无花果多糖的研究与开发进展

刘薇，单承莺，聂韡，唐小洪，王维洁，黄小俊，马世宏*

（1.南京野生植物综合利用研究院，江苏 南京 211111；2.威远县供销合作社联合社，四川 威远 642450）

无花果（Ficus caricaL.）为桑科、榕属落叶植物，原产于西亚，后来传播到地中海沿岸地区。无花果树可能是新石器时代最早栽培的果树之一，大约比谷物早一千年［1］。早在唐代时就从波斯帝国传入到我国，现南北两地均有栽培，在新疆、四川、广东、福建等地分布较为广泛。

无花果味甘甜，具有极高的营养和药用价值，人们常用其酿造果酒、果饮和果酱等。据《本草纲目》记载，无花果味道甘甜且药性平和，可治疗五痔病症和咽喉痛。《本草汇言》也提及无花果叶可去除体内的湿热，解除疮毒［2］。研究发现，无花果因其含有丰富的多酚类、黄酮类、多糖、蛋白酶、氨基酸、脂肪酸和脂溶性化合物等各类化学物质，而具有多重药理活性，包括抗菌消炎、抗氧化［3］，抑菌［4］、抗肿瘤［5］、降糖和降压［6］、增强机体的免疫力等功效［7］。

本文主要分析归纳了国内外关于无花果多糖在提取、分离纯化、化学结构组成和主要活性功效方面的研究进展。首次总结了其在化妆品和载药系统中的应用，以期更好地进一步综合利用和开发无花果多糖。

1 无花果多糖的提取和分离纯化

1.1 无花果多糖的提取

无花果果干和叶是无花果多糖提取的主要原材料。目前，无花果多糖的提取方法主要包含热水浸提法、酶解提取法、微波-超声波辅助提取法和超临界CO2/亚临界水萃取法。

1.1.1 热水浸提法

热水浸提中料液比、提取时间、温度和提取次数是提取工艺优化中的关键因素。综合文献报导，无花果多糖采用热水浸提，料液比1∶6.25～1∶49之间、提取时间1.5～6 h、提取温度80～100℃之间、提取次数1～6次，所得的多糖提取率为3.86%～8.52%［8］。热水浸提法存在提取率较低、耗时较长的劣势，但因其易操作、设备简单，目前仍为常用方法。

1.1.2 酶解提取法

酶解法很好的解决了热水浸提中提取温度高、提取率低的不足。在多糖提取过程中淀粉、蛋白质等杂质会影响多糖提取物溶液的澄清度，通过温和的酶水解可以除去这些杂质，提高多糖的纯度［9］。Chen［10］采用纤维素酶、果胶酶和木瓜蛋白酶三种复合酶法对无花果干果进行多糖提取，提取率为7.98±0.17%。叶文斌［9］采用复合酶法，将无花果多糖的提取率提升至34.13%。虽然酶解法提取率高，但对酶的选择要求较高，且酶价格昂贵，需严格控制酶解温度以保证酶解过程能够顺利完成。

1.1.3 微波-超声波辅助提取法

超声波提取技术利用超声波机械破碎和空化作用加速提取物从原料中释放。应用该法得到的无花果多糖提取率为2.81%～12.58%［11-12］。该法提取时间短、效率高，但在多糖提取过程中若超声功率控制不当会破坏聚合物，导致多糖物理化学性质或其胶凝性质发生改变。

微波辅助萃取法利用频率范围在300～300 000MHz之间的电磁波，该波具有穿透能力，可用其进行植物提取。李乐等［13］利用微波辅助浸提法得到的无花果多糖提取率为12.17%。提取过程中，影响多糖产率的主要因素为微波功率，而时间、料液比和温度次之。

近年来超声-微波结合提取法已应用于无花果叶多糖的提取［14］，超声时产生穿透力极强的机械波与微波时产生的热能共同作用。Gharibzahedi等［15］采用超声-微波结合提取法对无花果果皮进行多糖提取，提取率达13.97%。此方法提高了提取率，节约了时间，但仪器复杂昂贵，不适用于大规模生产。

1.1.4 超临界CO2和亚临界水提取法

超临界CO2萃取是将超临界条件下液体的高溶解度和气体的高流动性相结合，提取目标物质的方法。赵丛枝等［16］以无花果为原料，利用超临界CO2提取原料中多糖，并优化提取因素为温度78.5℃、提取压力33.4 MPa、提取时间96.2 min，提取率高达17.31%。刘焕燕［17］首次尝试了亚临界水方法提取无花果多糖，同时优化了提取工艺，最终提取率高达56.48%。作为一种新型的多糖提取技术，该法具有高效省时、低成本、环境友好等优势。

