葛根中多糖成分的生物活性研究进展_何宏渊.pdf

现代食品现代食品XIANDAISHIPIN7474/行业综述行业综述Industry Reviewdoi:10.16736/41-1434/ts.2022.24.019葛根中多糖成分的生物活性研究进展Progress in the Biological Activity of Polysaccharide Components in Pueraria lobata Root 何宏渊（山东理工大学农业工程与食品科学学院，山东 淄博 255000）HE Hongyuan(School of Agricultural Engineering and Food Science,Shandong University of Technology,Zibo 255000,China)摘 要：葛根作为药食同源食品，含有葛根素、葛根异黄酮和葛根多糖等大量活性成分，其中葛根多糖更因具有抗肿瘤、抗氧化、调节免疫等多种生理功效而成为现代研究热点。基于此，本文对葛根多糖的提取和分离纯化工艺、产地含量、结构组成和生物活性等方面的研究进展进行综述，并展望了葛根多糖未来潜在的研究方向，旨在为葛根多糖的产业发展提供理论参考。关键词：葛根多糖；提取；生物活性Abstract：Pueraria lobata root,as a medicine and food homologous food,contains a large number of active components such as puerarin,Pueraria lobata isoflavone and Pueraria lobata polysaccharide,which has become a modern research hotspot because of its physiological effects such as anti-tumor,anti-oxidation and immune regulation.Based on this,this paper summarizes the research progress in the extraction,separation and purification,content of origin,structural composition and biological activity of Pueraria lobata polysaccharide,and looks forward to the potential research direction of Pueraria lobata polysaccharide in the future,aiming to provide theoretical reference for the industrial development of Pueraria lobata polysaccharide.Keywords：polysaccharides of Pueraria lobata;extraction;biological activity中图分类号：G353.11葛根又名鹿藿、黄斤、鸡齐根等，在我国分布广泛，品种众多，除西藏和新疆外，在全国各地区均有种植1。国内外对葛根资源的利用大多集中在葛根黄酮、葛根素以及葛根多糖等活性成分的提取和分析研究上，尤其是葛根多糖，但目前对其的研究内容整体较分散，多见于提取工艺、含量或降血糖等单个生理活性的测定，对葛根多糖研究的系统性归纳总结未见报道。在此基础上，本文对现有关于葛根多糖的研究内容加以总结。1 原材料对多糖含量的影响1.1 产地不同生长环境及气候条件对葛根中多糖含量的影响至关重要，适宜的种植条件可以从源头上提高葛根产量。曾明等2发现，不同种类的葛根，以及相同品种、不同产地的葛根含多糖差异很大，其中，粉葛多糖含量较高，相较于北方产地，南方产地的野葛药用价值更大。