中药多糖提取物脱色工艺研究进展

李自霖 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）

随着人们对健康的重视，在食品和保健品领域，越来越多的关注被放在了中药提取成分上。其中，中药多糖作为一种具有广阔前景的功能性成分，备受瞩目，如灵芝多糖、枸杞多糖、地参多糖、虫草多糖、蒲公英多糖等[1]。多糖是由多个单糖通过糖苷键连接而成的大分子，广泛存在于植物和微生物细胞壁中[2]，毒性小、安全性高、功能多样，具有免疫调节、抗肿瘤、抗炎、抗病毒、抗氧化、降血糖、抗老年痴呆等独特的生物活性[3-4]，可双向调节人体生理机能，被广泛应用于医药及功能食品的开发[5-6]。然而，中药多糖的特殊结构使其通常呈现黏稠的性状。多糖的提取常伴随有色物质的产生，如黄酮、酚酸、脲酸等[7]，这些色素物质会影响多糖的外观、口感、稳定性、生物活性及安全性等，不仅给中药多糖提取分离造成了影响，而且在进一步对多糖进行定量、定性分析及结构测定中造成很大困难[8]。因此，如何高效地进行中药多糖脱色成为了这个领域的研究热点。本文对中药多糖脱色技术的最新研究进展进行了详细阐述，并对未来中药多糖脱色除杂工艺进行了展望，以期为中药多糖的分离纯化研究提供参考。

1 中药多糖的脱色方法

中药多糖的脱色过程一般经历溶液的净化、颜色的破坏、色素的去除等阶段。针对不同脱色机制，研究者们开发出了多种方法，包括生物法、化学法、物理法等。其中，生物法是指利用微生物的某些代谢过程或特定酶类来脱色多糖。化学法主要是应用氧化、还原、螯合等化学反应，利用某些化学物质的作用来脱色多糖。而物理法则是基于对多糖分子的吸附和分离，例如超滤、离子交换等方法。

2 中药多糖脱色技术的现状

2.1 生物法

生物法多糖脱色是指采用酶解、微生物处理或其他生物方法对多糖进行脱色的技术。在酶解法中，常使用酶类如葡萄糖氧化酶、木聚糖酶等，在适当的条件下与多糖反应，去除其中的色素分子。在微生物处理中，利用某些细菌或真菌对多糖中的色素分子的特异性的降解能力，加速其分解和去除。陈洁兰等[9]利用果胶酶澄清甘薯果脯液，单因素和正交试验最佳条件为果胶酶用量0.035%，pH 3.0，温度40 ℃，澄清时间80 min 的效果最好，可达96.4%。值得一提的是，生物法多糖脱色不仅具有脱色效果好、工艺简单等优点，还可以避免化学物质对多糖结构的影响，有利于多糖产品的保健功能维护。但需要注意的是，生物法多糖脱色处理过程中受到温度、pH 等因素的影响，且处理时间较长，可能会导致多糖质量损失，因此需根据实际情况进行技术优化和控制，以达到最佳的脱色效果和多糖质量。

2.2 活性炭吸附法

活性炭吸附法是一种常见的多糖脱色方法，其主要原理是利用活性炭高比表面积、孔隙结构和亲水性等特点，将多糖中的色素分子吸附在活性炭表面，从而实现脱色。可用于吸附多糖中的色素和杂质，被广泛用于植物多糖的脱色。张米帅等[10]采用活性炭对戴氏虫草多糖脱色，正交试验优化的最佳条件分别为活性炭用量1.5 g/100 mL，脱色时间10 min，脱色温度50 ℃，脱色pH为4.0，此时多糖脱色率和保留率分别为（92.12±0.45）%和（73.46±0.33）%。相比于氧化法，活性炭更利于水溶性色素的去除，具有安全、无毒、易除去、不破坏多糖理化性质等特点，但由于活性炭颗粒较小，具有较大表面积，也同样会吸附多糖，造成多糖的损失，在实际生产中应充分考虑活性炭用量对多糖脱色率和多糖保留率的影响。

