地参多糖分离提取及含量测定研究进展

李倩倩 ，陈贵元 ，2*

（1.大理大学基础医学院，云南 大理 671000；2.云南省昆虫生物医药研发重点实验室，云南 大理 671000）

地参为唇形科地笋属多年生草本植物，别名虫草参、银条菜、地蚕子，主要分布于云南西北部的大理州和丽江市，属药食两用植物，地下根茎为白族传统草药。地参具有通经活血、益气生津的功效，常用于治疗热病伤津、心烦口渴、产后瘀血、水肿等症[1]。地参中至少含有17 种氨基酸（7 种为人体必需的氨基酸）及矿质元素、维生素等多种营养成分[2]，还含有多糖类、酚酸类、三萜类、黄酮类、皂苷、挥发油等丰富的化学成分[3]。近年来的研究发现，地参多糖具有抗肿瘤、抗氧化、抗凝血、免疫调节以及调节肠道菌群等多种生物学活性[4]。目前，以多糖为重点的糖工程研究是生物化学和分子生物学研究领域中的科技前沿，地参多糖的分离提取及生物学活性研究引起了人们的广泛关注。本文对地参多糖的分离提取、纯化工艺及含量测定方法的研究进展进行了综述，旨在为地参多糖在医疗卫生、化工制药、饮食保健等领域的综合利用提供理论依据。

1 地参多糖的提取工艺

1.1 地参预处理

正式提取地参多糖前需对地参原料进行预处理，以提高多糖得率和纯度。预处理一般包括清洗、除杂、粉碎和脱脂等工艺技术[5]。用超纯水清洗地参干料，目的是去除地参原料中的灰尘、泥沙、微生物及部分残留的化学农药，保证地参原料的清洁卫生和食用安全。脱水冷冻干燥后将地参原料剪切成碎块，粉碎、过筛得地参粉末，目的是增大原料在提取过程中与溶剂的接触面积，从而提高提取率。

大部分植物多糖属于脂多糖或高脂肪含量的原料，原料脱脂的目的是去除脂溶性杂质，使水溶液试剂更容易渗入到原料内部，原料中的多糖成分更容易析出，从而提高多糖提取率。脱脂剂对于油脂具有选择性，不同的植物多糖应选择不同的脱脂剂，同时要注意脱脂剂配比、脱脂时间、脱脂温度、料水比等的影响[5]。常见的脱酯方法有3 种[6-8]。石油醚脱脂：在42 ℃条件下，用石油醚浸泡回流2 h；乙醇脱脂：95%乙醇提取2～3 h；乙醇- 石油醚联合脱脂：在38 ℃条件下将乙醇和石油醚按体积比2︰3混合作为脱脂剂，回流脱脂6 h。地参多糖一般选用石油醚脱脂法，多糖提取含量较高、脱脂效果最好。

1.2 地参多糖的提取方法

植物多糖的提取方法包括稀酸浸提法、稀碱浸提法、超声波辅助提取法、酶解提取法、热水浸提法、微波辅助提取法等[8]，为了得到更好的多糖得率，常采取2 种或2 种以上的方法联合使用。多糖得率还受单因素的影响，如：不同的提取方法、不同产地的地参、地参的品种、采收地参的季节、浸提时间、提取温度、不同水料比、提取次数等[9]。目前，国内地参多糖的提取方法主要是热水浸提法和超声波辅助提取法。

1.2.1 热水浸提法 多糖类物质是由C、H、O 3 种元素组成的含有多羟基醛类或酮类的生物有机大分子化合物，具有溶于水又易溶于乙醇、溶解度低的特性。鉴于此，采用热水浸提法[10]。当选用浙江宁波产地地参时，料水比1︰300（g/mL）、浸提温度100 ℃、浸提时间1.5 h、循环提取3 次，地参多糖的得率为3.64%[9]。陈贵元等[11]选用云南大理产地地参干料，采用正交试验设计法优化地参多糖的最佳浸提工艺，得到最佳最取工艺为提取温度80 ℃、料水比1︰15（g/mL）、浸提时间 3 h、提取 1 次，在该工艺条件下测得地参多糖得率为16.8%。

1.2.2 超声波辅助提取法 超声辅助提取技术利用超声波的机械化学作用破坏细胞结构，提高了多糖的提取速度，但超声波属于机械波，在一定强度的冲击波和微电流条件下会导致多糖结构遭到破坏、生物学活性大幅度降低，同时超声时间、超声功率、超声波强度、固液比、提取次数、浸提时间等也会影响多糖得率，需严格控制[12]。朱苗等[13]通过正交试验优化的地参多糖超声辅助提取的最佳工艺为料液比1︰48（g/mL）、超声功率 280 W、浸提温度 80 ℃、浸提时间90 min，此时地参多糖的得率为7.2%，多糖含量为6.18%。研究证实超声辅助提取法具有提取时间短、操作简单等优势，具有良好的应用前景。