1.2 采收期葛根的采收适宜在其有效成分含量最多，外观性状、质量等达最好的阶段进行，只有这样，才能得到优等的药材，收获更高的效益。纪宝玉等3发现，不同采收期的葛根，其多糖含量呈规律变化，多年生葛根中的多糖含量明显高于三年生葛根，且每年以 8、9月份采收的葛根中的多糖含量最高。作者简介：何宏渊（1986），男，硕士，研究方向为食品加工与安全。现代食品现代食品XIANDAISHIPIN7575/行业综述行业综述 Industry Review2 提取方法2.1 热水提取法传统的热回流提取法因其操作简单、准确性高、重复性好而被许多学者应用。唐迪等4以多糖提取率为指标，优化得到最优工艺参数为浸提温度 90，料液比（g mL）1 15、浸提 3 h、2 次，此条件下得率为 13.95%。传统的热水回流提取应用较多，但加热升温不仅会浪费资源，而且会破坏多糖的稳定性。2.2 辅助提取法2.2.1 超声辅助法超声波作为在萃取领域应用最多的媒介，可以通过调节超声波功率，加大介质对超声波的吸收而产生热能，使提取过程温度升高。通常来说，这种方式引起的温度升高是稳定的，可以促进提取成分的有效溶解。赵鹏等5使用超声波辅助法提取葛根多糖，发现最佳条件是提取时间 41 min，提取温度 85，料液比1 15（g mL），此时得率为 13.97%。2.2.2 微波辅助法微波与超声作用类似，都是通过加热来提高萃取效率的一种新型辅助手段，黄琨等6用微波协助提取葛根中多糖，以多糖提取率为指标，优化得出在浸泡 25 min，功率 800 W、温度 100，料液比1 20（g mL）的条件下，提取效果最好，得率为57.74%。由此可见，运用微波协助提取葛根多糖是一个有待于推广使用的新方法。2.2.3 超微粉碎辅助法超微粉碎对于大分子多糖类提取物至关重要，可作为重要的前处理手段，加以广泛应用。张加梅等7将葛根饮片粉碎分别过 300 目筛和 40 目筛后，用乙醇浸泡 1.5 h，回流 1 h，加乙醇减压浓缩，过滤、洗涤获得多糖，对比得出超微粉碎处理后大分子多糖得率高于粗粉提取。2.2.4 超高压技术提取近几年超高压技术提取作为一种新型有效植物成分提取技术，被广大学者应用于黄芪、蛹虫草等多种中草药原料多糖的提取，但将其用于葛根多糖工艺的研究目前参考资料还很少。郭怡等8运用超高压法来提取粉葛中多糖，通过对压力条件的单因素和正交实验得出在料液比 1 50（g mL）、超高压水平 300 MPa、保压时长 3 min、浸泡时长 90 min 条件下，得率最高，为 23.81 mgg-1。2.2.5 酶联合超声辅助法多法联用也被尝试用于多糖等有效成分的提取过程。酶法与超声法联用可以有效缩短提取时间，利用酶法的优势结合超声提取，具有提取快速、反应过程温和、不破坏产物活性等优点。王崑仑等9运用纤维素酶辅助超声法提取葛根多糖，得到最优条件为添加纤维素酶 6%、超声功率 280 W、超声时间 52 min，超声温度 65，此条件下得率为 4.93%0.02%。3 葛根多糖生物活性研究3.1 丰富肠道菌群健康的肠道菌群对人体至关重要。短链脂肪酸是指碳原子数在 1 6 的脂肪酸，是肠道菌的最终产物之一。陈融等10通过动物实验，发现低浓度葛根多糖能够降低盲肠内异戊酸和异丁酸的浓度，降低肠道内致病菌属相对丰度，提高有益菌的相对丰度，丰富肠道菌群多样性。3.2 抗氧化性李化强等11从葛根中提取粗多糖及纯化多糖，以维生素 C 作对照，分别测定三者对 DPPH、O2-、-OH和 NO2-的影响。结果证明，在一定浓度区间内，两种及以上的多糖具有良好的消化作用，且相同浓度对比下，粗多糖抗氧化指标效果强于纯化后多糖。3.3 抗菌、抗肿瘤活性严娅娟等12采用氯磺酸-吡啶法修饰葛根多糖，并用硫酸酯多糖对建模 H22 荷瘤小鼠灌胃，测定结果显示小鼠经喂食修饰后的葛根多糖，体内 H22 肿瘤细胞的增殖被明显抑制，血清中 IL-2、TNF-a 的含量升高，证实葛根多糖有显著的抗氧化、抗肿瘤活性，且两者存在明显关联。