枸杞子糖类化学成分及质量评价研究进展

徐大丽，章文霞，陈 红，宋玉霞

（1. 甘肃省药品监督管理局审核查验中心（甘肃省疫苗检查中心），甘肃 兰州 730000；2. 福建中医药大学药学院，福建 福州 350000；3. 河西学院医学院，甘肃 张掖 734000）

枸杞子为茄科枸杞属多年生落叶灌木宁夏枸杞（LyciumbarbarumL.）的干燥成熟果实，是我国传统的药食同源滋补类特色中药材。目前，枸杞野生资源及栽培资源丰富，自然界分布的枸杞属植物约有80余种，在我国境内分布广泛，其中宁夏枸杞分布最为广泛，也是唯一被载入《中国药典》的枸杞品种[1]。近年，枸杞子中多糖类物质及其药理活性方面研究日趋深入，但枸杞子糖类物质的质量与活性间关系研究较少。糖类物质是枸杞子中最具有开发利用价值的成分之一，其具有抗肿瘤、抗氧化、抗衰老、抗炎、降血糖、降血脂、神经保护、生殖保护、保肝、护眼、免疫调节等作用[2]。目前，枸杞子中糖类物质的质量与活性间关系尚不明确，现行枸杞多糖质量标准规定的的含量测定方法缺乏特异性，不能科学反映枸杞多糖的真实含量、理化特性和药理活性。本文围绕这一问题，对相关文献资料进行系统详细整理和归纳，并对我国枸杞产业发展中的优势以及存在的问题进行讨论，以期为枸杞子及其糖类深加工产品建立准确高效的质量控制方法提供依据。

1 游离糖

1.1 游离糖的种类

游离糖的组成在枸杞多糖的结构特征、理化性质及其构效关系的研究中是最基本和最关键性的研究对象。果糖、蔗糖、葡萄糖等是枸杞子中主要的游离糖。

柴达木盆地所产枸杞子与宁夏地区所产枸杞子的糖类成分含量不同。柴达木盆地产枸杞子的单糖组分和低聚糖组分含量较丰富，经核磁共振分析枸杞子中的低聚糖成分表明，枸杞子中含有两种低聚糖，一种是由2个葡萄糖和2个果糖组成的低聚糖，另外一种是由1个葡萄糖、1个果糖和1个半乳糖组成的低聚糖[3]。成熟枸杞子中低聚糖含量很少，葡萄糖和甘露糖是未成熟枸杞子中主要的游离糖；枸杞子中含有丰富的游离糖，但相关研究报道比较少。采用气相色谱法和高效液相色谱法分析枸杞子中的可溶性糖，及单糖和低聚糖的组分及含量，结果表明，低聚糖以麦芽糖、蔗糖和低聚四糖为主，这一研究结果对枸杞子糖类成分的分析有重要的指导作用[4]。

1.2 游离糖定性定量分析及结果

枸杞子中糖的含量测定方法不同，所测糖含量有所不同。超高效液相色谱-蒸发光散射法（UPLC–ELSD）测定青海柴达木野生和栽培枸杞子水溶性糖含量，结果表明，栽培枸杞子中果糖和葡萄糖含量整体优于野生枸杞子[5]。应用柱前标记和高效液相色谱-质谱联用分析表明，枸杞子含甘露糖、果糖、鼠李糖、半乳糖、葡萄糖、木糖、阿拉伯糖和核糖等单糖，不同单糖的浓度分布因种植环境的不同而有显著差异[6]。由于单糖分子结构中缺少发色基团，限制了对单糖组成的分析检测，因此单糖分子的化学衍生化成为单糖组成研究的主要方法。

其次，枸杞生长的外界条件不同，其果实所含单糖性质、含量也有所不同。如在不同成熟阶段采摘的枸杞子糖含量不同，果实成熟度增加，糖含量也逐渐积累[7]。将有机肥施用在石灰性土壤中能明显促进枸杞的生长发育及产量，显著改善了枸杞子品质[8]。不同的灌溉条件，如适度的水分亏缺利于枸杞果实葡萄糖、蔗糖等积累[9]。