1.2 无花果多糖的分离纯化

粗多糖中的大分子蛋白质及小分子色素杂质不仅降低了多糖的纯度，还影响粗多糖进一步的分离纯化、结构表征和构效关系分析。粗多糖经过分离纯化，蛋白脱除、色素去除和成分分离多步骤过程提高纯度，得到精制多糖［18］。无花果粗多糖的蛋白脱除方法主要用三氯乙酸法、Sevag法和酶-Sevag法。除色素类物质主要是通过离子交换树脂法和H2O2氧 化 法。曾杰［19］筛 选了D941、AB-8、D301、XDA-1、D35205种色谱柱，实验发现D301树脂对无花果粗多糖的色素去除能力比其他4种树脂效果强，吸附无花果粗多糖色素的吸附量高达86.18%。祖思佳［20］筛选了10种大孔树脂，结果表明LSD-296大孔树脂对无花果脱色效率可达90%以上。大孔树脂柱、DEAE纤维素柱［21］和葡聚糖凝胶柱［22］被广泛应用于分离纯化无花果多糖。姜宏伟［14］采用DEAE-32纤维柱，经NaCl溶液梯度洗脱，无花果叶多糖的纯度达91.45%。

1.3 无花果多糖含量测定及结构分析

苯酚-硫酸法用于检测多糖含量，主要是将多糖水解成葡萄糖从而计算多糖的提取率。由于不同糖类检测时会产生不同色泽，若采用单一以葡萄糖计算多糖具有较大误差，朱俊珺［23］改进了传统的苯酚-硫酸显色测定，采用气相色谱先确定无花果多糖的单糖组成，再通过主要单糖的标准曲线计算出校正系数，带入计算测得多糖的含量为12.8%。该法快速灵敏、简单稳定性好，避免了以葡萄糖为单一糖为标准造成的误差。郁玮［24］采用苯酚-硫酸法对无花果多糖的纯度进行测定，并对比了分别以单一葡萄糖和无花果多糖中单糖组成比例配制的混合单糖作为单糖标样的差异。结果表明，葡萄糖相比混合糖为标准品测得的含量偏低，以混合糖为标准品的方法不仅重现性高而且稳定性好。

无花果多糖具有广泛的分子量分布，范围从121 kDa到6 890 kDa［25］。目前，无花果多糖的结构分析还未深入，主要还集中在其单糖类别的研究阶段，研究结果得到无花果单糖的种类主要包含7种，分别为半乳糖、葡萄糖、阿拉伯糖、鼠李糖、甘露糖、木糖和夫糖［6］。杜鹃［26］采用甲基化联合GC-MS、高碘酸氧化-Smith降解以及核磁共振波谱确定了无花果中四种精多糖分子量、一级结构及糖苷键的连接类型和连接方式，同时采用红外光谱和核磁共振波谱来测它们糖苷键的α或β构型。结果表明这四种精多糖的分子量在2.19×104～1.21×105Da之间。其单糖组成为甘露糖、半乳糖、阿拉伯糖、葡萄糖和鼠李糖，且为支链多糖。作者还进一步采用刚果红实验、扫描电子显微镜和原子力显微镜技术分析了各个多糖组分的高级结构，刚果红实验结果表明四种精多糖均无三螺旋构象。

2 无花果多糖活性研究

2.1 抗肿瘤

从无花果提取物中鉴定出的抗肿瘤活性成分主要有苯甲醛、呋喃香豆素内酯、补骨酯素。近年来，研究者们发现无花果多糖也可用于治疗肿瘤。如郭润妮等［27］人报道，无花果多糖能显著抑制人肝癌HepG2细胞和胃癌SGC-7901细胞的生长，但不依赖多糖的给药剂量。邓佳丽等［5］研究发现无花果叶多糖抗肿瘤主要是通过刺激人胃癌细胞SGC-7901凋亡基因的表达，提高细胞活性氧的水平，减弱细胞增殖速度，加速细胞凋亡过程，从而达到抗肿瘤作用。姜宏伟等［14］证实无花果叶多糖可以不同程度抑制人肝癌细胞HepG2和人宫颈癌细胞HeLa活性，且对人宫颈癌细胞Hela的抑制作用相对于人肝癌细胞HepG2高。