3.4 降血脂、降血糖温泉等13通过体内试验证实，葛根多糖可以明显使体内血清中甘油三酯的含量降低，这表明葛根多糖作为中药中重要活性成分，有望变成一种有效的降脂药物。王秋丹等14通过对 1 型糖尿病模型小鼠喂食不同剂量的葛根多糖，并设立对照组，灌胃 8 周，再测定相关指标。结果显示，喂食葛根多糖可以缓解大鼠体重下降的现象，血清中 TC、MDA 等指标降低，SOD、CAT 等指标上升，说明葛根多糖可以改善 1 型糖尿病大鼠的氧化水平和脂代谢水平，具有降血糖作用。现代食品现代食品XIANDAISHIPIN7676/行业综述行业综述Industry Review3.5 免疫调节活性葛根多糖可以促进细胞因子的释放，促免疫细胞、免疫器官生长，未来有望成为理想的免疫佐剂。HYUNG 等15对小鼠喂食葛根多糖，发现葛根多糖可以促进 DC 细胞的表型、功能成熟，而 DC 细胞的成熟是能否启动免疫反应的关键因素。这也表明葛根多糖对免疫力低下人群来说，是一种潜在的功能性食品补充剂。3.6 解酒护肝葛根的水提物可以增加酒精中毒大鼠的肝脏中抗氧化酶的活性。王蕊霞16对小鼠喂食葛根多糖，测定其对小鼠血清中乙醇浓度的影响和对急性酒精性肝损伤的保护作用来探讨葛根多糖的醒酒活性。喂食葛根多糖的实验组小鼠较对照组醉酒时间延长，醒酒时间减少。由此可见，葛根多糖可以减少小鼠肝脏中MDA 含量，增加 GSH 含量，抑制由酒精摄入造成的血清 TG 含量的升高，降低小鼠血液中的酒精浓度，进一步证明了葛根多糖的解酒防醉活性。3.7 其他活性李磊等17向经乳酸菌发酵得到的酸乳中添加不同剂量的葛根多糖，而后测定酸乳的各项理化和微生物指标。他们发现葛根中多糖会使乳酸菌产酸速度加快，且产酸量随多糖加入量增加而逐渐增多，对乳酸菌生长具有促进作用。4 结构特征4.1 单糖及物质组成分析实验室分析单糖组成的方法主要有薄层层析、纸层析、高效液相色谱、气相色谱和毛细管电泳等方法。目前，应用于葛根多糖的组分分析中，液相色谱和气相色谱最多，其能够确定单糖组成和摩尔比。赵丹等18建立了一种离子色谱-脉冲安培检验法，以不同产地、种类的葛根多糖为原料，采用三氟乙酸水解测定其单糖组成和含量。他们发现，不同品种、产地样品中单糖含量差异很小，且都有葡萄糖、鼠李糖和 岩藻糖。4.2 分子量分子量是多糖的重要结构测定参数之一，通常实验室用高效凝胶排阻色谱、凝胶渗透色谱、凝胶过滤色谱等手段来测定。陈兵兵19用高效凝胶尺寸排阻色谱连用多角度激光散色仪及示差折光检测仪测定 3 种多糖的分子量分别为 62 kDa、159 kDa、385 kDa。4.3 化学结构分析高碘酸氧化能够判定糖苷键的位置信息，连接键型等结构信息。董洲等20对其提取的两种葛根多糖进行结构分析，表明 GE-1 含有 1 4、1 6 糖苷键，GE-2 含有 1 3、1 4、1 3，6 及 1 6 糖苷键。在此基础上，他进一步构型小鼠巨噬细胞模型，证明了两者具有免疫调节活性，且 GE-2 活性更显著。5 结语葛根多糖具有抗氧化、抗肿瘤、降血糖等多种生物活性，是一种市场潜力巨大的生物活性成分之一。本文从葛根种植、多糖提取、生物活性、结构组成等方面进行了归纳总结，发现目前应用于葛根多糖提取的辅助手段很少，新技术手段更是鲜有涉及，且各种方法缺少对比性；葛根多糖的生物活性作用机制有些还没被完全掌握，因此对葛根多糖理化性质的分析还有待进一步研究，对于葛根多糖开发利用所需的理论支持还需补充。参考文献1 董彐倩，梅瑜，王继华，等.药食同源植物葛根的研究进展 J.长江蔬菜，2020，2（14）：43-47.2 曾明，张汉明，郑水庆，等.葛根多糖含量的比较测定 J.中国现代应用药学，2002，19（1）：25-26.3 纪宝玉，裴莉昕，陈随清，等.葛根不同生长期多糖含量的动态积累研究 J.中国实验方剂学杂志，2013，19（16）：63-65.4唐迪，张敏