红枣多糖的提取和生理功能性研究进展_李晓娟.pdf

215 专题论述食品工业 2023 年第44卷第 1 期红枣多糖的提取和生理功能性研究进展李晓娟1，左之文1，曾新安2，蔡锦林21.株洲千金药业股份有限公司（株洲 412000）；2.华南理工大学食品科学与工程学院（广州 510640）摘要红枣作为一种营养丰富的水果和天然保健食品,其富含氨基酸、维生素及多糖等生物活性成分,在中国已有数千年种植和食用历史。多糖作为红枣中生理活性的主要成分,具有抗氧化、护肝、抗肿瘤和调节免疫等功效。目前光源红枣多糖主要集中在提取和生理功能两方面,因此,文章综述了国内外提取分离和生理功能的最新文献,为红枣多糖的进一步结构和精准功能研究提供参考。关键词红枣;多糖;提取;得率;生理功能Study Progress on Extraction and Biological Effects of Jujube PolysaccharidesLI Xiaojuan1,ZUO Zhiwen1,ZENG Xinan2,CAI Jinlin21.Qianjin Pharmaceutical Co.,Ltd.(Zhuzhou 412000);2.School of Food Science and Engineering,South China University of Technology(Guangzhou 510640)Abstract Jujube(Ziziphus jujuba Mill)has been eaten and planted as a nutritious fruit and nutraceutical food in China for thousands of years.Including amino acids,vitamins and rutin,etc,among them,jujube polysaccharide is the main biologically active component and has antioxidant,antitumor,hepatoprotective and immunomodulatory effects.Obtaining high-extraction and high-purity is still the focus of research of jujube polysaccharides,but the molecular mechanism and corresponding functions have not been fully established.This study is to evaluate the recent literature on extraction and pharmacological activity,and to provide further structure,and precise functional research provides reference and application value for the development of functional foods and drugs.Keywords jujube;polysaccharide;extraction;yield;biological effects基 金 项 目：湖 南 省 高 新 技 术 产 业 科 技 创 新 引 领 项 目（2022GK4014）红枣（Ziziphus jujuba Mill），又称中华大枣，是鼠李科枣属植物的果实，含有有机酸、氨基酸、维生素、矿物质、黄酮、三萜类以及芦丁等生物活性物质1。中国是红枣大国，已有4 000多年的种植历史，我国产区主要在新疆、甘肃、山东、河北、河南、陕西等东部和西北地区2。我国红枣的生产量和种植面积居世界第一，红枣开发和深加工具有独特优势。