2.3 过氧化氢脱色法

过氧化氢（H2O2）脱色法是利用过氧化氢的水溶液能够电离出活性氧离子，活性氧离子能够与多糖中的色素分子发生氧化反应，使水溶性色素负离子达到脱色效果。然而，过氧化氢脱色反应过程较为剧烈，过氧化氢用量和pH 是影响脱色效果的关键，温度是保证脱色后多糖保留率的关键，温度过高会引起多糖降解。此法脱色迅速简便，脱色后易与多糖分离。赵浩晨等[11]以过氧化氢为脱色剂，多糖脱色率和保留率为指标，考察研究过氧化氢对银杏果多糖最佳脱色条件。结果显示，脱色温度为60 ℃，脱色时间为1 h，pH为8.0，过氧化氢加入量为8%（体积比）时脱色效果最佳，但脱色后多糖的抗氧化活性略有下降。可能原因为过氧化氢浓度过高或处理时间过长引起多糖的结构破坏或质量损失，影响其生物活性和功能性。因此，在具体应用中需根据多糖的特性和需求综合考虑，选择合适的处理条件进行处理，以达到最佳的脱色效果。

2.4 树脂脱色法

树脂可以通过静电作用、氢键作用等多种方式与多糖中的色素分子发生相互作用和吸附。不同种类的树脂对多糖中的色素分子具有不同的选择性吸附能力，因此可根据需求选择合适的树脂进行处理。此外，由于多糖分子间具有的空间结构和化学官能团等特征，也可利用预处理方法如酸解、酶解等方式改变多糖的空间结构或表面化学性质，进一步提高树脂脱色效果。需要注意的是，树脂脱色法处理多糖时其使用条件例如温度、pH、流速等因素会影响树脂的吸附效果，同时使用过程中需注意避免多糖和树脂直接接触，以免影响多糖的品质和功能。因此，在具体应用中需根据处理对象和需求综合考虑，选择适当的处理条件和树脂进行处理，以达到最佳的脱色效果。刘伟等[12]用不同吸附树脂对草莓多糖进行脱色，选择效率最高的吸附树脂。结果表明，NKA-9大孔树脂效率最高，其最优脱色参数为样品初始浓度30 mg/mL，脱色时间60 min，温度50 ℃，pH 8.0。草莓多糖脱色率和多糖保留率分别为（91.24±1.32）%和（78.86±1.21）%。与传统脱色方法比较，吸附树脂最大优点是在脱去色素的同时还能进一步除去蛋白质，起到脱色除杂的效果。该法操作简单，重复性好且工艺稳定。

2.5 纳米脱色法

纳米脱色法是一种利用纳米技术对物质中的色素分子进行去除和降解的脱色方法。相比传统脱色方法，它具有效率高、工艺简单、无污染等优点。纳米脱色法主要基于以下原理：①纳米材料吸附。利用纳米材料对物质中的色素分子具有高效的吸附作用，从而实现脱色；②光催化降解。利用纳米光催化材料对物质中的色素分子进行光催化降解，从而实现脱色；③纳滤膜脱色。通过纳滤膜将颗粒物和色素分子分离，从而实现脱色效果。李大为等[13]在单因素试验基础上，得出质量浓度为30%、pH 为6.0、温度为80 ℃时脱色效果最好，在此条件下，30 g 纳米纤维可以将60 g 的赤砂糖处理为精制白砂糖，将360 g的白砂糖处理为优良白砂糖。要注意的是，纳米脱色法还存在一些问题和挑战，如纳米材料的毒性和环境安全问题、大规模生产和应用的成本等，需要进一步研究和解决。