1.3 地参多糖去除蛋白质的方法

为最大限度提高多糖得率、降低多糖损失量、提高检测效率，需将所需要的蛋白质与其他杂蛋白质分离开。除去多糖中杂蛋白质的方法有Sevag 法、酶法、酶 -Sevag 法、三氯乙酸法（TCA 法）、盐析法（NaOH-CaCl2法、NaOH-NaCl 法）、蛋白质等电点法、聚酰胺法等[14]。目前地参多糖最常用的是三氯乙酸-正丁醇法脱蛋白，蛋白质去除率可达80.28%±0.98%，多糖损失率仅为9.67±0.97%[15]。

1.4 地参多糖脱色

提取得到的地参粗多糖含有色素，颜色较深。色素严重影响地参多糖的纯度、理化性质、结构表征以及生物学活性。植物多糖的脱色方法主要有活性炭吸附法、氧化脱色法、壳聚糖法、树脂脱色法等[16]。近年来，活性炭吸附法和氧化脱色法逐渐受到人们的广泛关注，活性炭吸附主要是将植物多糖上的色素经范德华力作用吸附到活性炭表面，活性炭对不带电物质的吸附力比带电物质的吸附力强，易于吸附含有芳香族或3 个碳原子以上的有机物。氧化脱色法主要通过氧化剂将多糖提取物中的还原性有色物质氧化脱色[16]。李岩等[15]比较了活性炭脱色和过氧化氢脱色2 种方法对大理州剑川县产地地参多糖色素的脱色效果，结果表明质量浓度为1.5%的活性炭对地参多糖水溶液中的色素具有良好的去除作用，去除率可达93.42%±0.84%，多糖损失率为18.18%±1.31%；浓度为1.5%的过氧化氢脱色率仅为62.73%±1.43%，多糖损失率高达69.38%±1.22%，表明活性炭脱除地参多糖色素的脱色效果优于过氧化氢。经脱色后的地参多糖呈灰白色。

2 地参多糖的分离纯化工艺

植物多糖又称植物多聚糖，是植物细胞代谢产生的聚合度超过10 个的聚糖，其纯度的含义不同于小分子。纯的植物多糖为均一组分多糖，即多糖分子具有连续、正态分布的分子质量及确定的糖组分和糖残基成分。目前，多糖的分离纯化方法主要有有机溶剂分级沉淀法、季胺盐沉淀法、生物酶纯化法、酸纯化法、超滤法、絮凝纯化法、柱层析法等[17]，最常用的是柱层析法。柱层析法包括纤维素柱层析、离子交换柱层析、凝胶过滤柱层析等[17]。凝胶过滤柱层析具有操作简单，节省人力、物力、时间，准确度高，多糖活性不受影响等优点。黄小兰等[18]将高效液相色谱法和PMP(1-苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮)衍生化方法相结合，全面优化反应时间、温度、剂量等条件，对地参多糖进行了分离纯化研究，并测定出地参多糖由8 种单糖组成。

3 地参多糖含量测定

植物多糖含量的测定方法主要有硫酸- 苯酚法、蒽酮-硫酸法、酚-硫酸法、液相色谱-串联质谱法、离子色谱法、Somogy 比色法、3，5-二硝基水杨酸法、间羟基联苯法等[19]，目前最常用的是硫酸-苯酚法。吴红燕等[9]采用硫酸法-苯酚测定宁波本地产的地参多糖含量，量取2.0 ml 地参多糖溶液后加入5%苯酚溶液1.0 ml、浓硫酸5.0 ml，于40 ℃恒温水浴箱中水浴12 min，测得地参多糖的含量为13.64%。杨勤等[20]采用硫酸-苯酚法测定大理州剑川县的地参多糖含量，苯酚用量0.8 ml、硫酸用量3.5 ml、加热时间9 min，测得地参多糖的含量为14.41%。姜峰等[21]采用苯酚-硫酸法测得种源地广西钦州地区的地参在宁波种植后，多糖含量仅为8.58%。

4 结语与展望

在生命体中多糖不仅是构成细胞和有机体的重要组成部分，还承载着多种生物学功能，是生物体内一类重要的生物大分子，在细胞通讯、细胞增殖与分化、细胞凋亡、物质转运等生命活动中均发挥着重要作用。植物多糖因其安全、高效、低毒等优势已成为医学和食品等领域研究的热点[22]。植物多糖的化学结构是其生物活性的基础，多糖的组成和结构比较复杂，不同化学结构的多糖其生物活性具有较大的差异。目前对于地参多糖的结构层次、链间空间构象及序列分析的研究较少，因此研究地参多糖的一级结构、高级结构、单糖组成及阐明地参多糖作用机制将成为地参多糖研究的重点课题。此外，探究地参多糖生物学活性与结构的构效关系的研究也将对糖类新型药物及糖类保健品的研究与开发具有重要的实践指导意义。