多糖是不同的单糖由糖苷键合成的一种天然大分子成分，红枣多糖具有抗氧化、护肝、抗肿瘤和改善免疫系统等活性3-4。因此，红枣多糖有较大的研究和利用价值。红枣多糖也是近年来国内外研究的热点，对结构和功能的研究较多，但是对多糖的开发利用较少。文章通过对红枣多糖的提取分离及应用前景进行综述，为红枣多糖的精深加工研究提供参考。1红枣多糖的提取提取是红枣多糖研究的关键，高效率和高得率是提升和优化提取红枣多糖方法的指标，提取工艺影响红枣多糖的得率，以下从四个方法进行阐述，主要是进行传统提取方法与现代提取方法的对比。1.1浸提法红枣多糖大多溶于水，难溶于乙醇等有机溶剂，常用于提取植物多糖，提取溶剂主要包括碱液和水等5。该方法是采用氢氧化钠或热水浸提干红枣粉中的红枣多糖，优点是操作简便、成本低和得率高等，缺点有耗时长、多糖不稳定和功效活性低等6。焦中高等7先后采用水提和碱提红枣多糖，并比较两种方法下的生物活性和理化性质，按照110（mg/mL）料液比添加0.1 mol/L的氢氧化钠溶液进行分离，添加乙醇旋蒸得到碱提红枣多糖，其清除DPPH自由基能力为71.54%，高于水提方法36.89%，高出90%以上，抗氧化活性更高。杨杰南8采用亚临界水提法从大枣中提取红枣多糖，按照料液比120（mg/mL），在130 温度下提取30 min，加入乙醇沉析得到粗红枣多糖5.67%，分离纯化后得到酸性多糖和中性多糖，对DPPH自由基和超氧阴离子的清除率分别为40%和50%左右，且在-20 温度下有一定的稳定性。浸提法属于传统方法，操作简单但所耗溶剂大，协同现代辅助方法可优化提取工艺和得率，绿色快速获得红枣多糖。1.2微波提取法微波是使用300 MHz300 GH电磁波通过溶剂将食品工业 2023 年第44卷第 1 期 216 专题论述能量传到细胞质，其热效应和电磁波效应使细胞壁破裂，细胞内的温度和压力升高，使细胞内的多糖等有效物质溶出到浸出液中9-10。该方法优点是选择性高、操作方便快速、得率高，缺点有试验设备成本高、不宜大规模生产等。白艳林11用微波提取红枣多糖，采用响应面优化功率、料液比、提取次数等工艺参数得到红枣多糖6.78%，微波使红枣多糖从细胞壁溶出，功率和得率在一定范围内呈现正相关，但功率过高会使多糖得率下降。Rostami等12采用微波辅助提取红枣多糖，优化功率、料液比、提取温度等工艺参数红枣多糖提取率为6.9%。微波法操作快速简便但设备要求高，工业化和实际应用困难，应加快产业化落地，协同简易装置或方提取获得红枣多糖。1.3超声提取法超声提取法是在频率20 kHz的超声波通过机械搅拌和空化效应使得细胞壁破裂，多糖等有效成分融入溶剂中，提高多糖得率。该方法优点是操作简易、绿色环保和多糖稳定性高等，缺点有设备要求高、成本大等13。沈晓丽等14采用超声波提取工艺的红枣得率为55.38%，高于传统水浴提取法1.3倍，且耗时更少。李福帅等15采用响应面优化料液比、温度和时间，红枣多糖提取率为15.12%，且红枣多糖质量浓度2 mg/mL下对羟基和超氧阴离子的清除率为53%和56%，抗氧化性能高。超声提取法操作简易、时间短且提取率更高，生理活性更高，与浸提法等传统提取方法结合，可优化提取得率和效率。1.4脉冲电场提取法脉冲电场提取法是低电场强度125 kV/cm下可使细胞壁破裂，打开细胞膜脂肪分子结构和蛋白质通道，形成不可逆的孔径通道，通透性提高，有效成分被浸提溶出16。该方法优点是能耗低、绿色加工、快速等，缺点是设备要求高、大规模产业化生产难度高等。李坚等17采用脉冲电场处理红枣果肉，促使组织液从细胞壁流出，提高营养物质析出和出汁率，得到更多的红枣多糖等活性成分。朱晓波18采用场强20 kV/cm、料液比115（mg/mL）、频率10 kHz，在100 下提取红枣多糖，其得率为3.01%，提取率高于水提法，且所耗试剂少。该方法需要与传统萃取结合，开发可持续化的产业化设备，推广应用。总之，现代辅助提取方法较传统热水浸提法的提取得率均有很大改进，缩短了处理时间，且耗能耗溶剂低。