2.6 聚酰胺法

聚酰胺是一类新型吸附材料，含有大量酰胺化学键（CONH），具有性质稳定、吸附性强、反应条件温和、可反复利用等优点。通过带正电的酰胺基静电引力吸附多糖溶液中的阴离子，故可对物理吸附难以去除的多酚类、黄酮类、醌类色素起到脱色效果。宫江宁等[14]在单因素试验基础上，研究聚酰胺对龙胆草的脱色效果，响应面法优化最佳反应参数为上样体积5 BV，流速2 BV/h，浓度3.5 mg/mL，此条件下多糖脱色率和保留率分别为（80.6±0.91）%、（86.28±0.67）%，且聚酰胺重复使用5次后，脱色率为（76.85±0.59）%，多糖保留率提高到（98.32±0.37）%，表明了聚酰胺用于多糖脱色的方法可靠、效果好。

2.7 反胶束法

反胶束法的原理是利用表面活性剂如十二烷基硫酸钠（SDS）、十二烷基苄基氢氧化钠（OBS）等的胶束作用，将有色杂质从多糖溶液中吸附脱离，脱色后的多糖溶液可通过离心、超滤等方法去除表面活性剂和胶束结构，将具有较高纯度的多糖回收，同时保留多糖本身的结构和性质。文静熊等[15]在单因素试验基础上，研究反胶束法脱色川紫菀多糖效果，正交试验法最佳参数为氯化钠浓度为150 mmol/L，正己醇与异辛烷体积比为1∶4，十六烷基三甲基溴化铵浓度为100 mmol/L，反胶束溶液与多糖溶液体积比为1∶5，此时多糖脱色率为（89.2±0.1）%，多糖保留率为（85.9±0.1）%。反胶束法脱色多糖效果显著，可有效去除多糖中的有色杂质。不破坏多糖本身的结构和性质，有利于保持多糖的生物活性。反应条件相对温和，易于操作控制。然而，该方法也有一定局限性，如选用表面活性剂有一定难度，可能对多糖溶液产生不良影响。去除表面活性剂的步骤相对复杂，可能影响多糖的回收率。

2.8 其他方法

超滤法：利用超滤技术将物质中的色素分子通过微孔隔离，从而实现糖类物质的脱色效果。何惠欢等[16]采用卷式超滤膜对精制糖生产过程的滤汁进行超滤脱色处理，在滤汁锤度50° Bx、回收率70%、超滤压力2.3 MPa 的条件下，脱色率、纯度差、膜通量的平均值分别为60.12%、1.09%、5.46 L/h·m2。这表明超滤膜具有良好的脱色提纯效果，为探索滤汁脱色新工艺提供依据。

Al2O3脱色：Al2O3脱色法是利用氧化铝具有较多内部孔隙，质轻而软吸附的特性吸附去除多糖中的色素和杂质[17]。对海带多糖进行脱色中，Al2O3脱色效果优于活性炭法，经Al2O3层析柱处理后的海带多糖脱色率达到99.09%。

3 结语

中药植物多糖是一类重要的生物大分子，具有广泛的应用价值[18]。然而，其颜色较深且易受到环境因素的影响，影响了其应用。因此，多糖脱色技术的研究和应用具有重要的意义[19]。本文综述了近年来中药多糖脱色技术的研究进展。在各种多糖脱色方法中，活性炭脱色法是一种常用的方法，具有高效、简单、环保等优点。此外，还有过氧化氢、离子交换树脂、超滤、纳米材料等方法，也取得了一定的研究进展。在多糖脱色技术的应用方面，中药多糖的脱色可以提高其应用价值[20]。例如，脱色后的多糖可以应用于食品、医药、化妆品等领域[21-23]。多糖脱色技术还可以用于生产高纯度的多糖以及提高多糖的稳定性和储存性。然而，当前多糖脱色技术还存在一些问题。例如，某些脱色方法对多糖的分子量和结构有一定的限制，某些脱色剂对环境的影响较大，需要进行改进和优化。因此，未来的研究应该继续探索新的多糖脱色方法，并进一步优化现有的脱色技术，以满足不同领域的需求。综上所述，中药多糖脱色技术已经取得了一定的研究进展，并在许多领域得到了应用。未来的研究应该继续深入探索，以进一步提高多糖脱色技术的效率和可持续性。