游离糖的组成及其摩尔比的测定方法有薄层色谱法，气相色谱法，高效液相色谱法等。薄层色谱法操作方便，灵活但是灵敏度不高，不易检出含量较低的组分，且无法确定单糖摩尔比；气相色谱法对微量物质有较高分辨率，但是所测样品需有一定的挥发性，操作较繁杂费时；高效液相色谱法分离速度快，分离效果好，重现性好，不破坏样品，前处理简单，应用前景广阔。

不同测定方法在不同外界因素影响下测得的枸杞子中游离糖的定性定量结果均不同，目前对枸杞子糖类物质的研究多集中于多糖，单糖和游离糖方面研究较少，参考文献以及资料也较少。

1.3 枸杞子游离糖活性研究

目前，对枸杞子中游离糖的活性研究相对较少。枸杞子中阿拉伯半乳糖通过细胞周期阻滞和凋亡，抑制癌细胞生长，有预防癌症、抗氧化和降血糖的药理活性。研究比较枸杞子糖组分对肝癌细胞、宫颈癌细胞、胃癌细胞和人乳腺癌细胞生长的影响，发现阿拉伯半乳糖是一种潜在的功能性食品成分，可在体外预防癌症，并对正常细胞无毒性[10]。通过优化水解条件制备的枸杞子低聚糖清除羟基自由基活性高于抗坏血酸的；枸杞脂肪酸衍生物的新聚葡萄糖基和多阿拉伯糖基具有抗氧化性[11]；甘露糖通过提高外周细胞对葡萄糖的摄取继而影响糖代谢，但不影响胰岛素分泌量[12]。

2 多糖

枸杞多糖是通过糖苷键将各种单糖相连接的具有糖基糖肽结构的复合多糖，是枸杞子发挥作用的重要物质基础[13]，也是枸杞子糖类物质中最重要的一类。

2.1 枸杞多糖的种类

枸杞多糖的主要成分其中之一是中性糖，包括木糖、甘露糖、阿拉伯糖、鼠李糖、半乳糖和葡萄糖等。经柱色谱分析，从枸杞子的粗多糖提取物中可得到3种冷水可溶性多糖和4种热水可溶性多糖[14]。

气相色谱法检测不同品种枸杞多糖组成，包括蔗糖、赤藓糖、葡萄糖、岩藻糖、半乳糖、鼠李糖和木糖等[15]。经PMP-HPIC指纹图谱研究，发现不同产地枸杞子中的枸杞多糖均由阿拉伯糖、葡萄糖、半乳糖、鼠李糖、岩藻糖、木糖等单糖组成[16]。气相色谱和液相色谱鉴定枸杞多糖的单糖组分表明，枸杞多糖化学组成与相对分子质量、转化酶、二氧化碳浓度（果实中的蔗糖含量和蔗糖代谢酶的活性随着二氧化碳浓度升高而增加）、碳酸氢钠胁迫有关[17-18]。

2.2 枸杞多糖结构组成表征

枸杞多糖结构复杂，建立合理统一的质量评价标准有一定困难，但其多样的生物活性也以其复杂多样化的结构为基础；其结构组成的任意元素发生改变，活性也随之发生改变。多糖的糖苷键类型、主链的构型、取代基的种类和数量、糖单元组成、空间构型等研究对多糖构效关系的研究有较好的指导作用[19]。枸杞多糖相对含量较低，结构表征方法和技术相对复杂，针对不同的分离方法，枸杞多糖结构组成表征如下。