2.2 增强免疫力

无花果多糖被认为是一种有益的免疫刺激剂，可用于动物和人类的免疫治疗。戴可娟等［28］最先证实无花果多糖是一种良好的免疫增强剂。通过应激作用和环磷酰胺诱导小鼠免疫功能受损低下，而后给予无花果多糖，小鼠能够增强迟发型超敏反应，且在一定浓度范围内，可显著性增强小鼠腹腔巨噬细胞的吞噬活性。接着采用荷瘤法建立小鼠免疫抑制模型，再通过巨噬细胞吞噬中性红试验、细胞增殖检测法和淋巴细胞转化实验进一步验证无花果多糖的免疫增强作用［29］。除了改善应激及环磷酰胺诱导小鼠的免疫功能低下外，有研究表明无花果多糖可很好地促进受氢化可的松诱导的免疫抑制小鼠的免疫功能［30］。同时，无花果多糖可促进免疫抑制的小鼠腹腔脾细胞和巨噬细胞分别产生和分泌促炎细胞因子IL-2和IL-1α，促进伴刀豆球蛋白A和脂多糖诱导的脾细胞增殖，使血清可溶性IL-2受体水平降低［31］。

Chen等［21］进一步将无花果粗多糖进行纯化得到研究FPs-1-1和FPs-2-1两个活性组分，发现这两个组分能显著增强巨噬细胞的吞噬功能，且作用效果和剂量相关。同时FPs-2-1组分可能是通过刺激NO的分泌来调节免疫细胞的活性和杀死病原微生物，证实了无花果多糖可刺激脾淋巴细胞的增殖，增强其吞噬能力，可作为新型天然的免疫刺激剂，用于功能性食品或药物中。

在水产养殖中，通常会添加预防性免疫刺激剂来刺激鱼类的免疫反应，增强防御机制。研究发现植物多糖是鱼类优良的预防性免疫刺激剂，Wang等［32］对多种植物进行多糖的提取，将提取的无花果多糖、板蓝根多糖和五味子多糖用作饲料添加剂，探究这些多糖对鲫鱼的先天免疫应答和对嗜水气单胞菌的抗病性的影响，结果显示无花果多糖、板蓝根多糖和五味子多糖均可增强鲫鱼对嗜水气单胞菌的免疫反应和抗病性，其中无花果多糖是最有效的。而后，进一步研究对鲫鱼非特异性免疫功能的影响，结果发现当鲫鱼的日粮中无花果多糖的添加量为0.4%，可显著增强鲫鱼非特异性免疫功能［33］。Yang等［34］首次尝试研究无花果多糖作为免疫刺激剂对草鱼免疫基因表达、体液免疫应答和抗病性的影响。研究表明无花果多糖显著上调促炎症因子IL-1β和TNF-α基因表达，无花果多糖喂养的鱼类HSP70基因表达显著降低。在喂养第2周和第3周后，FCPS的加入显著增加了血清总蛋白、白蛋白和球蛋白。同时，无花果多糖可以提高血清补体C3、增加血清溶菌酶活性和杀菌活性。这些充分说明了无花果多糖可以上调免疫相关基因的表达，刺激免疫应答，从而增强草鱼的抗病性。

2.3 降血糖、血脂

早在20世纪，无花果叶中水溶性成分就被民间用以医治糖尿病患者，且有多篇文献报道无花果具有降血糖的功效［35］。叶文斌［9］采用四氧嘧啶诱导大鼠，建立大鼠糖尿病模型，研究发现连续给大鼠灌胃无花果多糖28天后，降低了由肾上腺素引起的大鼠高血糖，并改善和调节了患病大鼠的血脂紊乱及血脂代谢问题。王婷婷［6］发现当无花果叶多糖剂量增加到5 mg/mL时，可抑制α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶活性，抑制率分别达到52.61%和46.48%。同时，设置了三个剂量组研究无花果叶多糖对链脲佐菌素诱导的糖尿病小鼠模型的降血糖作用，研究发现高剂量组的血糖下降程度与阳性对照组接近，有效地降低了II型糖尿病小鼠的空腹血糖及调节其糖耐量水平，改善小鼠体重下降问题。在治疗糖尿病方面，Zheng［36］将无花果多糖（85%～90%）和山药多糖、牡丹皮多糖、大米多糖、南瓜多糖、葛根异黄酮、罗汉果皂甙、歧化酶和柠檬酸等复配成无花果糖粉，可以很好地预防治疗糖尿病，效果显著。

