湖北桃胶多糖提取工艺及理化性质研究进展

2022-03-16冉涔晨张佳倩谭红月马淏彬罗姝晨

科教导刊·电子版 2022年5期

冉涔晨张佳倩谭红月马淏彬罗姝晨

（武汉商学院食品科技学院湖北·武汉 430056）

桃胶是桃或山桃类等蔷薇科树种经过蚊虫叮咬或物理伤害后分泌的一种天然多糖类胶质物。由树干自然分泌得到的液态黏性物质称为桃胶油，经过自然晒干或其他方法脱水形成的为原桃胶，原桃胶难以溶解，具有良好的浸胀性，严重影响了其在工业上的应用价值。原桃胶经过去杂、漂白、水解和改性后得到商品桃胶，改良了溶解性、稳定性差的缺陷，在食品、医疗、化工、轻工等方面都得到了很好的应用。

1 桃胶的化学组成及其性质

1.1 化学组成

桃胶中的多糖，主要由半乳糖和L-阿拉伯糖组成，还含有少量的脂质，蛋白质等。王立新[1]等人用离子色谱仪测定扁桃胶的单糖组成，主要由葡萄糖糖醛酸、木糖、半乳糖、阿拉伯糖，鼠李糖和海藻糖六种单糖以24.35:9.25:33.75:31.60:0.74:0.31组成，且测定桃胶中含Thr最高，为47.89%。丁成丽[2]等人用反相高效液相色谱-紫外线检测法测定单糖组成，发现不同树种胶的单糖含量不同；桃胶单糖组成主要成分为阿拉伯糖和半乳糖，山桃树胶多糖中阿拉伯糖含量最高，桃杏树胶中葡萄糖醛酸含量最高。薛梅[3]等人采用微波消解-ICP-MS法研究桃胶中矿物元素的含量，发现桃胶多糖中含有人体必需的常量元素Na、Mg、K、Ca，含量K>Ca>Mg>Na，且K在不同树种中含量差异明显。

1.2 性质

原桃胶属于酸性粘多糖，分子量大，高于200万以上。这种性质导致桃胶难溶于水，但因为其亲水性基团的存在，具有很好的浸胀性。桃胶的溶解性极差，受温度、PH值等因素的影响，随着温度、PH值的升高，其溶解性增大。桃胶水溶液在弱酸性条件下有较大的粘度，因此在工业上用于代替阿拉伯胶。另外，在某些方面，桃胶要优于阿拉伯胶。尹楠[4]等人研究发现桃胶的透明度，香气的保持能力要好于阿拉伯胶，但在降低表面张力上，远不如阿拉伯胶。在作增稠剂使用时，溶液达到相同的效果，桃胶的使用量要比阿拉伯胶用量少。

2 桃胶多糖分离提取工艺

2.1 浸胀和去杂工艺

桃胶分子量大，聚合度高，水溶性差，在提取多糖时需要预处理，即用一定比例浸泡桃胶去除树皮，泥沙等杂质后再进行水解。浸泡后的桃胶需要放入冷冻干燥机中冷冻干燥，再研磨成粉，过筛提取。蒋晓颖等人通过测不同目径的桃胶吸水率得出：过120目筛的原料平衡吸水率最大，会更易溶解于水中。

2.2 水提醇沉法

水提醇沉法提取桃胶多糖是最传统的一种方法，步骤简单，材料单一，利用多糖不溶于醇的特性，使其沉淀。此方法提取产量高，且不影响生物活性，但耗时长，效率低。

桃胶水溶液粘度大，会给后续的工序带来困难。因此，粘度是实验中需要控制的因素。当温度过高时，多糖分子链断裂分子运动加快，使溶液粘度下降。陈其跃、郭衍俊等人通过研究发现各因素对水解的影响，得出水解温度80-85℃，时间2h，PH10.5，固液比为6%时，桃胶水解效果最佳。