研究表明，分离纯化后的枸杞多糖为组分均一的水溶性多糖，通过咔唑硫酸法、硫酸苯酚法、高效液相色谱、气相色谱、红外光谱分析和β消除反应等，可测得多糖中的半乳糖醛酸和中性糖含量、多糖中单糖组成摩尔比、组分，和多糖与氨基酸的连接方式。对纯化的枸杞多糖进行结构鉴定、质量分析研究表明，阿拉伯糖与半乳糖含量较高，且枸杞多糖中分离出的糖蛋白的糖链部分有重要的生理作用[20]。通过红外光谱对不同发育时期枸杞子中的枸杞多糖结构特征研究表明，由枸杞多糖中分离出的亚组分之一是一种糖环构象为β-吡喃环形式存在的酸性多糖；采用高效凝胶渗透色谱法、PMP柱前衍生高效液相色谱法、傅里叶红外光谱、紫外光谱、核磁共振波谱和扫描电子显微镜等分析方法，分析枸杞多糖亚组分的结构形态、相对分子质量和单糖组成，结果表明，其亚组分的分子骨架是一种主要含有α-D-吡喃糖残基的蛋白聚糖，且其亚组分可能的直链结构有8种[21-22]。枸杞多糖粗品的活性成分有粗蛋白，粗脂肪，粗纤维，总酸，碳水化合物和还原糖等，其中枸杞多糖的亚组分是一种多肽或蛋白质同酸性杂多糖构成的复合物。从宁夏枸杞子中提取得到的粗多糖，检测其糖含量为70 %，空间构型是一种O-连接的糖蛋白[23]。

国内对枸杞多糖的分离纯化、基本性质等方面的研究报道不尽相同，枸杞多糖组成、结构、相对分子质量等研究结果与所用原料的品种、原料来源、多糖的微观不均一性质、多糖的制备方法等差异有关。

2.3 活性研究

枸杞多糖为枸杞子的主要功效成分，与枸杞子的传统功效和促进免疫机能、延缓机体衰老、调节血糖代谢、改善生殖功能、营养与修复神经、抑制骨流失及肌肉萎缩、抑制肿瘤等生物活性密切相关。

枸杞多糖具有抗氧化功能，其清除自由基的能力接近维生素C，且枸杞多糖通过清除氧自由基、活性氧及抗脂质过氧化等机制，对人体有显著的抗衰老作用[24]。枸杞多糖通过减少自由基产生、减轻炎症反应等机制，减轻酒精对肝脏的损害；当酒精致肾脏损伤时，能增强机体的应激能力，提高对肾脏的保护作用[25]。枸杞多糖能有效地降低动物及2型糖尿病患者的空腹和餐后血糖、血脂，在防治糖尿病及其并发症方面具有显著活性，其生物学活性与其相对分子质量关系密切[26]。随着分离纯化技术的发展，枸杞多糖在免疫活性方面的研究也有新进展。枸杞多糖纯化后的糖缀合物可直接促进脾细胞增殖，明显改善免疫功能；枸杞多糖通过提高外周血淋巴细胞计数，作用于T细胞、B细胞、红细胞、巨噬细胞等主要免疫活性细胞，调节机体的细胞免疫和体液免疫功能，促进骨髓细胞周期恢复，降低免疫毒性，增强机体抗肿瘤活性[27]。

3 枸杞子糖类质量评价现状

枸杞多糖的理化性质、生物活性与其质量评价之间关系密切，对枸杞子糖类物质质量评价的相关研究见表1。

表1 枸杞子质量评价

基于枸杞多糖的性质，建立多种不同的含量测定方法对枸杞子的产品开发和质量评价具有指导意义。目前对枸杞多糖提取物的检测方法主要有高效液相色谱法、紫外分光光度法、柱前PMP衍生化反相色谱法、红外光谱法、气相色谱法、质谱法、毛细管电泳脉冲电导法、核磁共振法等。紫外分光光度法测定枸杞子中的多糖易受枸杞子中维生素C含量的干扰，且前处理方法操作复杂，准确度不高，误差较大，应用受到一定限制。高效液相色谱法具有检测速度快、性能好、结果准确等特点，更为普及；毛细管电泳法是继高效液相色谱法后分析枸杞多糖提取物的又一高效检测方法，此法分析速度快、灵敏度高、分析时间短、结果准确可靠，为枸杞多糖的质量评价提供了新方法。