2红枣多糖的分离通过不同辅助提取方法从红枣提取、过滤和浓缩得到红枣粗多糖，常含有蛋白质、脂肪、色素和低分子量糖等杂质，通过脱蛋白、脱色、交换柱层析、大孔树脂柱层析等进行洗脱、浓缩并冻干即得纯红枣多糖，主要步骤方法如图1所示2。红枣多糖的分离纯化十分重要，可提高红枣多糖的生物活性和分子作用机制，了解多糖的构成、糖苷键类型和高级结构表征，利用纯红枣多糖开发功能食品和药品等。但目前对于多糖的细分组成和精准的生理活性功能研究较少，待进一步深入研究。图1红枣粗多糖纯化步骤和方法3红枣多糖的生理功能多糖是红枣的生理活性成分，目前对于红枣多糖主要因其抗氧化、抗肿瘤、护肝及改善免疫系统等方面，具有很高的健康研究价值，可用于保健食品等。3.1抗氧化活性体内过多的自由基会使机体细胞和组织受损，引发人体衰老及致病19。黎云龙等20通过超声波辅助处理和脱色等纯化手段得到红枣多糖，取2 mg/mL红枣多糖测定FRAP值为0.850，清除ABT+和DPPH自由基的能力为51.43%。张越锋等21通过水提法得到骏枣中的红枣多糖，对O2-、OH、DPPH自由基的清除能力较好，经硒化处理后的体外抗氧化活性更好，在一定范围内与多糖浓度呈正相关。李帆等22采用红枣多糖和红枣色素协同可加强清除DPPH、ABTS+、OH和O2-自由基的能力，活性效果优于单一红枣多糖作用。经很多试验验证，红枣多糖具有抗氧化活性，且与多酚、黄酮等其他营养活性成分复配会更加强化其作用效果，但对于其作用的机理途径并未十分清晰。3.2抗肿瘤作用植物多糖抗肿瘤功能与分子量、结构形态、水溶性等因素影响，红枣多糖易溶于水，分子量小、水溶性高增强抗肿瘤功能23。李晋等24使用MTT比色法得到红枣多糖能抑制人体人肝癌细胞的扩散和繁殖，在40 mg/mL下能抑制68.79%癌细胞HepG2的生长，将肝癌细胞HepG2阻滞在合成期，阻止其进入DNA的合成，降低凋亡关键基因Bcl-2 mRNA和提高caspase-3 mRNA表达诱导肝癌细胞的凋亡。Wang等25提取分离木枣中 217 专题论述食品工业 2023 年第44卷第 1 期的红枣多糖HJP3能抑制肝癌细胞HepG2的增殖和扩散转移，且对非肿瘤的正常细胞不具有细胞毒性，直接靶向作用于肿瘤细胞，发挥其抗肿瘤活性，促使肿瘤细胞的凋亡。红枣多糖能有效控制肿瘤细胞繁殖，但对于肿瘤细胞直接靶向对于病变细胞，或是产生的抗肿瘤活性诱导肿瘤细胞死亡，作用机理仍待进一步研究，且可加深红枣多糖对其他组织肿瘤细胞的研究。3.3保肝作用植物多糖可通过降低谷丙转氨酶ALT和谷草转氨酶AST含量，降低MDA和升高SOD水平来保护肝脏，且对正常组织无毒副作用，红枣多糖保护肝细胞的氧化损伤26。李帆等22采用红枣多糖和红枣色素联合清除机体产生的H2O2，诱导小鼠肝细胞产生过量的ROS，降低脂质过氧化物和自由基的生成，保护线粒体，降低MDA、CryC含量，增加T-AOC、SOD和GSH-Px水平，减低肝细胞线粒体的氧化损伤，从而达到护肝作用。Wang等27利用红枣多糖降低CCl4小鼠肝细胞的损伤，400 mg/kg的红枣多糖降低谷丙转氨酶和门冬氨酸氨基转移酶活性，降低肝组织中MDA水平，提高SOD水平，保护肝组织的氧化损伤。红枣多糖通过清除自由基、减少肝细胞线粒体的氧化损伤达到护肝作用，但红枣多糖的分子保护机制和其他肝损伤并未能阐明，待进一步研究。3.4改善免疫机能植物多糖能改善免疫系统机能，通过降低多糖或提高多糖的转化维持免疫系统的平衡26。韩雅婷28研究发现红枣多糖与400 mg/kg红枣色素协同提高免疫力低下小鼠血清溶血素的含量和脾淋巴细胞增殖转化能力，能提高碳粒廓清指数和单核-巨噬细胞吞噬功能，表明具有增强小鼠免疫力作用。Zhan等29研究发现红枣多糖对巨噬细胞有抗炎免疫作用，能降低TNF-、INF-和IL-17、COX-2等促炎症细胞因子的表达，抑制NF-B、和p38/JNK MAPK的信号通路，提高