2.3 微波辅助提取

微波能利用辐射将细胞壁或细胞膜破坏或溶解，以提高原料有效成分或有效部位提取率，特别是在含水溶剂中萃取极性物质时，微波作用导致水分子吸收能量，产生大量热量水汽化导致植物细胞壁出现裂纹或皱缩，从而溶解并释放胞内物。唐黎标通过正交实验，在料液比、微波功率、处理时间三个因素的基础上，确定了微波提取桃胶多糖的最佳工：水料比60:1（mL/g），功率600W，时间14min，能得到74.7%的提取率。

此种新型提取多糖技术能更快更有效地分离多糖提高效率，但是微波长时间作用会破坏物质的结构，对其性质和生物活性造成影响。

2.4 超声波提取

超声提取一般是在常温条件下进行，避免了高温对有效成分的破坏，提取效果明显优于常规法。采用超声法提取植物多糖，可避免因结构改变产生错误的结论，造成研究工作的复杂化。

通常通过超声处理的溶液，透明度好无溶胀颗粒。在提取桃胶多糖时，丁成丽等人以多糖含量为指标，采用正交实验，以超声功率、料液比、超声时间为三因素，得出最佳工艺为超声功率 70W，料液比1:100（g/mL），时间10min，有79%的提取率。李向东等人用超声波微波协同萃取桃胶多糖，研究了微波、超声功率、料液比、超声时间四因素对提取多糖的影响，得出最佳工艺：超声波功率70W，微波功率400W，料液比1:150（g/mL），提取时间15min下，多糖提取率为86.52%。

3 桃胶多糖理化性质

3.1 红外光谱测定多糖结构

红外光谱分析是根据不同分子只吸收与其振动频率一致的红外光，从而引起分子振动和转动状态发生跃迁，进而得到红外光谱，利用红外光谱可分析物质的组成及分子结构。

有相关研究表明，桃胶多糖的生物活性与它的结构有关。王立新[1]等人在研究扁桃胶结构时，通过傅里叶红外光谱分析发现多糖含有羟基、C-H吸收峰、吡喃环、-吡喃糖的存在，属于蛋白多糖类物质，这与徐燕[16]等人的研究结果一致。

3.2 桃胶多糖分子量测定

有相关报道称多糖的生物活性和理化性质与多糖的分子量有着紧密联系，因此，多糖分子量是研究其性质的一个重要对象。近年来，高效凝胶渗透色谱法（HPGPC）被广泛用于测量植物多糖的分子量，HPGPC法利用以下特性：通过洗脱液的保留时间与凝胶柱上的多糖之间存在相关性，构建标准曲线，根据所得曲线由已知条件求分子量。该方法可以在相对短的时间内分离多糖，但对检测器有要求。徐燕、朱科学等使用高效凝胶渗透色谱法测定桃胶多糖的相对分子质量约为568万。

4 桃胶功能应用

4.1 医疗药用

王飞等人通过研究表明，桃胶多糖具有降血糖的作用，其降糖机制之一是不能被人体肠道的消化酶消化，并抑制淀粉酶和麦芽糖酶活性。夏毅伟通过模拟肠道刷状缘侧对葡萄糖吸收的模型，显示桃胶多糖均能抑制不同浓度的葡萄糖吸收，且有显著效果。除了降血糖的作用外，国外有学者研究发现，桃胶寡糖（PGOP）浓度在25ug/mL以上时，Helo的细胞增殖受抑制。PGOP也能够发挥益生元的作用，促进益生菌生长，辅助抗肿瘤。国外研究学者通过体外抗菌和抗粘附实验，查明了桃胶多糖的抗菌和抗黏附作用机制等等。

4.2 工业、轻工

桃胶多糖经过水解作用后，可做包装材料，也可以用来生产带图案的瓷砖及玻璃花纸等产品。张新羽用桃胶代替阿拉伯胶，用复合凝聚法制备球形多核微胶囊，形成的微胶囊球形度好，表面光滑，粒径均一。能够降低使用阿拉伯胶的成本，并取得预期效果。杨铠将桃胶氧化石墨烯和桃胶活性炭作为新型吸附材料，证明两者都具有很好的吸附能力和稳定性。陈婷利用桃胶制备食用膜裹住保藏猪肉，通过正交实验得到的最佳配比，可作为一种新型的功能性可食用膜，具备新型食品包装膜的潜力。