近年，随着我国枸杞子品种多元化，以枸杞多糖为代表的深加工产品日渐丰富，国内外学者对枸杞多糖的相关研究也日趋深入。枸杞多糖的主要提取方法有微波辅助提取法、热水浸提法、酶提取法、碱液提取法、水提醇沉法和超声波辅助提取法，以上提取方法均有优缺点。目前有关枸杞多糖提取的研究均集中在优化提取工艺、提高提取率方面，枸杞多糖的提取方法与理化性质、活性之间的关系研究未见报道。《中国药典》2020年版中枸杞子的含量测定项下规定，应用硫酸苯酚法测定枸杞多糖的含量；采用多糖完全水解结合柱前PMP衍生化反相色谱分析方法可测得多糖含量[37]，与现有的硫酸苯酚法相比，排除了糊精或可溶性淀粉对样品的干扰，也消除了葡萄糖作为标准品对硫酸苯酚法产生的误差；采用凝胶渗透色谱法，其准确度高且枸杞多糖提取前处理方法相对简单，能较好的反映多糖的真实含量及特性[38]。

枸杞子来源复杂，其糖类加工产品多样，质量良莠不齐，目前枸杞子及其多糖加工产品中枸杞多糖的质量评价标准，操作方法复杂，误差较大，缺乏特异性，不能反映枸杞多糖的真实含量、理化特性及药理活性，已成为枸杞子及深加工产业发展的制约因素。在今后的研究中，着重探究多糖的提取方法与化学结构之间的关系，进一步优化枸杞多糖提取工艺和含量测定方法，对提高提取率、降低成本、保护成分不破坏以及质量评价等方面的研究具有重要意义。

4 结语与展望

枸杞子作为公认的养生佳品是我国对外出口的特色产品之一。指纹图谱分析和糖类图谱分析是枸杞多糖质量评价的有效方法，可为枸杞子在不同地区生产的综合应用提供指导。由于目前检测枸杞多糖含量的质量检测方法和质量标准有待进一步完善，企业为了追求更高的枸杞多糖含量，在枸杞多糖产品中掺入较多的麦芽糊精或可溶性淀粉，给广大消费者带来了利益损失。根据枸杞多糖样品酶解、醇沉后再酸水解和PMP衍生化后的HPLC分析结果可以对枸杞多糖中是否掺杂麦芽糊精或可溶性淀粉进行分析，枸杞子中的4个标志性糖组分（半乳糖、阿拉伯糖、葡萄糖和氨基葡萄糖）含量可作为枸杞多糖的重要质量指标，它们的反相色谱指纹特征可用于鉴别真伪和掺杂。因此建立准确高效的枸杞多糖提取物及产品的掺杂鉴别及含量测定方法对于规范枸杞子市场、维护消费者权益具有较高的意义。

近年来，随着国际市场对枸杞鲜果需求量逐年增加，我国枸杞产品出口贸易规模显著提升。目前由于枸杞的标准化种植生产基地规模不完善、科技创新能力较低、农药残留、枸杞肥料等生产资料价格高以及对枸杞的规范管理力度较小等问题导致枸杞产业发展缓慢、产能过剩、果实品质下降等方面存在问题，并且缺乏具有特异性的质量评价方法导致枸杞子及其加工产品的发展空间有限。今后的研究应着重建立枸杞多糖的提取方式、化学结构及生物活性三者之间的对应关系，建立准确高效的掺杂鉴别以及含量测定方法，保障活性组分的提取具有可控性，枸杞子及枸杞多糖的规模产业化发展提供理论依据与实践参考。