单因素液料比、时间、pH这三个多次对比得出，真菌发酵的工艺下，多糖产率比细菌的产率还要高；李莉梅[9]等人以水提取法并在此基础上利用响应面分析法优化工艺，实验结果表明，料液比是影响多糖得率的主要影响因素，其次是温度，ODPS得率和其抗氧化性两者都受温度影响，由此得出对提取温度的调控和最佳料液比的掌握可以获得较高的的糖率和活性。

3 仙人掌多糖药理机制

多糖药物在医学上有着重要的抗癌作用，同时也具有降血糖降血脂[10]的 功效，高南南[11]等人通过对照实验，再取不同血糖浓度的小鼠进行模型对照10天后，实验结果表明仙人掌对由特异性的病毒细胞引起的糖尿病小鼠的血糖有较明显的药效机制，起到降低缓解作用。张叶[12]等人以食用菌粗多糖为研究，探究粗多糖对高血糖患者的干预效果，以分组实验对研究对象进行周期性的粗多糖摄入，分析血糖组分含量测定食用菌降解能力及摄入方法，得出粗多糖成分对高血糖起到明显的干预作用。殷姿[13]等人通过参照其他学者研究的建模方法得出通过仙人掌多糖的干预，卵巢癌大鼠体内的癌细胞得到周期性的凋亡，表明多糖可以抑制癌细胞的分化，进一步阻止癌细胞的扩散。贾靖[14]以白灵菇多糖为例，探究多糖在小鼠体内经力竭游泳引起的氧化应激对肝脏等器官组织带来的损伤程度起到抗氧化效果，有效减少因运动给心肌等带来的氧化应激损伤，起到抗疲劳，对抗活性氧的效果。

4 超声波协同酶法

酶作为一种催化剂，可以根据其特性有效对应要提取的产物，在极为温和的条件环境下下和底物发生特异性反应。实验拟用以仙人掌多糖作为底物，通过酶的催化，释放其细胞内的多糖物质，再结合超声波的震动频率和方向性好的特点，对细胞的裂解可以起到良好效果，使目的提取物完好流出，此外，机械振动和化学热效应加快目的产物的流出速度[15-16]，二者结合不仅缩短了提取时间同时使多糖结构和活性达到最高[17-18]。酶的高温条件下会失活，实验过程特别要注意控制温度，超声波的功率也要控制在合适的范围内，选择最佳的液料比、实验温度、时间等因素，使仙人掌多糖的提取率得到最优[19-20]。

5 结语

仙人掌具有较高的研究价值，不少品种的仙人掌已经成为人们家中一角的风景，不仅在外观上得到喜爱，本身具有的药用价值也得到广泛关注。在此基础上，更应该进一步研究仙人掌多糖及其他仙人掌有机物的药理活性价值，通过分析仙人掌多糖的药理机制，在实验设计上面应进一步优化，确保实验的严谨性和准确性，为后续研究仙人掌多糖化合物的药用价值提供参考。