2.4 抗炎

有研究发现在C57BL/6J小鼠中，口服无花果多糖（150～300 mg/kg）5周后的小鼠，通过调节体内结肠的长度和抑制肠道的炎症细胞浸润，显著预防硫酸葡聚糖钠盐诱导的结肠炎［37］。无花果多糖对溃疡性结肠炎的保护作用机理可能与菌群组成变化和短链脂肪酸的形成高度相关。同时，无花果多糖可保护杯状细胞，提高紧密连接蛋白claudin-1的表达，并抑制包括TNF-α和IL-1β在内的细胞因子的形成。除此之外，无花果多糖改善肠道微生物群，提高细菌S24-7、粪球菌和类杆菌的丰度，同时抑制梭状芽孢杆菌和大肠杆菌的丰度。因而补充无花果多糖可以改善肠道微生物菌群，从而预防减少炎症性肠病。

3 无花果多糖的开发应用

3.1 药物载体系统

植物多糖具的有可生物降解、易于修饰、低免疫原性和低毒性的优点，它们可以被共轭、交联或功能改性，然后用作纳米载体材料。多糖给药系统可以避免网状内皮系统的吞噬作用，阻止生物分子的降解，提高小分子化合物的生物利用度，从而达到有效的治疗效果。

从无花果中提取的多糖主要由低甲基果胶组成，是一种新型的壳材料，可将亲脂性生物活性包埋形成微胶囊，从而提高稳定性和释放度。Ponrasu等［38］采用新型丙烯酸基微流控装置制备了疏水性核的无花果多糖微胶囊，将姜黄素封装于微胶囊中，并对其进行了全面的表征。结果显示微胶囊壳和核之间边界清晰，且包封率达90%左右，极大提高了姜黄素对外界环境的稳定性。同时采用无花果多糖和普鲁兰多糖共混并通过静电纺丝制备速溶纳米纤维，用于负载氨苄青霉素和地塞米松等疏水模型药物，药物可60秒内迅速溶解在水中并释放［39］。作者进一步发现无花果多糖微胶囊可作为肠靶向胶囊材料［40］，将无花果多糖和市售的高甲氧基果胶混合制备复合胶囊，胶囊在模拟结肠液中降解2 h，释放率显著升高，从15%提高到90%。

为了提高无花果多糖作为药物载体的生物相容性，周荣等［41］对无花果中提取的多糖进行超声修饰，使其具有疏水和亲水的两亲结构，该结构可以自组装成胶束、微球等，既可以包载药物，又具有良好的膜渗透性，可作为药物载体的生物材料，具有很好的生物相容性、降解性和热稳定性。

3.2 化妆品领域

随着人们生活水平提高，消费者更倾向选用含有天然植物提取物类的化妆品，以减少化学合成类化妆品给人体带来的潜在危害。植物多糖具有保湿、美白、抗皱、抗氧化、除螨、祛痘、防晒、抑菌、消炎等多种生物活性［42］。近年来，许多学者也相继报导无花果提取物在化妆品领域中的应用。Khan等［43］采用为期8周随机涂抹样品于人类志愿者的脸颊试验，研究结果表明了含4%无花果提取物的外用乳膏（w/o乳液）可显著降低皮肤黑色素、表皮失水和皮脂，同时大幅度增加皮肤水合作用，对皮肤红斑无明显影响。无花果提取液可用于治疗色素沉着过度、痤疮、雀斑和皱纹。李丽等［44］研究发现无花果果实提取物应用到化妆品中具有防晒增效的效果，且制备的防晒产品稳定性、安全性较好。此外，无花果多糖还具有抑菌、抗氧化［45］等生物活性，可用于化妆品功效应用中。

4 展望

无花果作为一种药食同源原料，一直是国内外研究热点。但就目前对无花果多糖的研究成果来说，还存在一些问题需要继续深入。一、无花果多糖的结构分析还处于研究初期阶段，对无花果多糖一级结构及构象分析较少。未来需进一步对此进行深入研究，多糖的糖基排列顺序、糖苷键连接方式、糖链的分支情况及大分子构象都会影响其生物学活性。二、无花果多糖药理研究结果显示其具有抗肿瘤、增强机体免疫力、降血糖血压、抗炎、抗氧化等功效。但主要还是基于体外及动物实验方面，未来还需更进一步进行各种活性机制的体内实验、作用机理研究及人体基因调控方面的研究，从而为无花果多糖作为功能性及保健食品和药品方面提供更多的医学价值支持。